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TU Berlin

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Zellsteuerung mit Dielektrophorese

Lupe

Setzt man biologische Zellen, die in einem wässrigen Medium gelöst sind, einem inhomogenen elektrischen Feld aus, so kann ein elektrisches Dipolmoment induziert und seine Wechselwirkung mit dem Feld hervorgerufen werden. In der Konsequenz wird eine elektrische Kraft auf die Zelle ausgeübt, was als Dielektrophorese (DEP) oder dielektrophoretischer Effekt bezeichnet wird. Die Mehrzahl der Biotech-Untersuchungen in diesem Feld beziehen sich auf die Manipulation von Zellströmen in mikrofluidischen Kanälen, in denen DEP durch metallische Elektroden hervorgerufen wird. Die DEP-Kraft mag entweder anziehender oder abstoßender Natur sein, je nachdem, ob die Zelle zu der Elektrode mit der höheren Feldliniendichte angezogen oder von ihr abgestoßen wird.

Dielektrophorese ist ein bemerkenswertes Phänomen, weil damit verschiedenen Zellen nach ihren unterschiedlichen Polarisierbarkeiten getrennt werden können – ohne sie zu markieren wie in der Schema-Zeichnung gezeigt. Die Technik wurde deshalb bereits für die Sortierung verschiedener E. coli-Stämme getestet oder auch an Mikroorganismen mit verschiedener Dichte von Zellorganellen. Innerhalb des JLB wird DEP in Hinblick auf seine Anwendbarkeit zur Optimierung von Bioprozessen untersucht.

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