Das von der Bayerischen Forschungsstiftung geförderte Projekt COSIR (Combination of chemical-optical sensors and image recognition) widmet sich einer der wichtigsten Herausforderungen für die Zellkultivierung im Labor: der Beurteilung des Zellwachstums ohne äußere Eingriffe wie Probenentnahmen. Mit wissenschaftlicher Begleitung des Lehrstuhls für Bioverfahrenstechnik an der Universität Erlangen testen Projektpartner aus der Industrie ein System zur Online-Überwachung von pH-Wert und Sauerstoffgehalt mittels chemisch-optischer Sensoren in Kombination mit optischer Kontrolle und Dokumentation. Auch Memmert beteiligte sich mit der Bereitstellung eines CO2-Inkubators INC108med am Gelingen des Projekts.
Die begleitende wissenschaftliche Forschung beschäftigt sich im Wesentlichen mit der Medienoptimierung sowie mit Toxizitätsstudien in einem Multiwell-Platten-System. Bevor Björn Sommerfeldt, Doktorand und Projektmitarbeiter des COSIR-Projekts am Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik, mit seinen eigentlichen Studien begann, dokumentierte er über einen Zeitraum von 10 Tagen Feuchte- und CO2-Gehalt im Memmert CO2-Inkubator, um gerätebedingte Einflüsse auf die Versuchsergebnisse ausschließen zu können. Bei der Zellkultivierung in Multiwell-Platten führen Verdunstung und Kondensation zu Konzentrationsschwankungen, die die Aussage eines Versuchs erheblich verfälschen können. Die Volumenkonstanz im Well ist also unbedingt sicherzustellen. Während der Evaluation wurde der Memmert CO2-Inkubator wie im universitären Betrieb üblich, von verschiedenen Mitarbeitern benutzt, die Tür also häufig während des Experiments geöffnet.
Um die Lebensfähigkeit der Zellen zu bestimmen, wurde eine klare Salzlösung (PBS) mit Trypanblau eingefärbt und 600 µl davon in jedes Well gegeben. Bewusst war die Wellplatte nicht mit Parafilm umschlossen. Die hohe Dynamik, sprich Reaktionsschnelligkeit des INC108med auf die ständigen Veränderungen der mit 95 % rh befeuchteten Gasmischung im Innenraum zeigte sich nach Ablauf des 10-tägigen Tests. Bedingt durch das häufige Türöffnen hatten die äußeren Wellreihen rund 40 % der Flüssigkeit verloren, die inneren teilweise gerade einmal 10 %. An arbeitsfreien Tagen waren hingegen Volumenkonstanz bzw. Flüssigkeitszunahme festzustellen.
Da die für die COSIR-Studien vorgesehenen Versuche schon nach 24 bzw. 48 Stunden beendet sind, ergaben sich keine signifikanten Einschränkungen hinsichtlich des Inkubators oder der Wellwahl. Der Einsatz von Parafilm ist ebenfalls nicht erforderlich. Auch wenn die Wells nach 14 Tagen Testphase noch auswertbar waren, sieht der Forscher bei dieser Zeitperiode die Grenze für valide Studien unter den oben genannten Versuchsbedingungen mit ständigem Öffnen der Brutschranktür erreicht wenn nicht schon überschritten. Für längerfristige Versuche empfiehlt Björn Sommerfeldt also, sich auf die inneren Wells zu beschränken - sollte kein Inkubator-Mikroskop zur Verfügung stehen, versteht sich.
Der Text dieses Artikels basiert im Wesentlichen auf Erläuterungen des Lehrstuhls für Bioverfahrenstechnik an der Universität Erlangen. AtmoSAFE bedankt sich bei Herrn Prof. Dr. Rainer Buchholz und Herrn Dipl.-Ing. Björn Sommerfeldt für die freundliche Unterstützung.
