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Fachgebiet Nanobiosystemtechnik


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Veröffentlichungen

Publikationen (2011 - 2016)

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Erstellt: Thu, 14 Dec 2017 23:09:29 +0100 in 0.1516 sec


Fischer, Michael; Naber, Ady; Stubenrauch, Mike; Gutzeit, Nam; Klett, Maren; Schober, Andreas; Witte, Hartmut; Müller, Jens
Keramische Mikro-Plasmaquelle für die selektive Behandlung von Zellkulturen. - In: MikroSystemTechnik Kongress 2017 / MikroSystemTechnik Kongress (München) : 2017.10.23-25. - Berlin : VDE VERLAG, ISBN 978-3-8007-4491-6, (2017), S. 762-765

Bingel, Corinna; Koeneke, Emily; Ridinger, Johannes; Bittmann, Annika; Sill, Martin; Peterziel, Heike; Wrobel, Jagoda K.; Rettig, Inga; Milde, Till; Fernekorn, Uta; Weise, Frank; Schober, Andreas; Witt, Olaf; Oehme, Ina
Three-dimensional tumor cell growth stimulates autophagic flux and recapitulates chemotherapy resistance. - In: Cell death & disease. - London [u.a.] : Nature Publishing Group, ISSN 20414889, Bd. 8Bd. 8 (2017), (24. Aug.), e3013, insges. 16 S.
https://doi.org/10.1038/cddis.2017.398
Jahnke, Heinz-Georg; Krinke, Dana; Seidel, Diana; Lilienthal, Katharina; Schmidt, Sabine; Azendorf, Ronny; Fischer, Michael; Mack, Till; Striggow, Frank; Althaus, Holger; Schober, Andreas; Robitzki, Andrea A.
A novel 384-multiwell microelectrode array for the impedimetric monitoring of Tau protein induced neurodegenerative processes. - In: Biosensors and bioelectronics : the principal international journal devoted to research, design development and application of biosensors and bioelectronics. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 18734235, Bd. 88 (2015), S. 78-84
http://dx.doi.org/10.1016/j.bios.2016.07.074
Bingel, Corinna; Koeneke, Emily; Bittmann, Annika; Sill, Martin; Rettig, Inga; Ridinger, Johannes; Fernekorn, Uta; Weise, Frank; Schober, Andreas; Witt, Olaf; Oehme, Ina
Three-dimensional tumor cell growth models in vivo drug resistance mechanisms. - In: Klinische Pädiatrie : clinical research and practice in pediatrics. - Stuttgart : Thieme - Stuttgart : Thieme, ISSN 14393824, Bd. 228Bd. 228 (2016), 6/7, A2
http://dx.doi.org/10.1055/s-0036-1593549
Baca, Martin; Singh, Sukhdeep; Gebinoga, Michael; Weise, Frank; Schlingloff, Gregor; Schober, Andreas
Microbial Electrochemical Systems with Future Perspectives using Advanced Nanomaterials and Microfluidics. - In: Advanced energy materials. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 16146840, Bd. 6Bd. 6 (2016), 23, 1600690, insges. 10 S.
http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201600690
Wang, Chengliang; Jiang, Cheng; Xu, Yang; Liang, Liying; Zhou, Min; Jiang, Jianjun; Singh, Sukhdeep; Zhao, Huaping; Schober, Andreas; Lei, Yong
A selectively permeable membrane for enhancing cyclability of organic sodium-ion batteries. - In: Advanced materials. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 15214095, Bd. 28 (2016), 41, S. 9182-9187
http://dx.doi.org/10.1002/adma.201603240
Donahue, Mary Jocelyn
Nitric oxide an pH measurement with AlGaN/GaN based ISFETs. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (VI, 127 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

Diese Arbeit befasst sich mit der Optimierung von Aluminium-Gallium-Nitrid/Gallium-Nitrid (AlGaN/GaN) -Ionen-sensitiven-Feldeffekttransistoren (ISFETs), einschließlich der zur Prozessierung notwendigen Materialparameter, so wie die Implementierung dieser optimierten Sensoren zur Detektion von Stichstoffmonoxid (NO), im Speziellen für biologische Anwendungen. Durch den angestrebten Einsatz der Transistoren in Flüssigkeiten werden an die chemische und mechanische Stabilität der Passivierung hohe Anforderungen gestellt. Im Vergleich mit den bekannten 'harten' Passivierungsmaterialien wie Si3N4 oder SiO2 konnte gezeigt werden, dass Polyimid die besten Isolationseigenschaften aufweist. Um Polyimid als Passivierung einzusetzen, musste aber ein neuartiger ECR (Electron Cyclotron Resonance) Plasmaprozess entwickelt werden, der einerseits die AlGaN/GaN-Elemente strukturiert und gleichzeitig den aktiven Sensorbereich schützt. Dabei handelt es sich um das sogenannte zweidimensionale Elektronengas (2DEG), das sich spontan zwischen der AlGaN- und GaN-Schicht ausbildet. Der ECR Plasmaschritt ermöglicht das notwendige anisotrope Ätzen zur Isolierung der ISFETs gegeneinander ohne eine messbare Degeneration des 2DEG. Dieser Prozess hinterlässt eine kontaminationsfreie Oberfläche und somit sofort messbare ISFETs, was vorher benötigte Reinigungsschritte überflüssig macht. Um die Detektion von NO zu erlauben, wurde eine Reihe neuer technologischer Prozesse entwickelt, wie etwa die entsprechende Gate-Funktionalisierung der AlGaN/GaN-ISFETs. Wolframtrioxid und Graphen stellten sich bei der vollständigen Analyse des Sensorverhaltens als die Besten der untersuchten Funktionalisierungen heraus. Beim Nachweis der NO-Sensitivität gegenüber bekannten störenden Substanzen, konnte über die Verringerung der pH-Sensitivität des funktionalisierten Transistors, eine gleichzeitige Messung des pH-Wertes und NO durchgeführt werden. Mit Hilfe von L929-Zellen (Maus-Fibroblasten) wurden darüber hinaus die ersten Tests zur Biokompatibilität des Systems durchgeführt. Um die Genauigkeit für in vitro Zellkulturen oder Gewebe-basierte Experimente zu erhöhen, wurde ein miniaturisiertes AlGaN/GaN-ISFET-Array entwickelt, mit einer Miniaturisierung und einem Pitch von 10 mm x 10 mm bzw. 100 mm x 100 mm. Mit einzelnen Sensoren wie auch den miniaturisierten Arrays kann eine Sensitivität von bis zu 57.0 mV/pH (nahe am theoretischen Nernst'schen Verhalten mit 58.2 mV/pH bei 20 ˚C) erreicht werden. Die Kombination von miniaturisierten Arrays und der Verringerung der pH-Sensitivität könnte in zukünftigen Arbeiten eine simultane NO- sowie pH-Messung auf einem Chip über einen lokalen Gradienten physiologischer Anwendungen ermöglichen.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00029574
Fernekorn, Uta; Hampl, Jörg; Weise, Frank; Singh, Sukhdeep; Borowiec, Justyna; Schober, Andreas
Development of microstructuring technologies of polycarbonate for establishing advanced cell cultivation systems. - In: Handbook of polymers for pharmaceutical technologies - Hoboken, New Jersey ; Salem, Massachusetts : John Wiley & Sons, Inc$nScrivener Publishing LLC$h[2015], ISBN 978-1-119-04147-4, Bd. 2.2015, S. 67-93

Bartsch, Heike; Himmerlich, Marcel; Fischer, Michael; Demkó, László; Hyttinen, Jari; Schober, Andreas
LTCC-based multi-electrode arrays for 3D in vitro cell cultures. - In: Journal of ceramic science and technology. - Baden-Baden : Göller, Bd. 6 (2015), 4, S. 315-324
http://dx.doi.org/10.4416/JCST2015-00056
Singh, Sukhdeep; Friedel, Karin; Himmerlich, Marcel; Lei, Yong; Schlingloff, Gregor; Schober, Andreas
Spatiotemporal photopatterning on polycarbonate surface through visible light responsive polymer bound DASA compounds. - In: ACS Macro Letters. - Washington, DC : ACS, ISSN 21611653, Bd. 4 (2015), 11, S. 1273-1277
http://dx.doi.org/10.1021/acsmacrolett.5b00653
Bartsch, Heike; Stöpel, Dirk; Himmerlich, Marcel; Baca, Martin; Stadie, Philipp; Hyttinen, Jari; Müller, Jens; Schober, Andreas
LTCC based multi-electrode arrays for in-vitro cell culture. - In: 11th IMAPS/ACerS International Conference and Exhibition on Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies (CICMT 2015) / IMAPS/AcerS International Conference and Exhibition on Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies ; 11 (Dresden) : 2015.04.20-23. - Red Hook, NY : Curran, ISBN 978-1-5108-0456-2, (2015), S. 58-63

