Veröffentlicht: 30.05.2012
Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V.
-Fachbereich Bioprozesstechnik-
Biomagnetische Separation seltener Zielzellen auf Mikrochip Basis
Die ständige Nachfrage nach besseren und effizienteren diagnostischen Systemen zeigt die Notwendigkeit, „life –time“ Zellprozesse in Echtzeit zu verfolgen. Insbesondere die Integration von Mikrosystemen ermöglicht die Untersuchung von seltenen Zellen, die Auslöser schwerer Krankheiten wie z.B. Krebs sind. Die Optimierung dieses Krankheitsmanagements verhindert falsche Behandlungsmethoden und erhöht die therapeutische Effizienz.
Das Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) hat eine mikrofluidische Zellseparationsplattform entwickelt und modular aufgebaut. Die komplette Probenpräparation und -separation von der Probenentnahme bis zur Analyse ist realisiert durch ein Glas-Silizium-Chip und eine spezielle Mischsonde.
Zielstellung:
Aufbauend auf den im Rahmen eines wissenschaftlichen Verbundprojekts erzielten Ergebnissen sollen Sensitivitäts- und Selektivitätstest mit unterschiedlichen und für die medizinische Diagnostik relevanten Zelltypen (Krebs- bzw. Pränataldiagnostik) durchgeführt werden. Für die Untersuchungen werden dabei vorrangig Puffer und Vollblutproben genutzt. Hinsichtlich der Separationsplattform soll ein modifizierter Aufbau das Handling der Arbeitsschritte vereinfachen, die Prozesszeit verringern und die Separationseffizienz erhöhen.
Arbeitsschwerpunkte:
- Einarbeitung in den Aufbau und die Funktion des modularen Separationssystems
- Durchführung und Auswertung der Separationen unterschiedlicher Zelllinien mit den entsprechenden Medien
- Schrittweise Reduktion der Zielzellkonzentration bis zur niedrigsten Nachweisgrenze ohne Beimischung anderer Zelllinien in Vollblut (Sensitivität)
- Schrittweise Reduktion der Zielzellkonzentration bis zur niedrigsten Nachweisgrenze mit Beimischung anderer Zelllinien in Vollblut (Selektivität)
Anforderungsprofil:
Gutes technisches Verständnis (Wünschenswert: Erfahrung im Umgang mit mikrosystemtechnischen Komponenten), gute bis sehr gute zellbiologische Grundkenntnisse, Kenntnisse in der Programmiersprache „LabVIEW“ sind vorteilhaft.
Kontakt:
iba Heiligenstadt e.V. Tel.: 03606-671-440
Dr. Jörg Schemberg Fax: 03606-671-200
Fachbereich Bioprozesstechnik E-Mail: joerg.schemberg@iba-heiligenstadt.de
Rosenhof
37308 Heilbad Heiligenstadt
Veröffentlicht: 30.05.2012
Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V.
-Fachbereich Bioprozesstechnik-
Optimierung des Transportverhaltens von Zell-Bead-Komplexen in einem mikrofluidischen Zellseparationschip durch numerische Simulation
Um das Separationsverhalten von Magnetbeads (Ø: 1-3,5 µm) mit den entsprechenden Zielzellen (Ø: 10-20 µm) zu optimieren spielt das fluidische Design des Zellseparationschips eine entscheidende Rolle. Die Güte der Separation wird durch zwei Bereiche entscheidend beeinflusst. Im hydrodynamisch dominierten Bereich werden die Magnetbead-Zell-Komplexe im Chipkanal durch die entsprechende fluidische Bewegung vom Magnetfeld abgelenkt, während in der magnetischen Domäne die Teilchen gefangen werden. Die Größen stellen einen großen Anteil am Transportprozess im Chip dar.
Das Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) hat eine mikrofluidische Zellseparationsplattform entwickelt und modular aufgebaut. Die komplette Probenpräparation und -separation von der Probenentnahme bis zur Analyse ist realisiert durch ein Glas-Silizium-Chip und eine spezielle Mischsonde.
Zielstellung:
Aufbauend auf den im Rahmen eines wissenschaftlichen Verbundprojekts erzielten Ergebnissen sollen mit Hilfe von numerischen Simulationen anhand verschiedener Chipdesigns die optimale Fluidik für den Bead-Zell-Komplex ermittelt werden. Mit Hilfe eines entsprechenden Modells soll untersucht werden, welche Parameter angepasst werden müssen, um die Separationseffizienz zu erhöhen. Diese Untersuchungen sollen zeitgleich mit experimentiellen Tests durchgeführt werden.
Arbeitsschwerpunkte:
- Einführung in die bereits durchgeführten Arbeiten des Separationssystems
- Simulation des Transportprozesses von Beads ohne Zellen mit den entsprechend vorgegebenen Parametern/Kräften
- Simulation des Transportprozesses von Beads mit Zellen mit den entsprechend vorgegebenen Parametern/Kräften
- Varation der Randbedingungen zur Ermittlung der Abhängigkeit von Beadmenge an der Zelle zur Bewegung des Zell-Bead-Komplexes im Chipkanal bei entsprechender Magnetfeldstärke.
Anforderungsprofil:
Studium der Mathematik und oder Physik. Programmiersprachen „Comsol“ und „Matlab“ werden vorausgesetzt.
Kontakt:
iba Heiligenstadt e.V. Tel.: 03606-671-440
Dr. Jörg Schemberg Fax: 03606-671-200
Fachbereich Bioprozesstechnik E-Mail: joerg.schemberg@iba-heiligenstadt.de
Rosenhof
37308 Heilbad Heiligenstadt
