Die Forschungsgruppe "Technische Biologie" unter der Leitung von Prof. Dr. Janina Bahnemann besch?ftigt sich mit der Herstellung und Integration von 3D-gedruckten mikrofluidischen Systemen und der Entwicklung innovativer Biosensoren für Anwendungen im Bereich Zellkulturtechnik und Point-of-Care-Diagnostik.?Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung neuer Aptamer-basierter Biosensoren für die ?berwachung von Zellkulturprozessen sowie dem Design, der Herstellung und Integration eines neuen Lab-on-a-Chip-Systems, das einen kontinuierlichen, transienten Gentransfer in Wirtszellen für die flexible Produktion rekombinanter Proteine erm?glicht.

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3D GEDRUCKTE MIKROFLUIDISCHE SYSTEME

Innerhalb des? Emmy Noether Projekts?Entwicklung von integrierten kontinuierlichen Flie?systemen für transiente Transfektion, Kultivierung und ?berwachung von tierischen Zellen?werden neuartige Mikrosysteme für Anwendungen in der Zellkulturtechnik designt.

• Hochaufl?sender 3D Druck in einem Gr??enbereich weniger Mikrometer (15 - 50?μm)
• Rapid prototyping
• Mikrofluidische Systeme für die Zellkulturtechnik
  • Mikromischer zum schonenden und schnellen Mischen von Zellen mit Reagenzien
  • Transiente Transfektion von S?ugetierzellen zur flexiblen Herstellung rekombinanter Proteine
  • Integrierte Zellabtrennung?(z.B., mikrofluidische Spiralseparatoren)
• Computer-aided design (CAD) und Simulationen mittels numerischer Str?mungsmechanik (CFD)

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ZELLKULTURTECHNIK MIT S?UGERTIERZELLEN

Die Forschungsgruppe verwendet 3D-gedruckte mikrofluidische Systeme für die flexible Produktion rekombinanter Proteine, womit die transiente Transfektion von S?ugetierzellen optimiert wird. Darüber hinaus befasst sich die Gruppe mit Biokompatibilit?tsstudien, um eine ideale Umgebung für die Lebensf?higkeit der Zellen und die Produktion rekombinanter Proteine zu gew?hrleisten.

• CHO (chinese hamster ovary) Zellen,
• HEK (human embryonic kidney) Zellen,
• Biokompatibilit?tsstudien von 3D-gedruckten Materialien,
• Durchflusszytometrie (FACS),
• 3D Digitalmikroskopie,
• Fluoreszenzmikroskopie

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APTAMER-BASIERTE BIOSENSOREN

Aptamere sind oligomere, einzelstr?ngige Nukleins?uren, die über ihre dreidimensionale Struktur hochaffine und selektive Bindungen zu einem Zielobjekt aufweisen. Im Vergleich zu Antik?rpern erm?glicht die in vitro Selektion geeigneter Nukleins?uresequenzen (SELEX, Systematic Evolution of Ligands by EXponential Enrichment) auch die Bindung von nicht-immunogenen oder toxischen Substanzen. In Kombination mit geeigneten Sensorplattformen erm?glichen Aptamere markierungsfreie und selektive Biosensoren, wie sie wir für das Monitoring von Bioprozessen zur Analyse von Zielproteinen und zum Nachweis mikrobieller Kombinationen (siehe Emmy Noether Projekt)?sowie für die Entwicklung von Point-of-Care-Diagnostika (gef?rdert durch die Volkswagen Stiftung)?einsetzen.

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Hochsensitive Biosensoren konnten mit folgenden Techniken erzielt werden

• Elektromechanische Quarzkristallmikrowaage (QCM),
• Elektrochemische Impedanzspektroskopie?(EIS),
• Optische Sensoren basierend auf por?sem Silizium.