Fernekorn, Uta; Hampl, Jörg; Weise, Frank; Klett, Maren; Läffert, Annette; Friedel, Karin; Schober, Andreas
Microfluidic 3D HepG2 cell culture: reproducing hepatic tumor gene and protein expression in in vitro scaffolds. - In: Engineering in life sciences. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 16182863, Bd. 15 (2015), 3, S. 340-350
http://dx.doi.org/10.1002/elsc.201400083
Rettig, Inga; Koeneke, Emily; Trippel, Franziska; Mueller, Wolf C.; Burhenne, Jürgen; Kopp-Schneider, Annette; Fabian, Johannes; Schober, Andreas; Fernekorn, Uta; Deimling, Andreas; Deubzer, Hedwig E.; Milde, Till; Witt, Olaf; Oehme, Ina
Selective inhibition of HDAC8 decreases neuroblastoma growth in vitro and in vivo and enhances retinoic acid-mediated differentiation. - In: Cell death & disease. - London [u.a.] : Nature Publishing Group, ISSN 20414889, Bd. 6Bd. 6 (2015), (19. Feb.), e1657, insges. 14 S.
http://dx.doi.org/10.1038/cddis.2015.24
Wang, Chengliang; Xu, Yang; Fang, Yaoguo; Zhou, Min; Liang, Liying; Singh, Sukhdeep; Zhao, Huaping; Schober, Andreas; Lei, Yong
Extended [pi]-conjugated system for fast-charge and -discharge sodium-ion batteries. - In: Journal of the American Chemical Society : web edition. - Washington, DC : American Chemical Society, ISSN 15205126, Bd. 137 (2015), 8, S. 3124-3130
http://dx.doi.org/10.1021/jacs.5b00336
Cao, Jialan; Schneider, Steffen; Schultheiß, Robert; Schober, Andreas; Köhler, J. Michael; Groß, G. Alexander
"From microtiter plates to droplets" tools for micro-fluidic droplet processing. - In: Microsystem technologies : sensors, actuators, system integration : research journal. - Berlin : Springer, ISSN 14321858, Bd. 21 (2015), 3, S. 539-548
http://dx.doi.org/10.1007/s00542-013-1981-y
Borowiec, Justyna; Hampl, Jörg; Gebinoga, Michael; Elsarnagawy, Tarek; Elnakady, Yasser A.; Fouad, Hassan; Almajhadi, Fahd; Fernekorn, Uta; Weise, Frank; Singh, Sukhdeep
Thermoforming techniques for manufacturing porous scaffolds for application in 3D cell cultivation. - In: Materials science and engineering / C. - Amsterdam : Elsevier, ISSN 18730191, Bd. 49 (2015), S. 509-516
http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2015.01.002
Singh, Sukhdeep; Lei, Yong; Schober, Andreas
Direct extraction of carbonyl from waste polycarbonate with amines under environmentally friendly conditions: scope of waste polycarbonate as a carbonylating agent in organic synthesis. - In: RSC Advances : an international journal to further the chemical sciences. - London : RSC Publishing, ISSN 20462069, Bd. 5 (2015), 5, S. 3454-3460
http://dx.doi.org/10.1039/C4RA14319A
Bartsch, Heike; Porzig, Tim; Williamson, Adam; Schober, Andreas
3D multi electrode arrays. - In: MEA Meeting 2014, July 1-July 4, 2014, Reutlingen, Germany : 9th International Meeting on Substrate-Integrated Microelectrode Arrays : Tübingen Neurotech 2014, 1st Tübingen Symposium on Current Topics in Neurotechnology : proceedings. - Reutlingen : NMI Natural and Medical Sciences Institute at the University of Tuebingen / MEA Meeting ; 9 (Reutlingen) : 2014.07.01-04., (2014), S. 310-311
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01mr16/864386974.pdf
Williamson, Adam; Fernekorn, Uta; Singh, Sukhdeep; Schober, Andreas
Body-on-a-chip: on-chip heart receiving metabolites from on-chip liver. - In: 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2013) / International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences ; 17 (Freiburg) : 2013.10.27-31. : Freiburg, Germany, 27 - 31 October 2013. - Red Hook, NY : Curran, (2014), S. 443-445
Lilienthal, Katharina
Nanostrukturierte SiO 2 -Gläser für die Mikrotechnik und Biosensorik. - Ilmenau : ISLE. - XV, 269 S.
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2014

Die in dieser Arbeit untersuchte Einflußnahme auf die Eigenschaften additiver Sol-Gel-Membranen im TEOS-H2O-HCl-System sowie subtraktiv erzeugter Oberflächen auf Synthetic Fused Silica über die Synthese- bzw. Prozeßbedingungen, zielen auf eine innovative Funktionalisierung in der Sensorik zellanalytischer Systeme, sowie Material-hybrider MEMS. Die Charakterisierung erfolgt über Ellipsometrie, bildgebende Verfahren, stoffliche Analytik und impedometrische Methoden. Daneben wird die besondere Bedeutung einer gezielten Substratreinigung herausgestellt. Die angestrebte selbstorganisierte Porosität über die Si-O-Netzwerkbildung zum einen, und der selektive plasmachemische Abtrag zum anderen werden auf ihre Mechanismen untersucht. Erstere dient als siebend ionenselektive, langzeitstabile Membran auf dem open gate von pH-sensitiven, transparenten AlGaN/GaN-FETs in wässrigen Medien. Letztere begünstigt durch die Oberflächenvergrößerung in Kieselglas u.a. innovative Aufbau- und Verbindungstechnik. Zum einen werden an reproduzierbar erzeugten Sol-Gel-Schichten mit Dicken von 30 bis 380 nm, Brechungsindizes von 1,3 bis 1,9 als Indikator der Porosität und Rauheiten von 0,3 bis 30 nm Einflüsse auf die Schichtbildung untersucht und Rückschlüsse auf Porosität gezogen. Ausgewählte Sole wurden hinsichtlich ihrer Anwendung als ionenselektive Membran in MOS- und EIS-Strukturen untersucht, bevor sie auf AlGaN/GaN-Sensoren eingesetzt wurden. Auf Fused Silica erfolgte zum weiteren eine forcierte selbstorganisierte Nadelbildung über die gezielte Wahl der Prozeßparameter von DRIE-ICP- und RIE-Plasmaanlagen. Dabei können homogen stochastisch gras-, nadel-, säulen- oder röhrenartige Glas-Strukturen bis 1 nm Breite und 6 nm Länge bei einer Prozeßdauer von 90 min erzielt werden. Die Dichtevariation derselbigen reicht von 0,15 bis 90 106 mm-2. Kohlenstoffe sind zur Glas Gras-Bildung nicht notwendig, auch die Übertragbarkeit auf andere Siliziumoxide wird gezeigt. Rückschlüsse auf die Entstehungsmechanismen des Glas Grases werden gezogen, wobei Mikromaskierung durch Metalle, Verunreinigungen oder Polymerpassivierung eindeutig ausgeschlossen werden können. Innovative Anwendungen des Glas Grases sind die einfache, spannungsarme Verbindung mit Polymeren, Keramiken, sich selbst und Silizium über Black Silicon, sowie als Oberflächenvergrößerung in der Optik, elektronischen oder katalytischen Systemen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/805016562.PDF
Zheng, Yan; Wang, Wenxin; Fu, Qun; Wu, Minghong; Shayan, Kamran; Wong, Kin Mun; Singh, Sukhdeep; Schober, Andreas; Schaaf, Peter; Lei, Yong
Surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate based on large-area well-defined gold nanoparticle arrays with high SERS uniformity and stability. - In: ChemPlusChem. - Malden Mass : Wiley, ISSN 21926506, Bd. 79 (2014), 11, S. 1622-1630
http://dx.doi.org/10.1002/cplu.201402154
Hanitsch, Stefan; Hampl, Jörg; Fischer, Robert; Tobola, Justyna; Stubenrauch, Mike; Schober, Andreas; Witte, Hartmut; Hoffmann, Martin
Integration of hydrogels into BioMEMS. - In: Shaping the future by engineering / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12. - Ilmenau, (2014), insges. 9 S.
Fernekorn, Uta
3D-Zellkultur : ein Schutz für die Achillessehne der Wirkstoff-Forschung?. - In: GITGIT : Labor-Fachzeitschrift. - Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA : Labor-Fachzeitschrift. - Weinheim : GIT-Verl., ISSN 00163538, Bd. 58 (2014), 3, S. 76-78
Singh, Sukhdeep; Schober, Andreas; Groß, G. Alexander
ChemInform abstract: Direct access to 3-substituted 1,4-oxathiepino[5,6-b]pyridine-5-one through one-pot substitution cyclization reaction of 2-mercapto-3-nicotinic acid with [alpha]-bromo ketones. - In: ChemInform. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 15222667, Bd. 45 (2014), 25, insges. 1 S.
http://dx.doi.org/10.1002/chin.201425191
Singh, Sukhdeep; Schober, Andreas; Groß, G. Alexander
Direct access to 3-substituted 1,4-oxathiepino[5,6-b]pyridine-5-one through one-pot substitution cyclization reaction of 2-mercapto-3-nicotinic acid with [alpha]-bromo ketones. - In: Tetrahedron letters. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 18733581, Bd. 55 (2014), 2, S. 358-361
http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2013.11.030
Klefenz, Frank; Williamson, Adam
Modeling the formation process of grouping stimuli sets through cortical columns and microcircuits to feature neurons. - In: Computational intelligence and neuroscience. - New York, NY [u.a.] : Hindawi Publ. Corp, ISSN 16875273, (2013), Article ID 290358, insges. 10 S.
http://dx.doi.org/10.1155/2013/290358
Frega, Monica; Tedesco, Mariateresa; Massobrio, Paolo; Pesce, Mattia; Williamson, Adam; Schober, Andreas; Martinoia, Sergio
3D engineered neural networks coupled to Micro-Electrode Arrays: development of an innovative in-vitro experimental model for neurophysiological studies. - In: 6th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER), 2013 : 6 - 8 Nov. 2013, Sheraton San Diego Hotel, San Diego, California. - Piscataway, NJ : IEEE / International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering ; 6 (San Diego, Calif.) : 2013.11.06-08., ISBN 978-1-4673-1967-6, (2013), S. 957-960

