DE10041596A1 - Vorrichtung und Verfahren zum ortsaufgelösten Untersuchen vernetzter Zellen und/oder Zellsystemen und Verwendung für die Wirkstoffuntersuchung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum ortsaufgelösten Untersuchen vernetzter Zellen und/oder Zellsystemen und Verwendung für die Wirkstoffuntersuchung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum ortsaufgelösten Untersuchen vernetzter Zellen und/oder Zellsystemen und Verwendung zur diagnostischen Anwendung und für die Wirkstoffuntersuchung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum ortsaufgelösten Untersuchen vernetzter Zellen und/oder Zellsystemen und Verwendung zur diagnostischen Anwendung und für die Wirkstoffuntersuchung.
Zur Untersuchung des Stoffwechsels von lebenden Zellen, Zellsystemen oder Zellkompartimenten durch Bestimmung der Ansäuerungs- o. Alkalisierungsraten des Mediums durch die Zellen ist es bekannt, eine zeitaufgelöste Messung des pH- Wertes mit ist die Technik des Licht-adressierbaren potentiometrischen Sensors (LAPS) zu verwenden (Parce, J. W., H. M. McConnel, et al. (1990), Methods and apparatus for detecting the effect of cell affecting agents on living cells, Molecular devices Corporation; McConnel, H. M., J. C. Owicki, et al. (1992), "The Cytosensor Microphysiometer: Biological Applications of Silicon technology", 257: 1906-1912). In einem bekannten Cytosensor Mikrophysiometer werden vier bzw. acht Messkammern (LAPS) parallel betrieben. Jede Kammer wird durch eine separate Lichtquelle angesteuert und hat einen unabhängigen Anschluss (Kanal), mit welchem der Photostrom und damit die Ansäuerungs- oder Alkalisierungsrate der Zellen gemessen wird. Diese Daten werden gesammelt und einzeln durch Ableitung der Ansäuerungs/Alkalisierungsrate in sogenannte "raw data" umgewandelt. Somit erhält man für jede Kammer und jeden einzelnen Messkanal entsprechende kontinuierlich auswertbare Daten. Jeder LAPS wird dabei durch die Lichtquelle von der Unterseite in seinem Mittelpunkt beleuchtet. Die Ortsauflösung beträgt in dieser Konfiguration ca. einen Millimeter (Nakao, M., S. Inoue, et al. (1996), "High-resolution pH imaging sensor for microscopic observation of microorganisms", Sensors & Actuators B 34: 234-239). Dies bedeutet, dass der in jeder Kammer gemessene Photostrom von der Ansäuerungs- oder Alkalisierungsrate der auf der Chipfläche verteilten Zellen abhängt, die sich auf dieser Fläche von ca. einem Quadratmillimeter befinden.
In dem bekannten System wird bislang in jeder Messkammer die Ansäuerungs- oder Alkalisierungsrate des gesamten Zellverbandes gemessen. Eine ortsaufgelöste Messung ist nicht möglich.
Es ist ein LAPS bekannt, der eine parallele Messung der Ansäuerungs - oder Alkalisierungsrate an mehreren Punkten und somit prinzipiell ortsaufgelöste Messungen in einer Kammer ermöglicht (Alajoki, M. L., G. T. Baxter, et al. (1997), High-Performance Microphysiometry in Drug Discovery (Kapitel 25), High Throughput Screening: The Discovery of Bioactive Substances, J. P. Devlin, Marcel Dekker (New York): 427-442). Dieser LAPS ist jedoch für eine Verwendung dem bekannten Cytosensor Mikrophysiometer nicht geeignet. Ferner existieren Systeme zu ortsaufgelösten Messungen an Zellverbänden, (Nakao, M. S. Inoue, et al. (1995), "Observation of microorganism colonies using a scanning-laser-beam pH-sensing microscope", J. Ferm. Bioeng. 79(2): 163-166), diese sind jedoch ebenfalls nicht mit dem bekannten Cytosensor Mikrophysiometer kompatibel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren für ortsaufgelöste Untersuchungen vernetzter Zellen und/oder Zellkompartimente bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, in einer einzigen Messkammer mehrere Lichtquellen vorzusehen. Dadurch kann in dieser Kammer, und somit an jeweils einem LAPS der Chip an vorzugsweise vier bis zu acht verschiedenen Steilen der Oberfläche aktiviert werden kann. Hierzu werden erfindungsgemäß entsprechend vorzugsweise vier bis acht Lichtquellen, die zur Aktivierung des Chips notwendig sind, an der Unterseite angebracht. Für je eine Kammer ist eine Referenzelektrode, ein Anschluss (Kanal) an den LAPS zur Messung des Photostroms und ein Flüssigkeitszuführungs bzw. -abflusssystem vorgesehen.
