Mikrosaugnapf für lebende Zellen

Mit winzigen Hebeln und einem Atomkraftmikroskop lassen sich einzelne Zellen extrem schonend greifen und untersuchen.

Saugnapf für Zellen
Saugnapf für Zellen

Zürich (Schweiz) - Mit den Spitzen von winzigen Pipetten oder Pinzetten aus gekreuzten Laserstrahlen lassen sich lebende Zellen gezielt handhaben. Doch nicht selten sterben die Zellen bei diesem Eingriff. Daher entwickelten Schweizer Wissenschaftler eine schonendere Methode, um die empfindlichen Objekte kontrollieren zu können. Wie sie in der Fachzeitschrift "Applied Physics Letters" berichten, konnten sie mit einem winzigen Saugnapf aus einem Mikrohebel und einem Atomkraftmikroskop Nervenzellen oder Bakterien aufgreifen und an beliebige Orte wieder absetzen.

"Die Zellen werden durch eine Öffnung am Ende des Mikrohebels angesogen", erklären Pablo Dörig und seine Kollegen an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich. In dem Mikrohebel zirkuliert dazu eine Flüssigkeit, mit der sich ein Unterdruck zum Ansaugen erzeugen lässt. Um diesen Ansaugvorgang exakt zu starten, drückt von oben eine Nanometer feine Spitze eines Atomkraftmikroskops auf den Mikrohebel. Zum Absetzen der Zelle an einen beliebigen Ort drückt die Mikroskopspitze abermals auf den winzigen Hebel.

Dörig und Kollegen führten diesen Prozess an mehreren Zelltypen erfolgreich durch. Sowohl menschliche Nervenzellen mit etwa 20 Mikrometer Durchmesser, kleinere Hefezellen als auch E.coli-Bakterien mit nur drei Mikrometer Länge ließen sich so greifen und versetzen, ohne dass sie Schaden nahmen.

Mit dieser Methode – FluidFM genannt – steht Mikrobiologen ein neues Werkzeug zur Verfügung, um gezielt lebende Zellen auswählen, bewegen und wieder absetzen zu können. Prinzipiell lässt sich das Verfahren mit vielen parallel angeordneten Mikrohebeln für aufwändige Reihenuntersuchungen von Zellen erweitern. Schnellere, genauere und vor allem schonendere Experimente mit Mikroorganismen und Körperzellen werden dadurch möglich.