http://dx.doi.org/10.1109/NER.2013.6696094
Just, Thomas; Kautz, Thomas; Weis, Martin; Williamson, Adam; Husar, Peter
Neuronal cell spike sorting using signal features extracted by PARAFAC. - In: 6th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER), 2013 : 6 - 8 Nov. 2013, Sheraton San Diego Hotel, San Diego, California. - Piscataway, NJ : IEEE / International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering ; 6 (San Diego, Calif.) : 2013.11.06-08., ISBN 978-1-4673-1967-6, (2013), S. 472-475

http://dx.doi.org/10.1109/NER.2013.6695974
Ma, Xuan; Grewe, Adrian; Hillenbrand, Matthias; Sinzinger, Stefan; Schädel, M.; Görlandt, S.; Baca, M.; Schober, Andreas
Entwicklung eines integrierten multifunktionalen Fluoreszenzdetektors. - In: DGaO-Proceedings. - Erlangen-Nürnberg: Dt. Gesellschaft für angewandte Optik, ISSN 16148436, Bd. 114Bd. 114.2013, P47, insges. 2 S.

Fluoreszenzdetektion hat eine große Bedeutung in biologischen und medizinischen Anwendungen für die Analyse verschiedener Farbstoffe und Zellkulturen. Durch Kombination von Fluidik, Optik und Elektronik ist die Realisierung eines kompakten und hochempfindlichen Messsystems möglich, welches vorteilhaft bei der Messung von Proben mit kleinen Volumina ist.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=23544
Fernekorn, Uta; Hampl, Jörg; Augspurger, Caroline; Hildmann, Christian; Weise, Frank; Klett, Maren; Läffert, Annette; Gebinoga, Michael; Williamson, Adam; Schober, Andreas
In vitro cultivation of biopsy derived primary hepatocytes leads to a more metabolic genotype in perfused 3D scaffolds than static 3D cell culture. - In: RSC Advances : an international journal to further the chemical sciences. - London : RSC Publishing, ISSN 20462069, Bd. 3 (2013), 37, S. 16558-16568
http://dx.doi.org/10.1039/C3RA42358A
Weise, Frank; Fernekorn, Uta; Hampl, Jörg; Klett, Maren; Schober, Andreas
Analysis and comparison of oxygen consumption of HepG2 cells in a monolayer and three-dimensional high density cell culture by use of a MatriGrid. - In: Biotechnology & bioengineering. - New York, NY [u.a.] : Wiley, ISSN 10970290, Bd. 110 (2013), 9, S. 2504-2512
http://dx.doi.org/10.1002/bit.24912
Gebinoga, Michael; Katzmann, Julia; Fernekorn, Uta; Hampl, Jörg; Weise, Frank; Klett, Maren; Läffert, Annette; Klar, Thomas A.; Schober, Andreas
Multi-photon structuring of native polymers: a case study for structuring natural proteins. - In: Engineering in life sciences. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 16182863, Bd. 13 (2013), 4, S. 368-375
http://dx.doi.org/10.1002/elsc.201200152
Groß, G. Alexander; Singh, Sukhdeep; Schlingloff, Gregor; Schwienhorst, Andreas; Riester, Daniel; Wegener, Dennis; Wurziger, Hanns; Schober, Andreas
Robotic alliance of miniaturized synthesis and screening: a case study for the identification of histone deacetylase inhibitors. - In: Engineering in life sciences. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 16182863, Bd. 13 (2013), 4, S. 344-351
http://dx.doi.org/10.1002/elsc.201200090
Schober, Andreas; Fernekorn, Uta; Singh, Sukhdeep; Schlingloff, Gregor; Gebinoga, Michael; Hampl, Jörg; Williamson, Adam
Mimicking the biological world: methods for the 3D structuring of artificial cellular environments. - In: Engineering in life sciences. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 16182863, Bd. 13 (2013), 4, S. 352-367
http://dx.doi.org/10.1002/elsc.201200088
Williamson, Adam; Schumann, Lars; Hiller, Lars; Klefenz, Frank; Hörselmann, Ingo; Husar, Peter; Schober, Andreas
Synaptic behavior and STDP of asymmetric nanoscale memristors in biohybrid systems. - In: Nanoscale. - Cambridge : RSC Publ, ISSN 20403372, Bd. 5 (2013), 16, S. 7297-7303
http://dx.doi.org/10.1039/C3NR01834B
Williamson, Adam; Singh, Sukhdeep; Fernekorn, Uta; Schober, Andreas
The future of the patient-specific Body-on-a-chip. - In: Lab on a chip : miniaturisation for chemistry and biology. - Cambridge : RSC, ISSN 14730189, Bd. 13 (2013), 18, S. 3471-3480
http://dx.doi.org/10.1039/C3LC50237F
Baca, Martin; Schober, Andreas; Ma, Xuan; Grewe, Adrian; Schädel, Martin; Brodersen, Olaf; Will, Matthias
The integrated micro optical sensor for photometry and fluorescence applications. - In: Smartsystems integration / International Conference & Exhibition on Integration Issues of Miniaturized Systems - MEMS, NEMS, ICs and Electronic Components ; 7 (Amsterdam) : 2013.03.13-14. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3490-0, (2013), insges. 8 S.

Donahue, Mary; Lübbers, Benedikt; Kittler, Mario; Mai, Patrick; Schober, Andreas
Impedance characterization of AlGaN/GaN Schottky diodes with metal contacts. - In: Applied physics letters. - Melville, NY : American Inst. of Physics, ISSN 10773118, Bd. 102 (2013), 14, S. 141607, insges. 4 S.
http://dx.doi.org/10.1063/1.4801643
Williamson, Adam; Laqua, Daniel; Klefenz, Frank; Husar, Peter; Schober, Andreas
3D capacitively coupled MEA on a 3D microstructure array with interface technology. - In: Conference proceedings of the 8th International Meeting on Substrate-Integrated Microelectrode Arrays / International Meeting on Substrate-Integrated Microelectrode Arrays ; 8 (Reutlingen) : 2012.07.10-13. : July 10 - July 13, 2012, Reutlingen, Germany. - Reutlingen : NMI, (2012), S. 297-298
Cao, Jialan; Schultheiß, Robert; Schneider, Steffen; Schober, Andreas; Köhler, Michael J.; Groß, G. Alexander
'Drop-by-drop' - tools for droplet-based micro-fluidic processing. - In: Proceedings / European Conference on Microfluidics ; 3 (Heidelberg) : 2012.12.03-05. - Paris : SHF, ISBN 978-2-906831-93-3, (2012), insges. 9 S.

