Untersuchung von Mikrosystemen zur Herstellung nanoskaliger Arzneistoff-Trägersysteme

Hintergrund

Im DFG-geförderten Projekt der mikropart-Gruppe wird im Teilbereich B1, neben der Kultivierung von Saccharomyces cerevisiae Stämmen in Mikrobioreaktoren, die weitere Implementierung von Nanopartikeldispersionen, als Erzeugnis aus den Hochdruckhomogenisatoren des Teilbereiches B3, untersucht. Das Kernmaterial, Coenzym Q10, soll dabei eine Schlüsselrolle als Modellsubstanz spielen. In der Elektronentransportkette verankert wirkt das hydrophobe Molekül bei den meisten eukaryotischen Lebewesen als Teil der oxidativen Phosphorylierung. Durch die aktive Chinon-Gruppe bietet es neben dieser Funktion eine vielversprechende Anwendung gegenüber oxidativen Stress. Radikale, gebildet aus umgewandeltem Sauerstoff während der Atmung, führen durch ihre hohe Reaktivität im aeroben Stoffwechsel zu degenerativen Schäden an Lipidmembranen, Enzymen, Nukleinsäuren und vielen mehr. Bioverfügbares Q10 soll daher in der Lage sein als Oxidationsmittel die Radikale der Reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in nicht-reaktive Substanzen umzuwandeln.

Ziele
  • Untersuchung der potentiellen Minderung von oxidativem Stress anhand genetisch veränderter S. cerevisiae Stämme
  • Genexpressionsanalysen und anschließende Modellierung sollen Aufschluss über die maximal zu erzeugende Wirkung in einer Zelle geben
  • Erhöhung der Wirksamkeit und Verbesserung des spezifischen Transports zum Wirkort
  • Weiterentwicklung der Oberflächen an den nanoskopisch kleinen Partikeln

Publikationen
0. Demming S, Peterat G, Llobera A, Schmolke H, Bruns A, Kohlstedt M, Al-Halhouli A, Klages C-P, Krull R, Büttgenbach S (2012)
Vertical microbubble column – A photonic lab-on-chip for cultivation and online analysis of  yeast cell cultures.

Biomicrofluidics 6:034106.

0. Demming S, Vila-Planas J, Zadeh S A, Edlich A, Franco-Lara E, Radespiel R, Büttgenbach S, Llobera A (2011)
Poly(dimethylsiloxane) photonic microbioreactors based on segmented waveguides for local absorbance measurement.

Electrophoresis 32:431-439.

0. Demming S, Hahn A, Edlich A, Franco-Lara E, Krull R, Barcikowski S, Büttgenbach S (2010)
Softlithographic, partial integration of surface-active nanoparticles in a PDMS matrix for microfluidic biodevices.

Phys. Status solidi A, 207:898-903.

0. Edlich A, Magdanz V, Rasch D, Demming S, Zadeh S A, Segura R, Radespiel R, Büttgenbach S, Franco-Lara E, Krull R (2010)
Microfluidic reactor for continuous cultivation of Saccharomyces cerevisiae.

Biotechnol. Prog. 26:1259-1270.

0. Band 51: Edlich, Astrid (2010)
Entwicklung eines Mikroreaktorsystems als Screening-Instrument für biologische Prozesse.

Cuvillier-Verlag • Göttingen, ISBN: 978-3-86955-470-9, ISSN: 1431-7230.