Erfindungsgemäß werden zur ortsaufgelösten Messung nicht alle Lichtquellen simultan verwendet. Um die Ansäuerungs- oder Alkalisierungsrate an jedem der bis zu acht Punkte separat bestimmen zu können, werden die Lichtquellen in einem sequenziellen Zyklus betrieben. Dabei wird zuerst Lichtquelle Nummer 1 aktiviert, womit der Photostrom zu dieser Zeit von der Ansäuerungs- oder Alkalisierungsrate der Zellen abhängt, welche sich auf dem LAPS innerhalb einer Fläche von ca. einem Quadratmillimeter an der von Lichtquelle Nummer 1 beleuchteten Stelle befinden. Lichtquelle Nummer 1 wird so lange betrieben, bis eine vollständige Photostrom- Spannungs-Kurve aufgenommen ist. Danach wird zur Lichtquelle Nummer 2 umgeschaltet, wobei dann der Photostrom abhängig von der Ansäuerungs- oder Alkalisierungsrate der Zellen ist, die sich auf dem LAPS an der von Lichtquelle Nummer 2 beleuchteten Fläche sitzen. Dieser Wechsel wird bis zur letzten Lichtquelle, vorzugsweise Lichtquelle Nummer 8 fortgesetzt. Danach beginnt der Zyklus von Neuem, beginnend mit dem Betrieb von Lichtquelle Nummer 1. Weiterhin ist vorzugsweise eine simultane bzw. eine gesteuerte Aktivierung der Lichtquellen möglich (z. B. alle zusammen oder Nr. 2, 4, 6 u. s. w.).
Für einen Messaufbau mit beispielsweise acht Lichtquellen werden innerhalb eines Messzyklus die Photostrom-Spannungs-Kurven an allen 8 Punkten des LAPS aufgenommen, unter denen sich eine der acht Lichtquellen befindet. Es wird dabei von jeder Photostrom-Spannungskurve der Wendepunkt, also ein einziger Datenpunkt bestimmt. Während eines Zyklus werden in dem einzelnen verwendeten Kanal damit acht Datenpunkte ermittelt, die als sogenannte "raw data" über ein Display angezeigt werden. Dabei entspricht der i-te (i = 1, 2, . . . 8) Datenpunkt dem Wendepunkt der Photostrom-Spannungs-Kurve an der von der i-ten Lichtquelle beleuchteten Fläche des LAPS. Diese Daten werden anschließend basierend auf Messkanälen ausgewertet. Der erste Kanal enthält die Datenpunkte 1, 9, 17, . . . ., der zweite Kanal die Datenpunkte 2, 10, 18, . . . u. s. w. Damit enthält jeder Kanal den zeitabhängigen Verlauf des Wendepunktes der Photostrom-Spannungs-Kurve von einer separat beleuchteten Stelle des LAPS.
Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung die sequentielle Untersuchung an bis zu acht Messstellen auf der Oberfläche eines LAPS und damit eines Kanals, bezogen auf die Konfiguration des Mikrophysiometers. Die vorgelegte Erfindung erlaubt die spezifische Beobachtung des Stoffwechsels von lebenden Zellen, Zellsystemen oder Zellkompartimente durch Bestimmung der Ansäuerungs- o. Alkalisierungsraten des Mediums durch die Zellen, was durch zeitaufgelöste Messung des pH-Wertes mit der Technik des Licht-adressierbaren potentiometrischen Sensors (LAPS) realisiert ist. Bei den verwendbaren Zellen kann es sich um Zellkulturen oder auch um frisches Zellmaterial aus Flora und Fauna handeln. Die vorliegende Erfindung ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit dem bekannten Cytosensor Microphysiometer betreibbar bzw. koppelbar, so dass damit die ortsaufgelöste Messung der Ansäuerungs- oder Alkalisierungsrate des Mediums durch vernetzte Zellverbände möglich ist.