Weber, Jacqueline; Laqua, Daniel; Williamson, Adam; Husar, Peter; Schober, Andreas
Capacitive sensor concept for monitoring neuronal activity in vitro. - In: Biomedical engineering : joint journal of the German Society for Biomedical Engineering in VDE and the Austrian and Swiss Societies for Biomedical Engineering. - Berlin [u.a.] : de Gruyter, ISSN 1862278X, Bd. 57Bd. 57.2012, Suppl. 1, S. 1055-1058
http://dx.doi.org/10.1515/bmt-2012-4074
Altmann, Brigitte; Ahrens, Ralf; Welle, Alexander; Dinglreiter, Heinz; Schneider, Marc; Schober, Andreas
Microstructuring of multiwell plates for three-dimensional cell culture applications by ultrasonic embossing. - In: Biomedical microdevices : an international journal. - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15728781, Bd. 14 (2012), 2, S. 291-301
http://dx.doi.org/10.1007/s10544-011-9605-8
Gebinoga, Michael; Mai, Patrick; Donahue, Mary; Kittler, Mario; Cimalla, Irina; Lübbers, Benedikt; Klett, Maren; Lebedev, Vadim; Silveira, Liele; Singh, Sukhdeep
Nerve cell response to inhibitors recorded with an aluminum-galliumnitride/galliumnitride field-effect transistor. - In: Journal of neuroscience methods. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 1872678X, Bd. 206 (2012), 2, S. 195-199
http://dx.doi.org/10.1016/j.jneumeth.2012.02.018
Singh, Sukhdeep; Schober, Andreas; Gebinoga, Michael; Groß, G. Alexander
ChemInform abstract: Convenient method for synthesis of thiazolo[3,2-a]pyrimidine derivatives in a one-pot procedure. - In: ChemInform. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 15222667, Bd. 42 (2011), 44, insges. 1 S.
http://dx.doi.org/10.1002/chin.201144162
Cimalla, Irina; Gebinoga, Michael; Schober, Andreas; Polyakov, Vladimir; Lebedev, Vadim; Cimalla, Volker
AlGaN/GaN sensors for direct monitoring of nerve cell response to inhibitors. - In: Semiconductor device-based sensors for gas, chemical, and biomedical applications : . - Boca Raton, Fla. [u.a.] : CRC Press, (2011), S. 1-42

Singh, Sukhdeep; Köhler, J. Michael; Schober, Andreas; Groß, G. Alexander
The Eschenmoser coupling reaction under continuous-flow conditions. - In: Beilstein journal of organic chemistry. - Frankfurt, Main : Beilstein-Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, ISSN 18605397, Bd. 7 (2011), S. 1164-1172
http://dx.doi.org/10.3762/bjoc.7.135
Fernekorn, Uta; Hampl, Jörg; Weise, Frank; Augspurger, Caroline; Hildmann, Christian; Klett, Maren; Läffert, Annette; Gebinoga, Michael; Weibezahn, Karl-Friedrich; Schlingloff, Gregor
Microbioreactor design for 3-D cell cultivation to create a pharmacological screening system. - In: Engineering in life sciences. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 16182863, Bd. 11 (2011), 2, S. 133-139
http://dx.doi.org/10.1002/elsc.201000145
Weise, Frank; Hampl, Jörg; Klett, Maren; Schober, Andreas
Mikropumpe für Mikrobioreaktoren. - In: Proceedings / MikroSystemTechnik-Kongress ; 4 (Darmstadt) : 2011.10.10-12. - Berlin ; Offenbach : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3367-5, (2011), S. 923-926

Hampl, Jörg; Weise, Frank; Fernekorn, Uta; Schober, Andreas
Mikro-Bioreaktorsystem zur 3D-Kultivierung mit polymeren Zellträgern. - In: Proceedings / MikroSystemTechnik-Kongress ; 4 (Darmstadt) : 2011.10.10-12. - Berlin ; Offenbach : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3367-5, (2011), S. 500-503

Schober, Andreas; Fernekorn, Uta; Lübbers, Benedikt; Hampl, Jörg; Weise, Frank; Schlingloff, Gregor; Gebinoga, Michael; Worgull, Mathias; Schneider, Mark; Augspurger, Caroline
Applied nano bio systems with microfluidics and biosensors for three-dimensional cell culture. - In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 15214052, Bd. 42 (2011), 2, S. 139-146
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.201100746
Singh, Sukhdeep; Schober, Andreas; Gebinoga, Michael; Groß, G. Alexander
Convenient method for synthesis of thiazolo[3,2-a]pyrimidine derivatives in a one-pot procedure. - In: Tetrahedron letters. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 18733581, Bd. 52 (2011), 29, S. 3814-3817
http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2011.05.067
Schütze, Christina; Ritter, Uwe; Scharff, Peter; Fernekorn, Uta; Prylutska, Svitlana; Bychko, Andriy; Rybalchenko, Volodymyr; Prylutskyy, Yurij
Interaction of N-fluorescein-5-isothiocyanate pyrrolidine-C60 with a bimolecular lipid model membrane. - In: Materials science and engineering / C. - Amsterdam : Elsevier, ISSN 18730191, Bd. 31 (2011), 5, S. 1148-1150
http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2011.02.026
Schober, Andreas
Abschlussbericht zum Vorhaben: Mikrofluidik und Biosensorik : BioMePSens ; Laufzeit: 01.07.2005 - 30.06.2010. - Ilmenau : Techn. Univ., Zentrum für Innovationskompetenz MacroNano, Nachwuchsforschergruppe Mikrofluidik und Biosensorik, Fachgebiet NanoBioSystemtechnik. - Online-Ressource (PDF-Datei: 106 S., 3.544 KB)
Förderkennzeichen BMBF 03ZIK0620
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb14/791382095.pdf

Ausgewählte Publikationen

A. Schober, R. Günther, A. Schwienhorst, M. Döring, B. Lindemann “Accurate High Speed Liquid Handling of Very Small Biological Samples“. Biotechniques (1993) Vol. 15, No.2

A. Schober, M. Thuerk and M. Eigen “Optimization by Hierarchical Mutant Production” Biol. Cyber­netics (1993) 60:493-501.

A. Schober, A. Schwienhorst, J.M. Köhler, M. Fuchs, R. Günther, M. Thürk „Microsystems for inde­pendent parallel chemical and biological processing” Microsystem Technologies, Berlin (1994), 381 - 390.

A. Schober, N.G. Walter, U. Tangen, G. Strunk, T. Ederhof, J. Dapprich, M. Eigen "Multichannel PCR and Serial Transfer Machine as a Future Tool in Evolutionary Biotechnology”, Biotechniques Vol. 18, No. 4 (1995).

A. Schober, G. Schlingloff, G. Mayer, A. Groß, J. Albert, Th. Henkel, H. Wurziger, “Miniaturization of chemical synthesis and biological testing in nanotiterplates: the concept of NanoSyn-TestTM", Microsystem Technologies (2004), Band 10 Vol. 4.

E. Gottwald and A. Schober, “Pharmaceutical Applications of Microfluidics” invited review des Journals of European Pharmaceutical Research, European Pharmaceutical Review, Issue 4 2004

J. Burgold, F. Weise, M. Fischer, G. Schlingloff, Th. Henkel, J. Albert, G. Mayer, A. Schober, “Evolution and experiences with different drop-on-demand systems” Macromol. Rapid Com-mun. 2005, 26, 265–280

A. Groß, J. Osterod, G. Mayer, D. Riester, J. Albert, H. Wurziger, A. Schober, “Spatially encoded single bead Biginelli synthesis in a microstructured silicon array.”, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3102 –3106.

