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Zusammenfassung

Bildananalyse in Kombination mit kontinuierlicher Durchflusszellensortierung ist ein leistungsstarkes Konzept, das räumlich aufgelöste Eigenschaften von Zellen wie die subzelluläre Proteinlokalisation oder Zell- und Organellmorphologie ausnutzt, um hochspezialisierte Zelltypen zu isolieren, die zuvor für die biomedizinische Forschung, Biotechnologie und Medizin unzugänglich waren. In letzter Zeit wurden Sortierprotokolle vorgeschlagen, die durch Kombination von ultrahohen Durchflussraten mit anspruchsvollen Bildgebung- und Datenverarbeitungsprotokollen beeindruckende Durchsätze erreichen. Die moderate Bildqualität und komplexen experimentelle Setups verhindern jedoch immer noch, dass das volle Potenzial der bildaktivierten Zellsortierung zu einem universellen Werkzeug wird. In dieser Publikation wird ein neuer mikrofluidischer Ansatz mit geringer Komplexität vorgestellt, der auf der hochnumerischen Apertur-Weitfeldmikroskopie und der präzisen dielektrophoretischen Zellbearbeitung basiert. Das Verfahren liefert hochwertige Bilder mit bisher unerreichter Auflösung in der bildbasierten Zellsortierung (bis 216 nm). Darüber hinaus ermöglicht es auch lange Bildverarbeitungszeiten von mehreren hundert Millisekunden für eine gründliche Bildanalyse, während eine zuverlässige und verlustarme Zellbearbeitung gewährleistet wird. Es konnten lebende T-Zellen basierend auf der subzellulären Lokalisation von Fluoreszenzsignalen sortiert werden. Dabei wurde gezeigt, dass Reinheiten von über 80% möglich sind, während maximale Ausbeuten und Durchsatzvolumina im Bereich von μl min⁻¹ angestrebt wurden. 85% der analysierten Zielzellen konnten gewonnen werden. Schließlich wurde die Vitalität der sortierten Zellen durch Kultivierung und farbimetrische Vitalitätstests sichergestellt und quantifiziert.

Gerling, T., Godino, N., Pfisterer, F., Hupf, N., & Kirschbaum, M. (2023). High-precision, low-complexity, high-resolution microscopy-based cell sorting. Lab on a Chip, 2023, 23, 3172 – 3185  https://doi.org/10.1039/D3LC00242J