Das erfindungsgemäße ortsauflösende Messsystem weist drei Komponenten auf: 1) Die Integration der beispielsweise acht Lichtquellen in eine Messkammer 2) Die Elektronik zum zyklischen Umschalten zwischen den Lichtquellen. 3) Die Software, die die gemessenen Daten aus einem Kanal in acht Kanäle aufspaltet und analysiert.
Weiterhin beinhaltet die Erfindung eine Vorschrift zum a) direkten Aufbringen der Zellkulturen auf den LAPS, b) eine mögliche Strukturierung des LAPS in sensitive und insensitive Bereiche und c) ein optimales Stimulationssystem.
Das Aufbringen von Zellen kann erfindungsgemäß auf spezifischen Trägern erfolgen, die separierte Bereiche besitzen können, um damit eine Abtrennung für die Zellen zu erhalten. Die Zellen können z. B. direkt auf dem LAPS kultiviert werden. Dadurch ist es möglich, verschiedene Stellen des LAPS und des Trägers mit unterschiedlichen Zellen zu besiedeln. Für das Aufbringen verschiedener räumlich getrennter Kulturen können dabei zwei Verfahren angewendet werden:
Im Falle von Gewebeschnitten/-stanzpräparaten, werden die Zellgewebestücke auf verschiedene Stellen des LAPS aufgebracht und z. B. fixiert oder dort anwachsen gelassen. Entscheidend ist z. B. dass die physiologische Funktion der Zellen dabei voll erhalten bleiben. So kann gewährleistet werden, dass die zunächst räumlich getrennten Kulturen durch Wachstum auf dem Chip Kontaktstellen untereinander ausbilden. Im Falle von vereinzelten Zellsuspensionen werden diese hochkonzentriert an verschiedenen Stellen des LAPS aufgebracht. Um eine Vermischung der Zellkulturen während der (ca. 1 Stunde) zu verhindern, kann dazu die Oberfläche des LAPS unterteilt werden. Z. B. können Abgrenzungen durch dünne Linien, die aus einem hydrophoben Material bestehen, auf der LAPS Oberfläche aufgebracht werden. Dadurch kann das Medium nicht mit den Zellen auf der weiteren Position des Chips vermengt werden. Eine solche Strukturierung ist entweder durch Stempeln oder photolithographisch möglich. Die Linien werden dazu gestrichelt, und möglichst dünn aufgebracht, damit nach der Adhäsion auch Zellen über diese Linien hinwegwachsen können. Nach der Adhäsion wird den Zellen das zur Kultur nötige Medium zugegeben. Auch hier ist es wichtig, dass die Fähigkeit des Zellwachstums erhalten bleibt und die Zellen aus den unterschiedlichen Bereichen Kontaktstellen untereinander ausbilden.
Die Abtrennung kann z. B. so gehalten sein, dass sie die Zelle die punktuell aufgetragen werden, komplett und über die Zeitdauer der Messung voneinander getrennt hält, oder ein Zusammenwachsen bzw. die Migration der Zellen zueinander gewährleistet.
Für bestimmte Anwendungen kann es wünschenswert sein, eine höhere Ortsauflösung zu benutzen. Soll z. B. zur Untersuchung besonders strukturierter Zellgewebeverbände die Ansäuerungsrate über einen besonders kleinen Bereich gemittelt werden, z. B. wenn nur eine kleine Region des Zellverbandes die Zellen von Interesse enthält, ist dies mit einem vorstrukturierten LAPS möglich. Der LAPS kann durch partielle Beleuchtung mit UV in sensitive und nichtsensitive Bereiche, in denen kein Photostrom fließt, unterteilt werden. Beispielsweise ist damit eine Strukturierung eines LAPS durchführbar, so dass bis zu acht ausgezeichnete ca. ein hundertstel Quadratmillimeter große Bereiche darstellbar sind. Bei Beleuchtung eines der aktiven Bereiche kann die über den Bereich von ca. einem hundertstel Quadratmillimeter gemittelte Ansäuerungsrate bestimmt werden.
Die Stimulation der Zellen kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Durch Zugabe eines Wirkstoffes in das zugeführte Medium kann eine globale Stimulation aller Zellen, die z. B. einen entsprechenden Rezeptor besitzen, ausgelöst und bestimmt werden. Optional ist in der Erfindung auch die lokale Stimulation von bestimmten Zellbereichen möglich. Dies kann entweder durch Mikroinjektion eines Wirkstoffes, über eine Mikrokapillare an einer Stelle der LAPS-Messkammer erfolgen oder durch einen Spannungsreiz (d. h. an einer Stelle des LAPS ist eine metallische Reizmikroelektrode integriert) oder durch lokale Applikation von mechanischem Druck (z. B. durch eine in der LAPS-Messkammer integrierte Mikrometerschraube) erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird die Vorrichtung/das Verfahren zur ortsaufgelösten Messung des Stoffwechsels innerhalb gekoppelter Zellverbände verwendet.