H. Bartsch de Torres, C. Rensch, M. Fischer,  A. Schober, M. Hoffmann, J. Müller “Thick film flow sensor for biological microsystems Volume 160, Issues 1–2, May 2010, Pages 109–115

A. Schober, C. Augspurger, G. Schlingloff, M. Gebinoga, M. Worgull, M. Schneider, C. Hildmann, U. Fernekorn, F. Weise, J. Hampl, L. Silveira, I. Cimalla, B. Lübbers, “Microfluidics and Biosensors as Tools for NanoBioSystems research with applications in the Life Science”, Materials Science and Engineering: B 169 (2010),  174-181

A. Schober, U. Fernekorn, B. Lübbers, J. Hampl, F.Weise, G. Schlingloff, M. Gebinoga, M.Worgull, Mark Schneider, Caroline Augspurger, Christian Hildmann, Mario Kittler, Mary Donahue, “Applied nano- bio systems with microfluidics and biosensors for three-dimensional cell culture”, Mat.-wiss. u.Werkstofftech. 2011, 42, No. 2

U. Fernekorn, J. Hampl, F. Weise, C. Augspurger, C. Hildmann, M. Klett, A. Läffert, M. Gebinoga, K.F. Weibezahn, G. Schlingloff, M. Worgull, M. Schneider, A. Schober, Microbioreactor design for 3-D cell cultivation to create a pharmacological screening system; Eng. Life Sci. 2011, 11, No. 2, 133-139

A. Schober, U. Fernekorn, S. Singh, G. Schlingloff, M. Gebinoga, J. Hampl, A. Williamson, “Mimicking the biological world: Methods for the 3D structuring of artificial cellular environments”, (invited review) submitted to Eng. Life Sci.  September 2012

M. Gebinoga, J. Katzmann, U. Fernekorn, J. Hampl, F.Weise, M. Klett, A. Läffert, T. Klar, A. Schober, “Multiphoton structuring of native polymers: A case study for structuring natural proteins”, submitted to Eng. Life Sci., Manuscript ID: elsc.201200152, accepted September 2012

Promotionen

Mary Donahue

Nitric oxide an pH measurement with AlGaN/GaN based ISFETs. Ilmenau: Univ.-Verl. Ilmenau, VI, 127 S.; Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2016

URN: urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000368

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Katharina Lilienthal

Nanostrukturierte SiO2-Gläser für die Mikrotechnik und Biosensorik. Ilmenau: ISLE, XV, 269 S.; Zugl. Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2014

ISBN: 978-3-938843-81-9

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Benedikt Lübbers

AlGaN-based pH-sensors: impedance characterisation, optimisation and application for foetal blood sampling. Ilmenau: Univ.-Verl. Ilmenau, XXVIII, 352 S.; Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2012

ISBN: 978-3-86360-055-6

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Irina Nicoleta Cimalla

AlGaN/GaN sensors for direct monitoring of fluids and bioreactions. Ilmenau: Univ.-Verl. Ilmenau, 216 S.; Zugl. Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010

ISBN: 978-3-86360-003-7

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Bachelor- und Masterarbeiten

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Zeußel, Lisa
Aktivierung von Polysacchariden und Herstellung von Polysaccharid-Protein-Konjugaten. - 86 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Im Rahmen der Arbeit wurden die Polysaccharide Dextran und Cellulose mit verschiedenen funktionellen Gruppen modifiziert, um Vorstufen eines Antikörper-Polymer-Enzym-Konjugats zu synthetisieren. Es wurden Divinylsulfon-, Azid- und Trichlortriazingruppen eingeführt und die Löslichkeit der entstandenen Konjugate in Wasser dokumentiert. Die funktionellen Polysaccharide wurden dann mit Proteinen und Enzymen gekoppelt, um die Nützlichkeit der Funktionalitäten hinsichtlich eines Antikörper-Polymer-Enzym-Konjugats zu testen. Es konnte ein wasserlösliches Protein-Polymer-Enzym-Konjugat synthetisiert werden, indem zwei mit Hilfe der Click-Chemie verknüpfte Proteine mit Vinylsulfon-Dextran gekoppelt wurden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872685888zeuss.txt
Saupe, Mario
Entwicklung eines tropfenbasierten mikrofluidischen Systems für einen zellbasierten Assay. - 109 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Ziel dieser Arbeit war es, eine Alternative zum Mikrotiterplatten-basierten AlamarBlue®-Assay auf der Basis einer tropfenbasierten mikrofluidischen Plattform zu entwickeln. Um alle notwendigen Verfahrensschritte des etablierten Assays auf die mikrofluidische Plattform übertragen zu können, wurde eine Reihe funktioneller mikrofluidischer Module entwickelt und umfassend getestet. Eine Mikrocontroller-basierte Steuereinheit zum aktiven Dosieren der AlamarBlue®-Reagenz wurde im Rahmen der Masterarbeit etabliert. Der Einfluss von Phenolrot und Perfluodecalin auf die Fluoreszenzintensitäten bei unterschiedlichen Zellkonzentrationen wurde ebenso untersucht wie die potentielle toxische Wirkung von Tetradekan auf die Viabilität der verwendeten Zelllinie. Umfangreiche Untersuchungen zum Vergleich des etablierten Mikrotiterplatten-basierten AlamarBlue®-Assay zu dem im Rahmen der Masterarbeit entwickelten tropfenbasierten Assay bewiesen die Funktionalität der neuen mikrofluidischen Module und Protokolle auch als Basis für weitergehende Anwendungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872453642saupe.txt
Schur, Johannes
Prozessentwicklung zur Fertigung von Zellkultursubstraten auf Basis von Hydroxylapatit. - 65 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Arbeit werden die Versuche und Herangehensweisen zur Herstellung von Zellkultursubstraten auf Basis von Hydroxylapatit beschrieben. Der Aufbau gliedert sich wie folgt: Einleitung, Methoden sowie Ergebnisse und Auswertung. Das Apatit, welches hier zum Einsatz kommt, ist neben Kollagen des Typs I Hauptbestandteil des Knochens. Daher werden zu Beginn die Knochen in Aufbau, Struktur und Funktionsweise beschrieben. Damit soll ein Verständnis für die Versuche und die Begründung für die Wahl der hier im Einzelnen behandelten Materialien vermittelt werden. Dazu sind die jeweiligen Materialien in einem Überblick bezüglich ihrer Eigenschaften, sowie Einsatz und Wichtigkeit in der Biomaterial-Forschung dargestellt. In den weiteren Kapiteln werden Synthesemethoden für das Hydroxylapatit beschrieben. Dabei haben sich drei Varianten herauskristallisiert. Zudem wird neben diesem Mineral ein Material benötigt, um dem Zellkultursubstrat eine gewisse Elastizität zu geben. Dafür ist im Knochen das Kollagen zuständig. Weiterhin existieren dessen denaturierte Formen: Kollagen-Hydrolysat und Gelatine. Diese drei Varianten sind zur Folienherstellung betrachtet worden. Nach den Erläuterungen bezüglich der Methoden werden die Ergebnisse dargestellt und ausgewertet. Bei der Folienherstellung hat sich erwiesen, dass Kollagen-Hydrolysat untauglich ist. Diese Folien sind nicht für Heißpräge- und Thermoformprozesse geeignet, da sie spröde sind. Zudem lösen sie sich innerhalb kürzester Zeit in Wasser auf. Die Gelatinefolien sind flexibel. Durch Heißprägen werden diese allerdings spröde und es kommt nicht zur Strukturübertragung. Durch Gießen kann eine Strukturierung erreicht werden, aber die Strukturen sind in einer wässrigen Umgebung nicht stabil. Poröse Gelatine hingegen ließ sich heißprägen, löste sich aber vollständig im Wasser auf. In Hydroxylapatitlösung getränkte, faserige Kollagenfolien konnten durch Thermoformen strukturiert werden. Bei geringeren Temperaturen (ca. 70 ˚C) werden Strukturen teilweise übertragen. Erhöht man die Temperatur weiter, so erfolgt eine großflächige Strukturierung, allerdings kommt es dabei zur Denaturierung des Kollagens. Die Strukturen lösen sich innerhalb einiger Stunden in Wasser auf. Allgemein wird der Einsatz von faserigen Kollagen in Verbindung mit Hydroxylapatit als mögliches Zellkultursubstrat beschrieben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/869859307schur.txt
Rüdiger, Daniel
Mikromechanische und histologische Analyse von Tumor-Gewebeschnitten auf zellulärer und suprazellulärer Ebene. - 110 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Für die Tumorentstehung und Progression ist neben der genetischen Veränderung die Wechselwirkung mit der Mikroumgebung entscheidend. Aus diesem Grund ergeben sich für die Etablierung eines organotypischen 3D-Tumormodells zwei wesentliche Anforderungen. Für eine biomechanische Optimierung muss die Mechanik des nativen Tumors und des gesunden Gewebes bekannt sein (materialseitiger Anspruch). Außerdem müssen die zellulären Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen entarteten und nicht entarteten Zellen aufgeklärt werden (biologischer Anspruch). In der Arbeit wurden mechanische und histologische Untersuchungen auf zelluläre und suprazelluläre Ebene durchgeführt. Für die mechanische Untersuchung an entarteten und nicht entarteten Einzelzellen des Brustepithels wurde die kolloidale Kraftspektroskopie mit dem AFM angewandt und die Histologie durch Färbung des Aktinskeletts beurteilt. Für die Untersuchung von Brusttumorgewebe und gesundem Brustgewebe der Maus, wurde die Kraftspektroskopie mit einem mikromechanischen Testsystem und für die Histologie eine HE-Färbung und Kollagen-Färbung durchgeführt. Die Tumorzelllinie MDA-MB-231 (0,8 - 15,4 kPa) war signifikant weicher als die gesunde Zelllinie MCF-12A (2,6 - 19,3 kPa). Zurückzuführen ist dies auf eine geringere Aktinpolymerisation in Folge der EMT. Das Brusttumorgewebe war mit einem E-Modul-Bereich von 12,4 - 271 kPa signifikant steifer als das gesunde Gewebe (0,8 - 10,3 kPa). Außerdem besaß das Tumorgewebe eine größere mechanische Inhomogenität. Die Gewebeversteifung entsteht durch eine gestiegene Kollagenablagerung in der ECM (Desmoplasie). Die erhöhte Kollagenablagerung sorgt für die Bildung von Integrin-Clustern. Durch das Mechanosensing der Zellen wird über das Zytoskelett, durch die Cluster, die Genexpression verändert und bewirkt eine weitere Versteifung der ECM durch Produktion von ECM-Komponenten durch Tumorzellen und Stromazellen. Damit existiert eine direkte Verbindung der genetischen Faktoren und Umgebungs-Faktoren für eine Tumorentwicklung. Mit der LCM-Plattform kann ein Scaffold-basiertes 3D Modell im Bereich der Tumorsteifigkeit erstellt werden. Für die Untersuchung der mechanischen Auswirkung der Mikroumgebung auf Tumorzellen ist eine Monokultur möglich. Jedoch sollte für Untersuchung neuer Therapeutika die Wechselwirkung zwischen Tumorzellen und Stromazellen berücksichtig werden. Dazu eignet sich eine Cokultur, für eine bessere in vivo Annäherung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/86243727Xruedi.txt
Brunnquell, Simon
Elektrische Charakterisierung von L929 Fibroblasten mittels Mikroelektroden. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (VII, 59 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Ziel dieser Arbeit war es, Signale von Zellen mittels Mikroelektroden aufzunehmen und mit einer Whole-Cell-Clamp Anordnung als etablierte Referenzmethode eine simultane Messung vorzunehmen. Bei der Auswertung der Signale der Zelle sollten dann überdies die elektrischen Eigenschaften der Mikroelektroden mit berücksichtigt werden. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildete aber vor allem der Prozess der Herstellung der Mikroelektroden aus Kohlefasern und Bonddrähten aus Gold. Im Rahmen dieser Arbeit ist es aber nicht gelungen, eine simultane Messung durchzuführen. Genauso wenig ist es gelungen, Unterschiede der Signale der Mikroelektroden alleine im Vergleich zu Signalen der Mikroelektroden in Kontakt mit den Zellen auszumachen. Jedoch konnten schließlich die elektrischen Eigenschaften einer Mikroelektrode im Zuge einer Verdünnungsreihe mittels Impedanzspektroskopie präzise untersucht werden.


