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Unsere NMR-basierte Metabolomics-Plattform ist in der Lage, Zellen unterschiedlicher Komplexität zu analysieren: adhärente und suspendierte Zellkultur, Sphäroide, Organoide, Primärgewebe. Darüber hinaus ist die Plattform an verschiedene Anwendungsbereiche wie allgemeine Stoffwechselanalyse, toxikologischer Assay (Entwicklung), pharmakologischer Assay (Entwicklung) sowie Arzneimittelstoffwechsel anpassbar:.

Anwendungsbereiche

Wir haben ein planares NMR-Probenlade- und Analysesystem entwickelt, das geeignet ist, kultivierte Zellen, Sphäroide, Organoide und Gewebe über mehrere Tage unter stabilen Bedingungen aufzunehmen und zu erhalten. Unsere Metabolomics-Plattform ist in der Lage, Metaboliten und kleine Moleküle kontinuierlich zu überwachen. Die Technik der kontrollierten Impulse gibt Aufschluss über spezifische Informationen zu einem bestimmten Metaboliten, einer bestimmte Aminosäure, einem bestimmten Medikament oder einem anderen kleinen Molekül. Die Plattform ermöglicht Schnappschussmessungen, integrierte Live-Messungen für gering vorkommende Metaboliten/Moleküle, Online- und Offline-Kinetik. Entwicklungsstand: Mehrere Prototypen sind verfügbar und werden derzeit in anwendungsorientierten Forschungsprojekten eingesetzt.

Vorteile auf einen Blick

Im Vergleich zu bereits verfügbaren Lösungen für NMR-basierte Zell- und Gewebeanalysen bietet die Metabolomics-Plattform mehrere Vorteile, sie ist

  • einfach zu handhaben – Zellen müssen nicht aus der Kulturumgebung entfernt werden,

  • flexibel und damit für ein breites Anwendungsspektrum geegnet,

  • einfach und kostengünstig in der Produktion

  • für chemische Analysen und Bildgebung geeignet.

Hintergrund

NMR-basierte Technologien werden häufig zur äußerst zuverlässigen Identifizierung und Charakterisierung kleiner chemischer Moleküle eingesetzt. Außerdem werden NMR-Techniken häufig adaptiert, um Zellen, Gewebe und Organe zu analysieren und chemische Informationen ortsaufgelöst abzurufen. Die hier erwähnte Metabolomics-Plattform ist eine einfach zu handhabende NMR-basierte Technologieentwicklung, die für ein breites Anwendungsspektrum geeignet ist und ein hohes Maß an Flexibilität und Möglichkeiten zur Adaption an spezifische Anwendungen bietet.

Patentstatus

DE-Patente: DE102014107296 (P/84), DE102015115996 (P/101), DE102014115572 (P/88)

Referenzen

Gogiashvili, M., Telfah, A., Lambert, J., & Hergenröder, R. (2017). A flow microslot NMR probe coupled with a capillary isotachophoresis system exhibits improved properties compared to solenoid designs. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 409(9), 2471-2475.

Gogiashvili, M, Edlund, K, Gianmoena, K, Marchan, R, Brik, A, Andersson, JT, Lambert, J, Madjar, K, Hellwig, B, Rahnenführer, J, Hengstler, JG, Hergenröder, R & Cadenas, C 2017, 'Metabolic profiling of ob/ob mouse fatty liver using HR-MAS H-1-NMR combined with gene expression analysis reveals alterations in betaine metabolism and the transsulfuration pathway' Analytical and Bioanalytical Chemistry, Bd 409, Nr. 6, S. 1591-1606.

Gogiashvili, M, Horsch, S, Marchan, R, Gianmoena, K, Cadenas, C, Tanner, B, Naumann, S, Ersova, D, Lippek, F, Rahnenführer, J, Andersson, JT, Hergenröder, R, Lambert, J, Hengstler, JG & Edlund, K 2016, 'Impact of intratumoral heterogeneity of breast cancer tissue on quantitative metabolomics using high resolution magic angle spinning 1H-NMR' NMR in Biomedicine.

Kalfe, A., Telfah, A., Lambert, J., & Hergenröder, R. (2015). Looking into Living Cell Systems: Planar Waveguide Microfluidic NMR Detector for in Vitro Metabolomics of Tumor Spheroids. Analytical Chemistry, 87(14), 7402-7410.

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Ausgewählte Publikationen

Ausgewählte Schutzrechte

  • Probenkopf für die kernmagnetische Resonanzspektroskopie »Doppelresonanz-Probenkopf auf Mikrostreifenleiterbasis für die kernmagnetische Resonanzspektroskopie an massen- und volumenbegrenzten Proben«

    DE-Patent: DE102014107296