Die im folgenden beschriebenen Anwendungen basieren auf Untersuchungen gekoppelter Zellverbände. Hierzu zählen Synapsen, gap- und tight-junctions, d. h. es findet ein Informationsfluss (physikalischer oder Chemischer Art) zwischen benachbarten Zellen statt. Dabei besteht aufgrund der Kopplung optional die Möglichkeit zu nicht-lokaler Stimulation.
Die lokale elektrische Aktivität gekoppelter Zellverbände kann auf dem Niveau einzelner Zellen mit Hilfe der patch-clamp Technik beobachtet werden (Fitzsimonds, R. M., H.-J. Song, et al. (1997), "Propagation of activity-dependent synaptic depression in simple neural networks", Nature 388 (July 21): 439-448). Allerdings sind solche Messungen nur über Stunden stabil. Für langzeitstabile Messungen müssen hingegen extrazellulare Techniken verwendet werden. So kann z. B. die extrazelluläre elektrische Aktivität von Hirnschnitten mit Hilfe extrazellulärer Mikroelektroden ortsaufgelöst verfolgt werden (Egert, U., B. Schlosshauer, et al. (1998), "A novel organotypic long-term culture of the rat hippocampus on substrate­ integrated multielectrode arrays", Brain Research Protocols 2(4): 229-242). Ein entsprechendes System ist kommerziell, z. B. vom Naturwissenschaftlich Medizinischen Institut (NMI) in Reutlingen erhältlich. Derartige Anordnungen sind aber nur auf elektrische und aktive Zellen begrenzt anwendbar.
In dem erfindungsgemäßen System wird anstelle des extrazellulären Potentials die Ansäuerung oder Alkalisierung, des die Zellen umgebenden Mediums, durch Bestimmung des pH-Wertes gemessen. Dies ist prinzipiell für alle Arten von Zellen möglich. Die im folgenden beschriebenen Anwendungen bzw. Beispiele lassen sich auch mit Feldern von Feldeffekt-Transistoren koppeln.
Beispiel 1
Das Gehirn bildet hochkomplexe Zusammensetzungen von gekoppelten Nervenzellen ab, die in funktionelle Regionen unterteilt sind. Durch Synapsen sind die Nervenzellen untereinander vernetzt und können dadurch miteinander kommunizieren. Erkrankungen, wie z. B. Epilepsie, weisen kommunikative Dysfunktionen an den Zellen auf. Dies kann folgendermaßen untersucht werden. Es werden Schnitte oder Stanzpräparate der betroffenen Regionen entnommen und an verschiedenen Stellen des LAPS adhaeriert. Nervenzellen aus diesem Bereich bilden nach einigen Tagen Dendriten aus, die sich entlang des LAPS ausbreiten. Durch Synapsen werden dabei Kontakte zwischen individuellen Neuronen hergestellt, d. h. nach mehreren Tagen sind die unterschiedlichen Regionen durch Synapsen vernetzt. Im diesem Beispiel werden aus Gründen Übersichtlichkeit zwei Stanzpräparate (Regionen 1, 2) verwendet. Diese werden über zwei verschiedenen Lichtquellen Nummer 1 und 2 aktiviert. Der durch Lichtquelle 1 bzw. 2 verursachte Photostrom analysiert die Ansäuerungsrate der Zellen aus Region 1 bzw. 2. Z. B. lassen sich Zellen aus Region 1 spezifisch stimulieren. Dies kann entweder durch Zugabe eines Wirkstoffes in das zugeführte Medium sein, welcher spezifisch auf die Zellen in Region 1 wirkt oder durch lokale Mikroinjektion (Mikroperfusion) eines Wirkstoffes in Region 1 oder durch lokale elektrische Stimulation mit einer Mikroelektrode von Region 1. Die Ansäuerungsrate bzw. der Metabolismus der Zellen aus Region 1 wird dann innerhalb von Sekunden bis Minuten beeinflusst und kann dann abgelesen werden. Da Region 2 mit Region 1 über neuronale Synapsen gekoppelt ist, kann der veränderte Metabolismus in Region 1 auch den Metabolismus der Zellen in Region 2 beeinflussen. Dies kann erst nach einiger Zeit (Minute bis Sekunden) erfolgen. In dieser Konfiguration ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Ansäuerungsraten beider Regionen zu trennen, parallel zu messen und das komplexe Zusammenspiel beider vernetzter Regionen langzeitstabil untersuchen zu können.