http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016200046
Schkölziger, Sarah
Untersuchungen zum Einfluss physikochemischer Parameter von Biomaterialien auf die Adhäsion von Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis. - 91 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Mikroorganismen treten in der Natur fast immer in Form von Biofilmen auf verschiedensten Oberflächen auf. Aber auch auf medizinischen Geräten und auf Implantaten können sich Biofilme bilden, was im menschlichen Körper zu Infektionen und Entzündungen, oder zum Funktionsverlust von Implantaten führen kann. Aus diesem Grund gewinnt die Entwicklung von Antifouling-Strategien zunehmend an Bedeutung. Da die Bildung eines Biofilmes durch die Adhäsion von Bakterien an die Oberfläche initiiert wird, beruhen die Strategien immer häufiger auf der Unterbindung der Adhäsion. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von physikochemischen Oberflächeneigenschaften von Biomaterialien auf die bakterielle Adhäsion untersucht. Dazu wurden dynamische Adhäsionskinetiken, durch welche sich realitätsnahe Bedingungen schaffen ließen, mit vier verschiedenen Konzentrationen einer Mischkultur aus Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis durchgeführt. Als Modelloberflächen dienten mit TEGO®Phobe beschichtete Objektträger, welche im Sauerstoffplasma funktionalisiert wurden, um eine abgestufte Benetzbarkeit und Ladung der Oberfläche einzustellen. Durch die Ermittlung von zeit-und konzentrationsunabhängigen Parametern sollte schließlich eine materialspezifische Bewertung der Modelloberflächen ermöglicht werden. Die Untersuchungen ergaben, dass die bakterielle Adhäsion abhängig von der Zeit, von der Bakterienkonzentration und von den physikochemischen Eigenschaften der Biomaterialoberfläche ist. So wurde durch Extrapolation der Oberflächenbesiedlung bei sehr niedrigen und bei unendlich hohen Bakterienkonzentrationen festgestellt, dass der physikochemische Einfluss der Materialoberfläche mit steigender Bakterienkonzentration abnimmt. Bei sehr geringen bis moderaten Konzentrationen ist nachweislich die Affinität der Mischkultur zu sehr hydrophilen Oberflächen deutlich geringer als zu hydrophoberen Oberflächen. Dieser Effekt beruht vermutlich auf unterschiedlichen Wasserstrukturen, welche sich abhängig von der Benetzbarkeit der Oberfläche ausbilden. Für die Entwicklung neuer Antifouling-Konzepte ist es demnach empfehlenswert, den Einfluss der Hydrophilie von Biomaterialien zu berücksichtigen. Jedoch muss beachtet werden, dass die in dieser Arbeit erzielten Ergebnisse nur für die eingesetzten Infektionserreger und die gewählten Systembedingungen gültig sind.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/852150504schko.txt
Wang, Zizun
Integration of microfluidics in 3D cell culture : applications in tissue engineering and oncology. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die miniaturisierten Geräte erhalten in der Biotechnologie immer mehr Aufmerksamkeit. Sie werden einerseits immer verbreiteter und zudem stetig kleiner. In dieser Arbeit werden zwei Lab-on-a-Chip-Systeme für zwei verschiedene 3D-Zellkulturen mit integrierter Mikrofluidik entwickelt. Beide Lab-on-a-Chip-Systeme werden mithilfe von Mikrofabrikation entwickelt, um benutzerdefinierte Geometrien zu realisieren und die physiologisch ähnlichen Strukturen zu replizieren. Der erste Mikrofluidik-Chip wurde mit Polycarbonat durch Computerized Numerical Control (CNC) Fräsen hergestellt. Somit kann ein Mikrokanal gefertigt werden, der eine endotheliale 3D-Zellkultur ermöglicht. Dieser kann vollständig mit einem biokompatiblen Hydrogel (Kollagen Typ I oder Fibrin) gefüllt werden und ist perfundierbar. In dieser Arbeit ließen sich die Zellen bis zu 63 h im Mikrokanal kultivieren. Der zweite Mikrofluidik-Chip wurde durch kombinierte Verwendung von 3D-Druck und CNC sowie Polymer-Technologie aufgebaut. Er enthält einen Konzentrationsgenerator und kann zum Laden der Zellsphäroide verwendet werden. Diese Masterarbeit befasst sich mit häufig auftretenden Problemen der Mikrofluidik in Lab-on-a-Chip-Systeme. Um ein stabiles System zu erhalten, müssen die Probleme in Bezug auf Luftblasen und das periphere Perfusionssystem betrachtet und gelöst werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/842375015wang.txt
Ehrhardt, Julia
Etablierung eines Untersuchungsmodells zur Freisetzung eines Ca(2+)-Kanalblockers aus organomimetisch kultivierten HepG2-Zellen. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Innovative Forschungsansätze verfolgen das Ziel, dreidimensionale zelluläre Aggregate unterschiedlicher Ursprungsorgane in sogenannten "Body-on-a-Chip"- Systemen zu assemblieren. Daher soll in vorliegender Arbeit ein Untersuchungsmodell zur Freisetzung eines Ca(2+)-Kanalblockers aus einer Wirkstoffvorstufe durch Hepatokarzinom-Zellen, die in Polycarbonatscaffolds organomimetisch kultiviert wurden, etabliert werden. Dazu wurde die Umsetzung der diacetylierten Vorstufe des Ca(2+)-Kanalblockers Dihydropyrimidin (DHPM) in scaffoldkultivierten HepG2-Kulturen zeitlich und quantitativ mit Hilfe von HPLC/MS Analytik untersucht. Entscheidend für die Stabilität der Wirkstoffvorstufe ist die Wahl eines geeigneten Lösungsmittels, in dem die diacetylierte Vorstufe des DHPMs über einen Zeitraum von 6 h beständig ist. Basierend auf Stabilitätsuntersuchungen in verschiedenen Medien wurde DMSO/PBS als geeignetes Lösungsmittel für weiterführende Untersuchungen eingeschätzt. Eine Metabolisierung des in DMSO/PBS gelösten diacetylierten DHPMs zu den Produkten mono- und deacetyliertem DHPM durch HepG2-Zellen konnte quantitativ nachgewiesen werden. Die toxische Wirkung der Substanzen auf die Hepatokarzinom-Zellen wurde mittels etablierter zellbiologischer Methoden überprüft. Dabei wurde festgestellt, dass höhere Konzentrationen als 10 [my]g/ml des diacetyliertem DHPMs die Vitalität der Zellen negativ beeinflussen. Im weiteren Teil der Arbeit wurde die inhibierende Wirkung von DHPM und dessen di- und monoacetylierte Vorstufen auf die in Kardiomyozyten lokalisierten Kalziumkanäle analysiert. Im Bezug dazu wurden kontrahierende Kardiomyozyten aus murinen P19-Zellen differenziert und die Kanalblockeraktivität mikroskopisch und mittels Multielektrodenarray (MEA) untersucht. Eine inhibierende Wirkung der Ca(2+)-Kanäle durch Applikation von DHPM wurde dabei detektiert. Die Zugabe von di- und monoacetyliertem DHPM zeigte keinerlei Beeinflussung der Kanalblockeraktivität. Abschließend wurde ein chipbasiertes, gekoppeltes Untersuchungssystem beider Zellkulturen auf Basis festgelegter Randbedingungen konzipiert. Dadurch ist es in Zukunft möglich, die dreidimensionalen zellulären Aggregate beider Ursprungsorgane in einem sogenannten "Body-on-a-Chip"-System zu kultivieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/815203497ehrha.txt
Damm, Stephanie
Technologieentwicklung für komplexe Cell-Sheet-Layer-Systeme. - 87 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung von mehrlagigen folienbasierten Strukturen basierend auf Cell-Sheet-Layer-Systemen, die anhand eines abstrahierten Leber-Sinusoids demonstriert werden. Es werden verschiedene Technologien zur Herstellung mehrlagiger Cell-Sheet-Layer vorgestellt. Die Form- und Beschichtungsstrategien dieser Substrate kann Einfluss auf das Wachstum der Zellen nehmen. Als Ausgangsbasis der Trägersubstanz dient Polycarbonat-Folie mit einer Dicke von 50 [my]m, die durch den Mikrothermoformprozess die gewünschte Mikro-Topografie erhält. Es ist ein transparentes und biokompatibles Material, welches durch lokal begrenzte Oberflächenfunktionalisierungen während oder nach der topografischen Modellierung die Zelladhäsion auf den Trägern ermöglicht. Zunächst werden die vorhandene Technologie und das Werkzeug für die Mikro-Topografie optimiert, um so die gezielte Zellkultivierung zu ermöglichen. Die Polycarbonat-Folien werden nach dem Mikrothermoformprozess auf verschiedene Strategien der Zellbesiedlung untersucht. Das Cell-Sheet-Layer-System soll ein abstrahiertes Leber-Sinusoid beschreiben. Daher werden für die Außenseite des Substrates die humanen Hepatozyten Zelllinien HepG2 und für die Innenseite des Cell-Sheet-Layers die Maus-Fibroblasten Zelllinie L929 bzw. die Endothelzellen der EA.hy926-Zelllinie zur Zellbesiedlung gewählt. Im Verlauf der Zelluntersuchungen zeigte sich, dass die chemische Oberflächenmodifizierung während des Mikrothermoformprozesses Einflüsse auf die kultivierten Zelllinien ausübt. Aus diesem Grund werden alternative Methoden zur Funktionalisierung der Polycarbonat-Folie entwickelt. In diesem Verfahren wird das Substrat erst nach dem Mikrothermoformprozess funktionalisiert, um eventuelle Änderungen der Beschichtungsstoffen beim Erhitzen zu umgehen. Mit dieser Methode werden die besten Zellkultivierungsergebnisse erreicht. Um die Zellkultivierung auf einem Cell-Sheet-Layer-System in einer angepassten Mikro-Umgebung zu ermöglichen, wird ein Zellkultivierungssystem entwickelt, welches die fluidische Umgebung der Zellen berücksichtigt. In diesem System wird eine Trägersubstanz mit humanen Hepatozyten Zellen erfolgreich kultiviert. Insgesamt konnten Cell-Sheet-Layer aus Polycarbonat mit verschiedenen Zelllinien als einfache Zellkultur und als Ko-Kultur kultiviert werden. Diese Methode kann weiterentwickelt werden, um in weiteren Versuchen durch Stapeln der Folien eine dreidimensionale Struktur zu bilden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/815203322damm.txt
Häfner, Sebastian
Technologieentwicklung für komplexe Cell-Sheet-Layer-Systeme. - 133 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

