Optisches Sensorsystem zur Überwachung der Sauerstoffkonzentration in biologischen Proben

Der hier präsentierte optische Sensor ermöglicht es, die Sauerstoffproduktion und den Sauerstoffverbrauch von Zellen zu beobachten und somit den Metabolismus dieser zu überwachen. Das angewandte Messverfahren basiert auf Fluoreszenz und Fluoreszenzauslöschung (Quenching). Der Farbstoff PtTFPP (Platinum(II)-5,10,15,20-tetrakis-(2,3,4,5,6-pentafluorphenyl)-porphyrin) wird in einer Polysteren-Matrix eingebettet und im mikrofluidischen Chip mit der Probe in Kontakt gebracht. Der im Reinraum hergestellte, mikrofluidische Chip ist aus einem Glas und einem Siliziumwafer gefertigt, zwischen denen sich die von außen hermetisch abgeriegelte Messkammer befindet. Sie hat ein Volumen von 6.2 µL. Der Film befindet sich in Form von Spots im inneren der Messkammer auf dem Glaswafer. Abhängig von der Sauerstoffkonzentration ändert sich die Intensität der Fluoreszenz. Diese wird mit einer RaspberryPi-Kamera aufgezeichnet und mit Hilfe der Softwareskript ausgewertet. Zusätzlich zur Anregungs-LED wird eine Beleuchtungs-LED eingesetzt. Dies ermöglicht sowohl den Sauerstoffverbrauch HaCaT Zellen zu untersuchen, als auch Sauerstoffverbrauch und –Produktion von Synechococcus (Blaualgen) zu überwachen.