Integrierte optische Zellanalyse & Zellsortierung

Gruppe von PD Dr.-Ing. habil. Timo Mappes

Mikrofluidisch integriertes System zur markerfreien optischen Zellanalyse und Zellsortierung (MikroSort)

In diesem Projekt wurde ein völlig neuer Ansatz zur miniaturisierten, markerfreien Analyse sowie Sortierung auf Zellebene unter Einsatz geringster Analytmengen demonstriert. Auf einer mikrofluidischen Plattform auf der Basis von Glas und Kunststoff wurden Partikel durch den Resonator einer integrierten Halbleiterlaserdiode geleitet und die Veränderung verschiedener Laserparameter ausgewertet. Dies gewährleistet hohe Empfindlichkeiten bezüglich relevanter Kenngrößen wie Brechungsindex, Absorption oder Morphologie. Eine nachfolgende Sortierung der Partikel wurde durch eine ebenfalls integrierte laserbasierte Einheit optischer Fallen demonstriert. Systeme nach diesem Prinzip stellen eine Alternative zu etablierten großvolumigen und teuren FACS- (fluorescence-activated cell sorting) Geräten dar und bieten potentiell die Möglichkeit einer Point-of-Care-Diagnose mit Handinstrumenten. Die beiden beteiligten Arbeitsgruppen stellten alle Kernbausteine inklusive der maßgeschneiderten Laser her und integrierten diese zu ersten Modul-Prototypen, welche anschließend intensiven Tests unterzogen wurden.

Dieses Projekt wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Optoelektronik der Universität Ulm und als ein Projekt der Baden-Württemberg Stiftung im Rahmen der Karlsruhe School of Optics and Photonics (KSOP) bearbeitet.