Untersuchungen im Rahmen einer Konzeption und Entwicklung eines neuen biohybriden Mikrosystems für den Einsatz im pharmazeutischen "Screening"

Gegenstand der Arbeit ist Entwicklung und Evaluierung von biohybriden Sensor-Systemen zur nicht-invasiven Charakterisierung von Sphäroiden (kugelförmige Zellhaufen) und von Einzelzellen mittels Impedanzmessung und Potentialableitung. Mit Hilfe einer geeigneten Modellierung und Simulation werden die Bedingungen ermittelt, unter denen für Zellen und Sphäroide charakteristische Parameter mit hoher Empfindlichkeit bestimmt werden können. Die Eignung der Impedanzspektroskopie für die Prüfung pharmazeutischer Produkte wird mit Hilfe gen-veränderter Tumor-Sphäroide nachgewiesen. Die Voraussetzung für eine in erheblichem Maße parallelisierte Beobachtung elektrischer Eigenschaften an isolierten Einzelzellen wird durch die Entwicklung und die Herstellung von Elektroden-Arrays mit mikrofluidischen Strukturen zur hydrodynamischen Zellvereinzelung und zur Zellpositionierung geschaffen. Die hydrodynamische, nicht-invasive Positionierungstechnik stellt eine neuartige Methode dar, die für die Herstellung von Biosensoren auf der Basis von Einzelzellen wesentlich ist. Die prinzipielle Eignung dieser Meßsysteme und -verfahren für das Routine-Screening von Wirkstoffen wird nachgewiesen.