In der vorliegenden Arbeit sollen Technologien für die Nutzung von Cell-Sheet-Layer-Systemen in der Zellkulturtechnik oder dem Tissue Engineering entwickelt werden. Exemplarisch soll dies für die biologischen Systeme "Leber" und "hämatopoietische Stammzellnische" erfolgen. Für das Tissue Engineering der Leber werden Technologien beschrieben, welche eine lokal begrenzte chemische Oberflächenmodifikation im und nach dem Mikrothermoformprozess ermöglichen. Diese Technologien werden mit verschiedene Stoffen in Zellkulturexperimenten evaluiert und anschließend miteinander verglichen. Dabei konnte die Methode des "3D microcontact printing" als Methode zur gezielten Zelladhäsion etabliert werden. Des Weiteren wird ein Prinzip zur gezielten Stapelung thermogeformter Folien demonstriert. Dabei zeigte sich, dass das Prinzip der Faltkantenpositionierung eine vielversprechende Methode zur gezielten Stapelung thermogeformter Folien ist. Für die Nutzung von Cell-Sheet-Layer-Systemen in der Zellkulturtechnik wird gezeigt, inwieweit Heißprägen und Mikrothermoformen zum Strukturieren von thermoplastsichen Folien geeignet sind. Beide Methoden werden zum Nachbau der hämatopoietischen Stammzellnische eingesetzt. Für diese physikalische Strukturierung der Folien sind mikrostrukturierteWerkzeuge notwendig. Darum wurden aus biologischen Proben Bilddaten des trabekulären Knochens und des Knochenmarks gewonnen und diese Strukturen zum Design photolithografischer Masken genutzt. Für das Extrahieren der Strukturen aus Bilddateien werden verschiedene Algorithmen der Binärbilderstellung in MATLAB getestet. Dabei kamen Algorithmen zur Kantendetektion und zur lokalen Schwellenwertberechnung zum Einsatz. Es konnte gezeigt werden, dass für die Kantendetektion der Algorithmus nach Canny und für die lokale Schwellenwertberechnung der Algorithmus nach Niblack die besten Resultate erzielen. Die so extrahierten Strukturen konnten erfolgreich im Heißprägeprozess eingesetzt werden. Eine weitere Modifikation der so strukturierten Folien mit Topologien trabekulären Knochens konnte im Mikrothermoformprozess durchgeführt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/777518309haefn.txt
Becker, Annette
Konzepte zum Aufbau paralleler Mikrobioreaktorsysteme im 24-well-Standard. - 68 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es ein miniaturisiertes, parallelisierbares Bioreaktorsystem zu entwickeln, das auf bisherigen Forschungsergebnissen des Fachgebiets Nanobiosystemtechnik der TU Ilmenau aufbaut und diese einbindet. Die Zellen sollen auf einem porösen Substrat dreidimensional kultiviert werden. Zur Versorgung mit Nährstoffen und Sauerstoff werden die Zellen mit Medium perfundiert. Das Medium wird durch eine integrierte Mikropumpe umgewälzt. Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt auf dem Verschluss des Bioreaktors, der gewährleistet, dass der erforderliche Druck zur Perfusion der Zellen aufgebaut werden kann. Dazu wird eine Klemmverbindung in zwei Varianten und ein magnetischer Verschluss getestet. Alle Varianten werden berechnet, bewertet und es wird ein Labormodell aufgebaut, dass die Kraftflüsse im Bioreaktorsystem imitiert. Schließlich erfolgt eine Auswahl und eine Empfehlung für das weiter zu verfolgende Konzept.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/745996485becke.txt
Müller, Philipp
Strukturidentifikation am Beispiel fortgeschrittener Zellkultur im polymeren Scaffold. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Die Kultivierung von Zellen in fortgeschrittener dreidimensionaler Zellkultur ist ein sich seit den letzten Jahren dynamisch entwickelndes Forschungsgebiet. Ein dabei kaum oder gar nicht untersuchter Forschungsgegenstand ist, inwieweit sich Zellen, die in polymeren 3D Scaffolds eingesät werden, sich in ihrer geometrischen Organisation nach bestimmten Regeln selbst organisieren d.h. eine räumliche Struktur ausbilden, die nicht rein zufällig ist. Speziell in den vorliegenden, nach oben offenen MatriGrid- Strukturen stellt sich die Frage, ob die zu beobachtenden Kanäle die Hypothese eines sich ausbildendenden Fluidsystems (Vaskularisierung) zur Ver- und Entsorgung der in 3D Kultur gebildeten, gewebeartigen Zellaggregate rechtfertigt. Durch die Vaskularisierung von Geweben wird in vivo die Arbeit des Blutgefäß- und des Gallenkanalsystems ermöglicht. Zur quantitativan Analyse der Zellstrukturen wurde in dieser Arbeit ein Algorithmus entwickelt, mit dessen Hilfe charakteristische Parameter dieser ermittelt werden können. Hierbei werden die Positionen der einzelnen Zellen innerhalb ihrer Zellstruktur über das Auswertungsprogramm Imaris aus LSM-Bildern extrahiert. Die erhaltene Punktemenge wird in Ebenen unterteilt, in welchen separat voneinander nach Abschnitten der entstandenen Kanal- und Hohlraumstrukturen gesucht wird. Diese Abschnitte werden anschließend zu den gesuchten Strukturen verbunden und aus ihnen die charakteristischen Parameter der untersuchten Zellkultur ermittelt und statistisch verglichen.


