2D Bildgebung mittels mm-Wellen von Epithelzellen Innerhalb einer in-Vitro Umgebung

Mithilfe eines dielektrischen Wellenleiters (DWG) ist es möglich, Zellgewebe innerhalb eines Inkubators zu vermessen. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit innerhalb des Inkubators sind hierbei so gewählt, dass sie der natürlichen Umgebung der Zellen entsprichen. Dieser neue Ansatz der Biosensorik soll es ermöglichen, im Bereich von 100 bis 300 GHz Lungen-Eptihelzellen in einer in-vitro Umgebung zu messen. Durch ein kontaktloses Messverfahren ist es möglich, Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand der Zellen zu ziehen.

Im bisherigen Messaufbau wird die Zellprobe manuell in direkter Nähe des DWG positioniert. Das HF-Messsignal ermöglicht hierbei direkt Rückschlüsse auf den Abstand zwischen Zelloberfläche und Spitze des DWG. Eine ideale Messposition in allen drei Raumachsen muss manuell gefunden werden. Dadurch ist es schwierig, dieselbe Probe bspw. an verschiedenen Tagen vergleichbar zu messen, da der Zellfilm aufgrund seiner biologischen Natur inhomogen ist.

Die Verwendung von feinmotorisierten xyz-Linearantrieben soll es ermöglichen, die gesamte Fläche der Zellprobe räumlich abzutasten. Dabei entstehen 2D HF-Bilder der Oberfläche, welche eine Vergleichbarkeit von Messungen derselben Probe deutlich verbessert und eine detailliertere Aussage des Gesundheitszustands des Zellfilms ermöglicht. Zusätzlich ist es möglich mehrere Proben zu vermessen, ohne den Inkubator zu öffnen und damit die Umgebungsbedingungen zu ändern.

Ziel der Arbeit ist ein funktionsfähiger Aufbau, dessen Ansteuerung mittels Matlab erfolgen soll. Während des Aufbaus ist der Einsatz der Motorantriebe innerhalb des Inkubators, aufgrund der erhöhten Temperatur und Luftfeuchtigkeit, zu beachten und ggf. Schutzvorkehrungen zu treffen. Zusätzlich müssen Überlegung zur Sterilisation getroffen werden. Ein zusätzliches Positionsfeedback soll aus dem Messsignal des DWGs gewonnen werden.