Selektive Übertragung von Hydrogelen, lebenden Zellen und weiteren Biomaterialien: Forscher haben auf Basis des Laser Induced Forward Transfer (Lift)-Verfahrens eine Anlage für die medizinische und pharmazeutische Forschung entwickelt.
Überall dort, wo kleinste Mengen an Material punktgenau auf Empfängerträger aufgebracht werden müssen, lässt sich das Lift-Verfahren einsetzen. Ein breites Anwendungsgebiet ist beispielsweise die medizinische und pharmazeutische Forschung, in der Krankheiten oder Wirkstoffe in gezielt hergestellten Teststrukturen untersucht werden. Hier kommt es darauf an, das wertvolle Material selektiv und so sparsam wie möglich auf einem Empfängerträger aufzubringen. Das Lift-Verfahren ermöglicht es, eine hohe Bandbreite an Materialien, wie Glycoproteine, lebende Zellen oder Metalle, hochpräzise und ressourcenschonend zu übertragen. Aktuelle Arbeiten eines interdisziplinären Forscherteams vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT widmen sich der Weiterentwicklung von komplexen zellbasierten in-vitro-Testsystemen.
Der Druckprozess funktioniert folgendermaßen: Über dem Empfängerträger befindet sich ein Glasobjektträger mit dem zu übertragenden Biomaterial auf der Unterseite und einer zwischengelagerten Absorberschicht aus Titan. Durch einen gepulsten Laserstrahl wird die Titanschicht verdampft und das Probenmaterial durch den entstehenden Vorwärtsimpuls auf den Empfängerträger übertragen.
Dieses laserbasierte Verfahren kommt ohne Druckkopf aus und kann deswegen Biomaterialien wie RNS, DNS, Proteine und Zellen unabhängig von der Viskosität übertragen. Es entfallen auch die bei Druckköpfen typischen Totvolumina, wie sie beispielsweise durch Zuleitungen entstehen. Die benötigte Ausgangsmenge des wertvollen Materials sinkt drastisch. Darüber hinaus erlaubt das Lift-Verfahren Spotgrößen von 10 bis 300 µm. Somit können bis zu 500 000 Proteinspots auf eine nur daumennagelgroße Fläche aufgebracht werden. Bisher war es nicht möglich, Probenmaterial mit einer solchen Präzision und Effizienz in so geringen Mengen aufzubauen.
Als Ergebnis der gerätetechnischen Entwicklung am Fraunhofer ILT entstand eine fünfachsige Anlage mit Bewegungssystemen für Transfer- und Empfängerträger. Die integrierte Strahlquelle lässt sich auf die Wellenlänge 355 oder 1064 nm einstellen, Fokuslage, Laserleistung und Pulszahl können automatisch reguliert werden. Dadurch ist der Benutzer in der Lage, eine große Bandbreite an Substanzen, von Biomaterialien bis hin zu Metallen, mit der Liftsys-Anlage zu übertragen.
Die Liftsys-Anlage für in vitro Testsysteme stellt das Fraunhofer ILT auf der diesjährigen Biotechnica, Europas Leitmesse für Biotechnologie, Life Sciences und Labortechnik, vom 08. bis zum 10. Oktober 2013 in Hannover vor (Halle 9.E09).
Weitere Informationen: www.ilt.fraunhofer.de
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