Mai, Patrick
Untersuchungsmöglichkeiten der zellulären Signalvermittlung unter Verwendung von AlGaN/GaN-Sensoren. - 100 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die Kenntnis zellulärer Signalvermittlungen ist für die Pharma- und medizinische Grundlagenforschung ein wichtiges und viel versprechendes Gebiet für die Suche nach neuen Medikamenten und dem Verständnis zellulärer Funktionen. Die etablierten Verfahren für die Untersuchung der zellulären Kommunikation sind sehr kostspielig oder liefern eine geringe Informationsdichte. Feldeffekt Transistor- und impedimetrische Biosensoren basierend auf AlGaN/GaN-Heterostrukturen stellen eine Möglichkeit dar, die etablierten Verfahren zu ersetzen. Unter diesem Gesichtspunkt wurde die prinzipielle Eignung dieser Biosensoren für die Messung von Konzentrationsunterschieden essentieller sowie xenobiotischer Ionen untersucht. Hierzu wurden verschiedene Alkali- und Erdalkaliionen als Chloride in wässriges (Hepes-Tris-Puffer) und nichtwässriges Medium (DMSO) in Lösung gebracht. Durch Verdünnung der Ausgangskonzentration der Ionen wurde die Sensitivität der Sensoren gegenüber Ionenkonzentrationsänderungen untersucht. FET-Sensoren zeigten bei der Messung in wässrigen Medien bis zu einer Ionenkonzentration von 32 myM deutliche Änderungen des Messsignals. Bei den ECIS-Sensoren lag eine Sensitivität bis 160 myM vor, womit beide Sensortypen eine für physiologische Ionenkonzentrationen ausreichende Auflösungsfähigkeit besitzen. In nicht wässrigen Medien zeigten beide Sensortypen keine reproduzierbaren Ergebnisse. In weiteren Tests wurde nachgewissen, dass durch Manipulation der NA+-Ionenkanäle mit einem Acetylcholinesterase-Inhibitor (Diisoprophylfluorophosphat) die so erzeugten Na+-Ionenströme in die Zellen über die spezifische Änderung des Messsignals der Sensoren nachgewiesen werden können. Über die Untersuchung der pH-Sensitivität und des Leckstroms wurde der Einfluss der Zellkomponente der Biosensoren auf die Langzeitstabilität der Sensoren überprüft. Diese Ergebnisse wurden durch die mikroskopische Dokumentation über Veränderung der Passivierungsschicht und der ohmschen Kontakte der Sensoren ergänzt und ergeben nur bei ECIS-Sensoren bedingt durch Gegebenheiten am Messaufbau eine Änderung der Sensoreigenschaften. Aus den in dieser Masterarbeit gewonnenen Erkenntnissen lässt sich schließen, dass die verwendeten Biosensoren eine Eignung aufweisen zelluläre Signale basierend auf Ionenströme nachzuweisen. In zukünftigen Experimenten müssen die Ergebnisse weiter verifiziert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/718772954mai.txt

Patente

Bioreactors and Fluidics

Schober, Beck et al. „Biolithomorphische Nachbildung einer Stammzellnische eines Organismus sowie Verfahren zu deren Erzeugung„ DE 10 2015 108 566.6

A. Schober, J. Hampl et al. „Formkörper zur Nachbildung einer Struktur eines biologischen Gewebes und Verfahren zu dessen Herstellung" DE 10 2014 112 660.2

A. Gross, M. Köhler, A. Schober „Vorrichtung zur Überführung von Proben in serielle Probensequenzen“ DE 10 2009 025 007.7

J. Hampl, U. Fernekorn, F. Weise, C. Hildmann, C. Augsburger, A. Schober „Teilaktives mikrofluidisches System für die 3D-Zellkultivierung sowie Verfahren zu dessen Perfusion“ (Anmeldetag: 15.04.2008) DE 10 2008 019 691.6-54 bzw. internationale Patentanmeldung PCT/EP2OO9/054444 „Teilaktives mikrofluidisches System für die 3D-Zellkultivierung sowie Verfahren zu dessen Perfusion“

J. Hampl, U. Fernekorn, F. Weise, C. Hildmann, C. Augsburger, A. Schober „Mikrobioreaktor sowie CellChip-Mikrotiter-Platte“ (Anmeldetag: 03.04.2008) DE 10 2008 017 765.2-41 bzw. internationale Patentanmeldung WO 2009/121868 A2 „Mikrobioreaktor und Mikrotiterplatte mit mehreren Mikrobioreaktoren“

Thermoforming and Multi-layer Polymer Substrates

J. Hampl, A. Gross, A. Schober „Mikrostrukturiertes Verbundbauteil sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung“ DE 10 2009 044 112.3

J. Hampl, F. Weise, A. Schober „Mikrostrukturierter Formkörper mit perforierten Tei-len und Verfahren zu dessen Herstellung“ DE 10 2009 044 115.8.

J. Hampl, F. Weise, A. Schober „Teilweise perforierter mikrostrukturierter Formkörper und Verfahren zu dessen Herstellung“ DE 10 2009 044 113.1

Schober, A., F. Weise, J. Hampl, G. Schlingloff, F. Fernekorn, Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Formkörpers, 2012, DE 10 2012 103 174.6.

J. Hampl, F. Weise, U. Fernekorn, M. Gebinoga, A. Schober „Struktur zur Nachbildung eines Sinusoids und Verfahren zu ihrer Herstellung“ DE 10 2010 037 968.9-41

3D Sensor Arrays

P. Husar, D. Laqua, M. Fischer, K. Lilienthal, J. Hampl, U. Fernekorn, A. Schober „Hybrides dreidimensionales Sensorarray, insbesondere zur Vermessung elektrogener Zellanordnungen, sowie Messanordnung“ DE 10 2010 000 565.7

Multi-photonen Processes

Hampl, F. Weise, U. Fernekorn, M. Gebinoga, Th. Klar, J. Katzmann A. Schober „Einem biologischen Gewebe nachgebildete Struktur und Verfahren zu deren Herstellung“ DE 10 2010 038 155.1

M. Gebinoga, A. Schober „Vorrichtung zum Verschliessen offener Wunden und zur Bearbeitung von Gewebe eines menschlichen oder tierischen Körpers“ DE 10 2011 057 184.1

Chemical Guided Cell Structuring

S. Singh, A. Schober, A. Gross, M. Gebinoga, U. Fernekorn, F. Weise, „Verfahren zur Bestimmung der Ansiedelbarkeit von biologischen Zellen auf Strukturen aus einem Polymer sowie Verfahren zur Herstellung solcher Strukturen“  DE 10 2012 101 240 .7 („Mask-Spray-Verfahren“)