06.02.2014
Simulation der Strömung und der Scherbelastung von Zellen in einer Trägerlösung zur Optimierung eines Zell-Pipettors
Christoph Drobek , Prof. Hermann Seitz , Universität Rostock
Für bioanalytische Untersuchungen sollen Zellen über einen Zeitraum von mehreren Stunden in Kochsalzlösung vital gehalten werden. Die Dichte der Zellen ist jedoch ca. 20 Prozent höher als die Dichte der Kochsalzlösung, sodass die schwereren Zellen bei unzureichender Vermischung zum Boden absinken. Dort verkleben sie miteinander, die Zellmembranen reißen auf und die Zellen sterben ab.
Zur Vitalhaltung steht ein Zell-Pipettor zur Verfügung, der aus einem Töpfchen aus PTFE und einer Standardpipette besteht und zur Durchmischung von 1 ml Zellsuspension ausgelegt ist. Eine Verdrängerpumpe saugt die Zellsuspension durch die Pipette aus dem Töpfchen und pumpt sie über die Pipette wieder dahin zurück. Dadurch sollen die Zellen homogen in der Trägerlösung verteilt werden. Da weniger als 0,1 ml Zellsuspension benötigt werden, können Kosten für die Zellsuspension gespart werden, indem das Volumen des Zell-Pipettors von 1 ml auf 0,1 ml verringert wird. Dabei soll jedoch die Qualität der Durchmischung erhalten bleiben und die Belastung der Zellen durch hohe Scherraten nicht erhöht werden.
Der vorhandene Zell-Pipettor soll dabei mit einem 10-fach volumetrisch herunterskalierten Modell und einem neuen Design einer Doppelpipette aus PTFE verglichen werden. Dabei soll unter anderem herausgefunden werden, ob es ausreicht, die vorhandene Geometrie lediglich herunterzuskalieren oder ob es nötig ist, auf das neue Design der Doppelpipette zu wechseln. Die Einstellung der Verdrängerpumpe und damit der Volumenstrom durch die Pipette soll nicht verändert werden.