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Biologische Lebenderkennung mit Hilfe von Fluoreszenzlebensdauermessungen

Biological activity detection using fluorescence lifetime measurements

  • Für die Entwicklung neuer Medikamente und zur Züchtung künstlicher Organe ist es essenziell, die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Organen zu Untersuchen. Darum ist es notwendig, über ein komplexes und realitätsnahes Modellsystem zu verfügen, Lab-on-Chip Bioreaktoren bieten diese Möglichkeit. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Messsystem zu entwickeln, das unter Ausnutzung von im Stoffwechsel aller eukaryotischen Zellen vorkommenden Substanzen zur kontinuierlichen Überwachung der Zellen geeignet ist. Als geeignete Markerfreie Messung hat sich die Fluoreszenzlebensdauermessung an NADH erwiesen. Die Änderungen des Metabolismus der Zelle sowie ihrer Umgebung führen zu einer Verschiebung der Fluoreszenzlebensdauer im einstelligen ns-Bereich. Da einige Stoffwechelprozesse in allen eukaryotischen Zellen gleich sind, konnte Saccharomyces cerevisiae als Modellorganismus zur realitäsnahen Messung eingesetzt werden. In dieser Arbeit wurden zeit- und frequenzbasierte Messmethoden zur ns-genauen Bestimmung der Fluoreszenzlebensdauer untersucht. Dabei wurden die Zellen gezielt mit den zellschädigenden Stoffen HCl sowie Triton-X100 behandelt und die Änderung vermessen. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Fluoreszenzlebensdauer bei induzierter Apoptose um 1,4 ns verlängert, sowie durch induzierte Nekrosen um 0,5 ns verringert. Die Messergebnisse zeigen, dass es möglich ist, den Vitalitätszustand der Zellen optisch zu analysieren.
  • To develope new drugs and artificial tissue there is a need to investigate the interactions between various organs. Therefore, the importance of biological reactors used in growing artificial tissue is rising. To monitor the metabolic state of living cells in the bioreactor, a non-disruptive measurement is required. Fluorescence-lifetime measurement provides the perfect tool of this analysis. This thesis investigates the use of auto-fluorescing substances and their changes in Saccharomyces cerevisiae (Baker

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Metadaten
Author:Florian Rudek
Advisor:Peter Hartmann, Wieland Zahn
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Name:Leupold-Institut für Angewandte Naturwissenschaften
Peter-Breuer-Straße 2, 08056 Zwickau
Date of Publication (online):2018/02/22
Year of first Publication:2015
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Date of final exam:2015/08/17
Release Date:2018/02/22
Tag:Fluoreszenzlebensdauer
GND Keyword:Biologische Aktivität; Fluoreszenz; Lebensdauer; NADH; Saccharomyces cerevisiae
Page Number:53 Seiten, 47 Abb., 7 Tab., 58 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik