Glasbasiertes mikrofluidisches System zur in-vivo Analyse von neuronalen Aktivitäten

// Bildgebende Verfahren // Life Sciences // Research Tools // Therapie und Wirkstoffe
Ref-Nr: 16715

Einleitung / Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mikrofluidik-Chip aus optischem Glas zum Aufnehmen eines aquatischen Lebewesens für dessen Untersuchung sowie eine Stimulationsvorrichtung.

Abb. 1: Lichtblattaufnahme sämtlicher Gehirnareale eines Zebrafischs in Einzelzellauflösung.

Hintergrund

Der Zebrafisch (Danio rerio) war das erste Wirbeltier, in dem die neuronale Aktivität des nahezu gesamten Gehirns erfolgreich in Echtzeit beobachtet werden konnte.

Problemstellung

Einer der größten Nachteile derzeitiger in-vivo-Calcium-Bildgebungsverfahren ist, dass übliche Mikroskopie-Verfahren für stationäre physiologische Messungen entweder eine geringe zeitliche Auflösung aufweisen oder keine in Zeitverlauf und Konzentration genau definierte pharmakologische Stimulation erlauben. Es fehlt zur Zeit an Fixationsverfahren und Inkubationswerkzeugen, die inert und mit definierten Innen- und Außenmaßen modellierbar sowie optisch kompatibel mit zeitlich hochaufgelösten Mikroskopieverfahren sind.

Lösung

Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches System (Fluidikchip), das zur Immobilisierung von (Zebra-)Fischlarven dient. Innerhalb des Fluidikchips soll eine lebende Fischlarve derart eingefangen werden können, dass sie über eine Bypass-Strömung mit verschiedenen chemischen Stimuli umspült werden kann. Die Verhaltensreaktionen und neuronalen Prozesse innerhalb des Gehirns sollen bei geeigneter Fixation des Fluidikchips per zeitlich hochaufgelöster Lichtblattmikroskopie untersucht werden können. Der Fluidikchip soll aus Glas gefertigt werden, welches sich inert verhält gegenüber etwaigen chemischen Reaktionen mit den Stimuli. Die Formgebung erfolgt durch Laserablation und ist von einem Ätzprozess, einem thermischen Bondprozess, mehreren Temperprozessen sowie ggf. einer Beschichtung durch PVD (physical vapour deposition) oder PCVD (plasma chemical vapour deposition) gefolgt.

Vorteile

Erhöhte Reproduzierbarkeit der Fixation von (Zebra-) Fischlarven Verbesserung der optischen Eigenschaften der Fixationsvorrichtung Steigerung der chemischen Inertheit des Fluidikchips gegen neuronale Stimuli

Anwendungsbereiche

Das Anwendungsgebiet der Diensterfindung ist die Immobilisierung und Stimulation von (Zebra-)Fischlarven innerhalb eines mikrofluidischen Systems zur Erforschung der Physiologie neuronaler Aktivität mittels Lichtblattmikroskopie.

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