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Gewählte Dissertation:

Terje Wimberger (2020): High-k passivated electrodes: On the electrodynamic behavior of cells under the influence of capacitively coupled electric fields.
Dissertation - Institut für Synthetische Bioarchitekturen, BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 58. UB BOKU obvsg FullText

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Elektroporation bezeichnet die Manipulation lebender Zellen mittels elektrischer Felder. StudentInnen der Biologie sind durch mikrobiologische Einführungskurse mit dem Vorgang der elektrischen Transformation von Bakterien vertraut. Hat man das Einbringen von DNA in ein Bakterium zum Ziel, empfiehlt sich folgende Vorgehensweise; Die Bakteriensuspension samt fremd-DNA in einer Küvette mit Metallelektroden vermischen, den Knopf drücken und anschließend die schäumende Flüssigkeit mit der genetisch veränderten Bakterienkultur weiterzüchten. Doch wie können wir uns diesen Vorgang erklären? Werden lebende Zellen einer ausreichenden elektrischen Feldstärke ausgesetzt, führt das zur Porenbildung in der Äußeren Zellmembran. Dieser Zusammenbruch der selektiven Barrierefunktion ermöglicht das Eindringen von geladenen Teilchen aus der umliegenden Lösung. Die Entstehung dieser “Elektroporen” kann, entsprechend der gewählten Intensität der Behandlung, zur elektrischen Lyse, Zellfusion oder eben zum Einschleusen von genetischem Material verwendet werden. Während der Elektroporation wird in der Lösung elektrische Energie in thermische und chemische Energie umgewandelt. Diese Formen der Energieumwandlung sind deshalb problematisch, weil deren Einflüsse auf die enthaltene Zellpopulation nicht kontrollierbar sind. Die Anzahl an getöteten und erfolgreich manipulierten Zellen wird bei wiederholter Anwendung stark variieren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer technologischen Innovation, welche die Komplexität der Methode um jene Faktoren reduziert, die auf elektrochemischen Vorgängen basieren; Elektroden werden mit einem dielektrischen Material beschichtet und dadurch elektrisch passiviert. In Folge kommt der spezifische Einfluss elektrischer Felder zur Geltung und manifestiert sich in einer hohen Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.

Betreuer: Ehmoser Eva-Kathrin
1. Berater: Kasper Cornelia
2. Berater: Oostenbrink Chris

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