Abstract
In in vitro fertilization, the status of the zona pellucida is of pivotal interest to determine the window of best fertilization. In this window, the zona pellucida becomes soft, so that a sperm can penetrate. Two lab-on-chip systems will be introduced which were developed to monitor the status of the zona pellucida of mouse oocytes with electrical impedance spectroscopy. The combination of microfluidic systems and impedance spectroscopy offer advantages of easy cell handling and observer-independent characterization.
Zusammenfassung
Mithilfe der Technologien der Mikrosystemtechnik können Lab-on-a-Chip-Systeme für Applikationen im Bereich der Biologie, Biochemie und Biotechnologie entwickelt werden. In diesem Beitrag wurden zwei Beispiele zur Charakterisierung von Einzelzellen, speziell zur Untersuchung des Zustands der Zona pellucida von Mauseizellen, vorgestellt. Mit der Möglichkeit zur hydrodynamischen Fokussierung können die Zellen ohne viel Aufwand positioniert und fi xiert werden. Die beobachterunabhängige Messmethode der elektrischen Impedanzspektroskopie ermöglicht es, dass die Systeme in der Inkubationskammer verbleiben können. Die Reifung der Eizellen erfolgt zerstörungs- und markierungsfrei. Weiterhin können mehrere Eizellen mit einem System gleichzeitig charakterisiert werden. Mit chipbasierten Impedanzspektrometern können smarte point-of-use-Geräte zur Verfügung gestellt werden. Voraussichtlich können mit den vorgestellten Systemen auch andere Zellarten, z. B. humane Eizellen, charakterisiert werden.
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Literatur
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Danksagung
Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - 422444193 - und das Bundeswirtschaftsministerium ZIM Programm - KF 3147402CK3 - gefördert. Die Autoren danken dem Zentrum für Mikro- und Nanotechnologie der RWTH Aachen sowie Dorothée Breuer, Jochen Heiß und Ewa-Janina Sekula für ihre Unterstützung bei der Herstellung der mikrofluidischen Systeme.
Uwe Schnakenberg, 1979–1986 Physikstudium an der Universität in Bonn und an der RWTH Aachen. 1986–1996 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT, Itzehoe. 1994 Promotion zum Dr.-Ing. Ab 1996 wissenschaftlicher Beamter und ab 2015 außerplanmäßiger Professor an der RWTH Aachen.
Yuan Cao, 2013–2019 Bachelor- und Masterstudium in Nanoengineering an der Universität Duisburg/Essen. Ab 2019 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Mikro-und Nanosysteme an der RWTH Aachen.
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Schnakenberg, U., Cao, Y. Elektrische Charakterisierung von Eizellen mit mikrofluidischen Systemen. Biospektrum 30, 186–188 (2024). https://doi.org/10.1007/s12268-024-2134-9
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