Patch-clamping mit Mikroöffnungen in Polyimide-Folien

Die Patchclamp-Technik ist die aussagekräftigste Methode zur Untersuchung der Funktion und Regulation von Ionenkanälen. Sie basiert auf der Bildung eines engen Kontaktes zwischen der Spitze einer Glasspipette und der Membran einer Zelle, an die die Pipette herangeführt wird. Aus dem engen Kontakt resultiert ein elektrischer Widerstand im Gigaohm-Bereich zwischen der Elektrolytlösung im Innern der Pipette und der die Zelle und Pipette umgebenden Elektrolytlösung. Trotz der weitverbreiteten Verwendung dieser Methode ist die wahre Natur dieses Kontaktes und der resultierenden hochohmigen „Seal“-Bildung noch immer nicht im Detail verstanden. Zudem ist die Patchclamp-Methode zeitaufwendig und erfordert erfahrene Anwender sowie gutausgerüstete Setups. Im Moment ist noch keine Vorrichtung beschrieben, die diesen “Cell-by-cell”-Assay vollautomatisch durchführt. Dies ist jedoch die Voraussetzung für Automatisierung, Miniaturisierung und Parallelisierung, um mit dieser Methode Hochdurchsatz-Untersuchungen von pharmazeutischen Substanzen durchführen zu können. Mehrere Gruppen berichten über einen Ansatz, der die Glasspipette durch eine mikromechanisch gefertigte Siliziumstruktur ersetzen soll. Sie verwenden ein dünnes Diaphragma, in das ein mikroskopisch kleines Loch (Durchmesser im Nano- und Mikrometer-Bereich) eingebracht ist. Darauf werden Lipidvesikel aufgebracht, die per Adhäsion die Umgebung der Mikroöffnung hochohmig abdichten. Mit dieser Methode lassen sich Einzelkanalströme messen

Bioactive coatings of glass-ceramics on metals

To combine the mechanical properties of high-strength base metals with the biological properties of bioactive materials, coatings of BIOVERIT® glasses and glass-ceramics on CoCr alloys and titanium have been produced. Different kinds of coating processes have been used: dipping, sputtering, plasma spraying, sintering and pasting. Dipping and pasting seem not to be suitable to produce layers because of cracks and low adhesion strength of the coatings (dipping) and the limitations in relation to the implant shape and the thickness of the layers (pasting). Using sputter techniques it is possible to produce dense layers ( < 10µim) with a high adhesion strength. Plasma spraying resuhed in layers with a thickness of 50 to 300µim, but during the plasma spraying process there is a partial evaporation of the highly volatile glass components. Sintering processes are very suitable to produce layers with a high adhesion strength; these layers are long term stable in simulated body fluid

Adressierbarer Biochip zur elektrophoretischen Anreicherung geladener Biomoleküle

Adressierbare Biochip-Arrays ermöglichen die räumliche Manipulation geladener Biomoleküle durch Elektrophorese. Durch Akkumulation bestimmter Moleküle bzw. Auftrennung von Gemischen im elektrischen Feld soll die Sensitivität und die Selektivität nachgeschalteter bioanalytischer Verfahren gesteigert und die für eine Analyse erforderliche Probenmenge verringert werden. Das addressierbare Biochip-Array wird mit Methoden der Dünnschicht- und Mikrostrukturtechnik Probenvolumen. Auf dem Chip sind Fokussierungselektroden integriert. Sie erzeugen in der über dem Chip liegenden, elektrolytgefüllten Kammer ein zum zentral angeordneten Mikroelektrodenarray gerichtetes elektrisches Feld. Die präzise kontrollierte Ansteuerung der Fokussierungselektroden mit konstanter Stromdichte ist besonders wichtig, um störende Gasentwicklung zu vermeiden. Auf den Mikroelektroden werden Moleküle angesammelt und stehen für eine Analyse durch Fluoreszenzmessung oder mittels elektrischer Nachweisverfahren zur Verfügung. Die Akkumulation von DNA-Oligomeren, Protein und Peptiden um einen Faktor von bis zu 200 wurde bereits demonstriert. Das Verfahren soll zur Probenkonditionierung in Lab-on-a-chip Systemen oder als aktives Substrat für Proteomicsanwendungen eingesetzt werden