JPK Instruments als einer der weltweit führenden Hersteller von Nanoanalytik-Instrumenten für die Forschung in Life Sciences und Soft Matter berichtet über die Arbeit mit dem CellHesion® 200 an der Universität Leipzig am Institut für Experimentelle Physik I.
Die Forschung des Instituts für Experimentelle Physik I konzentriert sich auf weiche kondensierte Materie in Wechselwirkung mit Oberflächen sowie mit einzelnen Molekülen. Die untersuchten Systeme erfassen eine Vielzahl von Stoffen, wie kleine Tracermoleküle, Flüssigkristalle, Polymere, Polymer-Netzwerke, Proteine und sogar lebende Zellen. Es ist das Ziel der Forschungsarbeiten am Institut für Experimentelle Physik I die physikalischen Grundlagen von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in diesen Systemen zu entdecken.
Professor Josef Käs zog im Jahr 2000 mit seiner Gruppe von der Universität Texas in Austin nach Leipzig. Zu dieser Zeit wurde er einer der ersten Anwender der JPK NanoWizard®- Serie von Rasterkraftmikroskopen und startete damit eine enge Zusammenarbeit zwischen seiner Forschungsgruppe und JPK. Vor kurzem erweiterte Professor Käs seinen Instrumentenpark mit einem JPK CellHesion® 200-System, welches neuartige Studien zur Kompartimentierung von Zellen und der Ausbreitung von Tumoren ermöglicht. Insbesondere nutzt die Gruppe das CellHesion® 200-System für Zell-Zell-Adhäsions-Messungen.
Kompartimientierung ist die Bildung von zellulären Kompartimenten, wie zum Beispiel Geweben und Organen. Es erzeugt genau definierte Grenzen für verschiedene differenzierte Zelltypen. Zellen des gleichen Typs haften besser aneinander, während die Mischung von verschiedenen Typen zu Segregation neigt. Entsprechend der Hypothese der Differentialhaftung nach Malcom S. Steinberg ist die Zellverteilung und die Bildung von zellulären Kompartimenten das Ergebnis aus der unterschiedlichen Haftfähigkeit der beteiligten Zellen. Die Gruppe versucht das Konzept der Kompartimentierung und der differentiellen Adhäsionshypothese bei der Tumorentstehung und -verbreitung anzuwenden und zu überprüfen. Es ist bekannt, dass junge Tumorzellen auf ihren Ursprungsraum beschränkt sind. Tumorzellen mit steigender Bösartigkeit sind in der Lage diese Grenzen zu überwinden. Das Ziel ist es zu klären, ob Tumorstadien durch deren zelluläre Haftfähigkeit charakterisiert werden können. Aus diesem Grund misst das Forscherteam gesunde und Krebszellen verschiedener Bösartigkeit mit dem JPK CellHesion® 200-System.
Ein weiteres Projekt für die Anwendung des CellHesion® 200-Systems ist die Untersuchung der Biokompatibilität. Magnetische Formgedächtnislegierungen sind eine Klasse von intelligenten Materialien, die ein hohes Potenzial für Aktoren bei biomedizinischen Anwendungen haben. Die Biokompatibilität der Beschichtungen dieser Materialien mit unterschiedlichen Zelladhäsionsproteinen wird mittels des CellHesion® 200-Systems über die Zell-Substrat-Haftung gemessen.
JPKs CellHesion® 200-System ist eine stand-alone Plattform für die Zelladhäsion und zytomechanische Studien in Kombination mit einem invertierten optischen oder konfokalen Mikroskop. Es ermöglicht die Quantifizierung der einzelnen Zell-Zell- und Zell-Oberflächen- Wechselwirkungen unter physiologischen Bedingungen. Diese bahnbrechende Technik, bekannt als Einzelzell-Kraft-Spektroskopie, misst die Wechselwirkungskräfte zwischen einer lebenden Zelle an einem Cantilever und einer Zielzelle, einem funktionalisierten Substrat oder einem Biomaterial. Parallel dazu können zytomechanische Eigenschaften einschließlich Steifigkeit und Elastizität bestimmt werden. Eine Vielzahl von wichtigen Parametern der zellulären Adhäsion, wie zum Beispiel maximale Zelladhäsionskraft, einzelne Entfaltungsereignisse, Tether-Charakteristik sowie Gesamtenergie der Bindung können bestimmt werden.
Im Namen der Gruppe erklärt der Doktorand Student Steve Pawlizak: "Unserer Meinung nach bietet JPK die besten AFM Lösungen für biologische oder biophysikalische Anwendungen, die auf dem Markt erhältlich sind. Auf bequeme Weise ermöglichen diese die gleichzeitige Nutzung von AFM und einer Vielzahl von Lichtmikroskopie-Techniken, wie zum Beispiel Hellfeld, Phasenkontrast, Auflicht-Fluoreszenz sowie Laser-Scanning-Mikroskopie auf invertierten Forschungs-Mikroskopen. Dies ist absolut notwendig für unsere Anwendungen in der Zell-Biophysik."
JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über das CellHesion® - System und weitere Produkte besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com und auf Facebook.
Die Forschung des Instituts für Experimentelle Physik I konzentriert sich auf weiche kondensierte Materie in Wechselwirkung mit Oberflächen sowie mit einzelnen Molekülen. Die untersuchten Systeme erfassen eine Vielzahl von Stoffen, wie kleine Tracermoleküle, Flüssigkristalle, Polymere, Polymer-Netzwerke, Proteine und sogar lebende Zellen. Es ist das Ziel der Forschungsarbeiten am Institut für Experimentelle Physik I die physikalischen Grundlagen von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in diesen Systemen zu entdecken.
Professor Josef Käs zog im Jahr 2000 mit seiner Gruppe von der Universität Texas in Austin nach Leipzig. Zu dieser Zeit wurde er einer der ersten Anwender der JPK NanoWizard®- Serie von Rasterkraftmikroskopen und startete damit eine enge Zusammenarbeit zwischen seiner Forschungsgruppe und JPK. Vor kurzem erweiterte Professor Käs seinen Instrumentenpark mit einem JPK CellHesion® 200-System, welches neuartige Studien zur Kompartimentierung von Zellen und der Ausbreitung von Tumoren ermöglicht. Insbesondere nutzt die Gruppe das CellHesion® 200-System für Zell-Zell-Adhäsions-Messungen.
Kompartimientierung ist die Bildung von zellulären Kompartimenten, wie zum Beispiel Geweben und Organen. Es erzeugt genau definierte Grenzen für verschiedene differenzierte Zelltypen. Zellen des gleichen Typs haften besser aneinander, während die Mischung von verschiedenen Typen zu Segregation neigt. Entsprechend der Hypothese der Differentialhaftung nach Malcom S. Steinberg ist die Zellverteilung und die Bildung von zellulären Kompartimenten das Ergebnis aus der unterschiedlichen Haftfähigkeit der beteiligten Zellen. Die Gruppe versucht das Konzept der Kompartimentierung und der differentiellen Adhäsionshypothese bei der Tumorentstehung und -verbreitung anzuwenden und zu überprüfen. Es ist bekannt, dass junge Tumorzellen auf ihren Ursprungsraum beschränkt sind. Tumorzellen mit steigender Bösartigkeit sind in der Lage diese Grenzen zu überwinden. Das Ziel ist es zu klären, ob Tumorstadien durch deren zelluläre Haftfähigkeit charakterisiert werden können. Aus diesem Grund misst das Forscherteam gesunde und Krebszellen verschiedener Bösartigkeit mit dem JPK CellHesion® 200-System.
Ein weiteres Projekt für die Anwendung des CellHesion® 200-Systems ist die Untersuchung der Biokompatibilität. Magnetische Formgedächtnislegierungen sind eine Klasse von intelligenten Materialien, die ein hohes Potenzial für Aktoren bei biomedizinischen Anwendungen haben. Die Biokompatibilität der Beschichtungen dieser Materialien mit unterschiedlichen Zelladhäsionsproteinen wird mittels des CellHesion® 200-Systems über die Zell-Substrat-Haftung gemessen.
JPKs CellHesion® 200-System ist eine stand-alone Plattform für die Zelladhäsion und zytomechanische Studien in Kombination mit einem invertierten optischen oder konfokalen Mikroskop. Es ermöglicht die Quantifizierung der einzelnen Zell-Zell- und Zell-Oberflächen- Wechselwirkungen unter physiologischen Bedingungen. Diese bahnbrechende Technik, bekannt als Einzelzell-Kraft-Spektroskopie, misst die Wechselwirkungskräfte zwischen einer lebenden Zelle an einem Cantilever und einer Zielzelle, einem funktionalisierten Substrat oder einem Biomaterial. Parallel dazu können zytomechanische Eigenschaften einschließlich Steifigkeit und Elastizität bestimmt werden. Eine Vielzahl von wichtigen Parametern der zellulären Adhäsion, wie zum Beispiel maximale Zelladhäsionskraft, einzelne Entfaltungsereignisse, Tether-Charakteristik sowie Gesamtenergie der Bindung können bestimmt werden.
Im Namen der Gruppe erklärt der Doktorand Student Steve Pawlizak: "Unserer Meinung nach bietet JPK die besten AFM Lösungen für biologische oder biophysikalische Anwendungen, die auf dem Markt erhältlich sind. Auf bequeme Weise ermöglichen diese die gleichzeitige Nutzung von AFM und einer Vielzahl von Lichtmikroskopie-Techniken, wie zum Beispiel Hellfeld, Phasenkontrast, Auflicht-Fluoreszenz sowie Laser-Scanning-Mikroskopie auf invertierten Forschungs-Mikroskopen. Dies ist absolut notwendig für unsere Anwendungen in der Zell-Biophysik."
JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über das CellHesion® - System und weitere Produkte besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com und auf Facebook.