Beispiel 2
Bestimmte Zelltypen wie z. B. Epithelzellen, Knorpel- und Knochenzellen reagieren auf Druck. Mit Hilfe der Erfindung kann dabei die Auswirkung nicht-lokalen mechanischen Stresses untersucht werden. Dazu kann das zu untersuchende Gewebestück auf der Oberfläche des LAPS kultiviert werden. Während des Experiments kann ein Teil der Gewebestücke mechanischem Druck ausgesetzt werden, z. B. durch eine lokal in der Kammer integrierte Mikrometerschraube. Die Möglichkeit ortaufgelöster Messung der Ansäuerungsrate ermöglicht langzeitstabil sowohl den Stoffwechsel von Zellen untersuchen zu können, die direktem mechanischem Stress ausgesetzt sind, als auch den von benachbarten Zellen, welche über gap- bzw. tight-junctions mit diesen verbunden sind.
Beispiel 3
Tumorzellen reagieren mit einer Reihe von Zellen. Diese Interaktion kann an den Zielzellen zur Zellvermehrung, Phagozytose oder zum Zelltod führen.
Folgende Verwendungen der Erfindung sind hierzu bevorzugt:
  • a) Darstellung der Interaktion von Tumorzellen mit Zellgemischen aus Blutzellen zur Bestimmung der Immunantwort der Blutzellen
  • b) Darstellung der Interaktion von Tumorzellen mit spezifischen Immunzellen (z. B. Makrophagen, T-Zellen, NK (Natural Killerzellen) usw. zur Bestimmung der Immunantwort der Blutzellen
  • c) Darstellung der Interaktion Tumorzelle und normale Zelte aus dem Gewebe, aus dem die Tumorzelle gewonnen wurde. Diese Bestimmung dient der Evaluierung der Nebenwirkung von Wirkstoffen, die möglichst gezielt an der Tumorzelle reagieren sollen und begleitende Nebeneffekte an den normalen Zellen aus dem gleichen Gewebegebiet gering halten sollen.
  • d) Darstellung der Interaktion Tumorzelle und normale teilungsaktive Zelle aus einem anderen Gewebe. Diese Untersuchung dient dem Nachweis unspezifischer Wirkungen von Wirkstoffen an teilungsaktivem Gewebe, wie z. B. Keimzellen, Follikelzellen etc. Die ortsaufgelöste Bestimmung läßt einen direkten Vergleich der Wirksamkeit der Medikamente zu.
  • e) Darstellung der Interaktion Tumorzelle und Leberzelle unter Inkubation mit einem Wirkstoff, der im Körper in der Leber metabolisiert wird (Metabolisierungs- und Aktivierungsnachweis)
Weiter bevorzugt ist die Verwendung der Erfindung für Studien zur ortsauflösenden Sekretion und Sezernierung von Botenstoffen, Ionen und Transmittern zum Nachweis der Interaktion von sezernierender Zelle und sensorischer und den Botenstoff empfangender Zelle (z. B. Insulinproduktion, Sekretion und Absorption durch Empfängerzelle, oder für Studien an neuronalen Zellen zum Nachweis prä- und postsynaptischer Effekte. Zellen sitzen in Position 1 und wirken präsynaptisch, Zellen auf Position 2 empfangen den Wirkstoff postsynaptisch - z. B. Dopamin).
Ferner bevorzugt ist die Verwendung der Erfindung für die ortsaufgelöste Untersuchung von Kontrollzellen und Rekombinanten, z. B. mit einem Targetmolekül ausgestatteten Zellen zur schnellen Identifizierung eines Wirkstoffes.
