Zellen sehen ohne Licht: Brown-Chip verfolgt Zellbewegungen rein elektrisch
Ingenieure der Brown University beobachten wandernde Zellen mit einem Chip voller winziger Elektroden statt mit dem Mikroskop. Farbstoffe, die das Erbgut schädigen können, sind dafür nicht nötig.
Foto: Kenneth C. Zirkel / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Video: YouTube · Brown University · youtube.com
Forschende der Brown University in den USA haben eine Methode entwickelt, mit der sich die Bewegung lebender Zellen ganz ohne Optik verfolgen lässt. Herzstück ist ein Chip von etwa einem halben Zoll Kantenlänge, auf dem rund eine Million mikroskopisch kleiner Elektroden sitzen. Statt Licht misst der Sensor die elektrische Kapazität: Liegt eine Zelle auf einer Elektrode, ändert sich das Signal. So entsteht ein Bild ohne Linsen, Lichtquelle oder Kamera. Die Arbeit erschien in der Fachzeitschrift Lab on a Chip.
Bisher müssen Zellen für solche Beobachtungen oft mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert werden. „Diese Farbstoffe können DNA-Schäden verursachen“, erklärt Co-Erstautor Hyuntae Jeong. In Tests verfolgte das Team einzelne menschliche Brustkrebszellen und hielt sogar Zellteilungen fest. Auch kugelförmige Zellverbände und wabenartige Gewebe aus Hunderttausenden Zellen ließen sich abbilden – einschließlich sogenannter Leitzellen, die am Rand die Wanderung anführen.
Geleitet wurde die Arbeit von den Ingenieuren Jacob Rosenstein und Ian Y. Wong. „Die Zellen zeigen sich wunderbar im Kapazitätsbild und können automatisch verfolgt werden“, sagt Wong. Gefördert wurde das Projekt unter anderem von der US-Wissenschaftsstiftung NSF und den National Institutes of Health.