Automatisierung des Gewebeaufschlusses für die Analyse von Zellinhaltsstoffen

Automatisierung des Gewebeaufschlusses für die Analyse von Zellinhaltsstoffen In den letzten Jahren neu entwickelte Methoden zur Analyse der Erbinformation biologischer Materialien wie die Nukleinsäureanalyse und Methoden zur Untersuchung der biologischen Funktionen auf Proteinebene werden derzeit von der Forschung in die Routine überführt und finden zunehmend Einsatz in der medizinischen, pharmazeutischen und biologischen Analytik. Ein wesentlicher Schritt bei der Analyse biologischer Materialien ist die Probenvorbereitung, bei der die Probe so aufgeschlossen werden muss, dass die Zellinhaltsstoffe freigesetzt werden. Für den Aufschluss fester Gewebeproben existieren derzeit keine standartisierten Systeme und Prozessabläufe. Durch den Einsatz verschiedenster Geräte, Probenträger und Hilfsmittel sowie durch den geringen Automatisierungsgrad entsteht ein hoher manueller Aufwand, ein hohes Fehlerrisiko sowie eine geringere Reproduzierbarkeit. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden systematisch wissenschaftliche Grundlagen und technische Lösungen für den mechanischen Aufschluss fester Gewebeproben erarbeitet sowie ein neues Verfahren und System zum automatisierten mechanischen Gewebeaufschluss entwickelt. Kern der Lösung ist ein Probenträgersystem aus Kunststoff, das die Handhabungs- und Prozessfunktionen integriert und daher durchgängig von der Probennahme bis zur Entnahme des Rohextraktes verwendet werden kann. Da für die Aufschlusswirkung von mechanischen Wirkorganen aus Kunststoff im niedrigen Drehzahlbereich bisher keine Erkenntnisse vorlagen, und da aufgrund der komplexen Eigenschaften von biologischen Geweben kein theoretischer, allgemeingültiger Zusammenhang zwischen den Materialeigenschaften und der mechanischen Aufschliessbarkeit von Gewebeproben bekannt ist, wurden Untersuchungen bezüglich der Einflussfaktoren auf den mechanischen Gewebeaufschluss durchgeführt. Mit Hilfe eines entwickelten Prozessmodells wurden die Versuchsergebnisse quantifiziert und mit anderen mechanischen Aufschlussverfahren vergleichbar gemacht. Zum Nachweis der praktische Anwendbarkeit wurde das Verfahren in Form eines Pilotsystems umgesetzt und anhand repräsentativer Proben, Zielstoffe und Untersuchungsmethoden getestet. Die technische Machbarkeit eines automatisierten mechanischen Gewebeaufschlusses in einem Einwegsystem aus Kunststoff für die Analyse von Zellinhaltsstoffen wurde bestätigt.