Ferner bevorzugt ist die Verwendung der Erfindung für ortsaufgelöste Studien zum Nachweis physiologischer Effekte, die durch die Interaktion homogener bzw. heterogener Zellpopulationen ausgelöst werden (z. B. Zelltyp 1 säuert Medium an, Zelltyp 2 reagiert auf diese Ansäuerung von Zelltyp 1)
Ferner bevorzugt ist die Verwendung der Erfindung für die Bestimmung des Migrationsverhaltens von Zellen (Bestimmung der Kriechgeschwindigkeit von Position 1 in Position 2 (z. B. Ausbildung von Fruchtkörpern, Dictyostellium)).
Ferner bevorzugt ist die Verwendung der Erfindung für die Untersuchung von Bakterien (Position 1) zur Definition der davon ausgebildeten Schutzhülle zum ortsauflösenden Nachweis durch Interaktion mit benachbarter Zelle in Position 2 (Beispielsweise Heliobacter pylori, Bestimmung der Weite der alkalischen Schutzhülle).
Ferner bevorzugt ist die Verwendung der Erfindung für (i) die Bestimmung der Sekretionsmenge und Wegstrecke von Substanzen, die von einem Zelltyp 1 (Position 1) abgegeben werden und durch Einsatz von sensorischen Referenzzellen auf den weiteren Positionen interpretiert werden können (Qualitätskontrolle); (ii) die Untersuchung von neuronalen Primärkulturen oder neuronalen dünnen Gewebeschnitten zum Nachweis der Interaktion von Neuronen (Normalzustand). Durch Setzen von Läsionen (Unterbrechung der neuronalen Verbindung) können Veränderungen bei der Signalübertragung im ortsauflösenden Bereich z. B. von Position 1 versus Position 2 untersucht werden; (iii) die Bestimmung von differentiellen Nährböden in Bezug auf deren Zellspezifität und Adhäsionsspezifität;
(iv) die Bestimmung der Interaktion einer spezifischen Substanz mit Zellen, die für diese Substanz einen (Position 1), zwei (Position 2), 3 oder mehr (Position 3) Signalempfänger, z. B. Rezeptoren besitzen zur Bestimmung der gleichzeitigen und ortsvermittelten Spezifität der Substanz; (v) die Bestimmung der Zell-Zellinteraktion von Zellen gleichen Typs und Zellen unterschiedlichen Typs; (vi) die Untersuchung von Prokaryonten, Eukaryonten und Viren; (vii) den Einsatz im Wirkstoffscreening, im Diagnostikbereich, zur Toxizitätsüberprüfung und zur Qualitätskontrolle.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 die sequentielle Ansteuerung der Lichtquellen; und
Fig. 3 die elektronische Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Ausführungsform 1 gemäß Fig. 1 sind vier Lichtquellen LED 1 bis LED 4 gezeigt. Diese sind unterhalb der Messkammer 2 angeordnet, um die zu untersuchenden Zellen anzuregen. Von oben kommend taucht der Sensor 3 zum messen des Photostromes in die Messkammer ein. Wie in Fig. 2 gezeigt, werden die vier LEDs der Reihe nach mit einer Spannung beaufschlagt. Nachdem alle vier Dioden angesteuert wurden fährt die Messung erneut mit der ersten Diode fort. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuerschaltung wie in Fig. 3 angegeben auf.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum ortsaufgelösten Untersuchen vernetzter Zellen und/oder Zellsystemen, mit mindestens einer Meßkammer mit einem Chip, dadurch gekennzeichnet, daß für die mindestens eine Meßkammer mehrere Lichtquellen zum Aktivieren des Chips vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens vier Lichtquellen vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei vier bis acht Lichtquellen vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die mehreren Lichtquellen sequentiell ansteuerbar sind.
5. Verfahren zum ortsaufgelösten Untersuchen vernetzter Zellen und/oder Zellsystemen in einer Meßkammer mit einem Chip, mit den Schritten:
Bereitstellen mehrere Lichtquellen zum Aktivieren des Chips;
Sequentielles Ansteuern der mehreren Lichtquellen;
Aufnehmen einer Photostrom-Spannungskurve abhängig von der Ansäuerungs- und/oder Alkalisierungsrate der Zellen für jede Lichtquelle.
6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner mit dem Schritt Ermitteln des Wendepunktes einer jeden Photostrom-Spannungskurve.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Lichtquellen der Reihe nach oder in einer vorbestimmten Abfolge angesteuert werden.
8. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7 auszuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.
9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder des Verfahrens nach Anspruch 5, 6 oder 7 oder des Computerprogrammprodukts nach Anspruch 8 in der Diagnostik oder für die Wirkstoffuntersuchung.
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