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Cleveres Zellen­brüten

Mit den smarten CO₂-Inku­ba­toren des chine­si­schen Unter­neh­mens Haier Biome­dical lassen sich Zellen unter idealen Bedin­gungen kulti­vieren. Dabei braucht es vorab hohe Tempe­ra­turen für eine sterile Umge­bung und entspre­chend hitze­be­stän­dige Kompo­nenten.


In vielen Laboren gehören CO₂-Inku­ba­toren schon längst zur Grund­aus­stat­tung — ob zum Brüten mensch­li­cher Haut­zellen für Haut­trans­plan­ta­tionen oder für die Kulti­vie­rung von Stamm­zellen im Kampf gegen Krebs. Die unschein­baren Schränke stellen ein wich­tiges Werk­zeug für die medi­zi­ni­sche Forschung dar und sind aus vielen Expe­ri­menten nicht mehr wegzu­denken.

Zell­tei­lung mit High­tech

Auch im chine­si­schen National Stem Cell Resource Center setzt man auf die Inku­ba­toren. Dabei hat ihr Hersteller, das in Qingdao ansäs­sige Unter­nehmen Haier Biome­dical, an alles gedacht, was es für eine erfolg­reiche Zell­kul­ti­vie­rung braucht. Und das ist nicht wenig. Denn Zellen mögen es gern warm, feucht und etwas alka­lisch, wenn sie sich teilen sollen.

Daher besitzen die CO₂-Inku­ba­toren der HCP-Serie von Haier Biome­dical eine intel­li­gente Heizung, die mit insge­samt 27 Sensoren die Tempe­ratur im Inneren misst. Wird es an einer Stelle zu kalt, steuert die Heizung sofort nach — und zwar ganz gezielt über die einzelnen Innen­wände. Dadurch herrscht in den Inku­ba­toren eine gleich­blei­bende Wärme mit mini­malen Schwan­kungen von 0,3 Grad Celsius. Die Luft­feuch­tig­keit bleibt dabei eben­falls auf einem konstant hohen Niveau. Denn hier kontrol­liert eine Boden­hei­zung, wie viel Wasser aus einem Tank verdampft und in die Inku­ba­ti­ons­kammer steigt.

Für den perfekten pH-Wert in den Brut­schränken sorgen wiederum Infrarot-Kontroll­sen­soren. Diese messen den CO₂-Gehalt in der Luft und steuern bei Abwei­chungen nach. Damit bewegt sich der pH-Wert in den Inku­ba­toren gleich­mäßig in einem leicht alka­li­schen Bereich — genau so, wie es viele Zellen mögen. Und das sogar, wenn man die Tür mal kurz öffnet. Denn die Sensoren erkennen Verän­de­rungen sofort und stellen binnen weniger Minuten die opti­malen Bedin­gungen wieder her.

Mit Trocken­hitze gegen Keime

Die besten Bedin­gungen nützen aller­dings nichts, wenn sich neben den Zellen auch Keime vermehren und so Expe­ri­mente verfäl­schen. Aus diesem Grund besitzen die Inku­ba­toren die Möglich­keit, sich vor dem Gebrauch selbst zu reinigen. Bei den CO₂-Inku­ba­toren von Haier Biome­dical erfolgt diese Reini­gung des Innen­raums auf Knopf­druck mit 180 Grad Celsius Trocken­hitze. Da haben auch hart­nä­ckige Keime keine Chance. So sind die Inku­ba­toren des chine­si­schen Unter­neh­mens beson­ders steril — auch im Vergleich zum Wett­be­werb, der etwa auf die weniger effek­tive UV-Steri­li­sa­tion setzt.

Die Steri­li­sa­tion bei hohen Tempe­ra­turen birgt aber auch eine He­rausforderung: Die sensi­blen Kompo­nenten des Inku­ba­tors brau­chen einen Hitze­schutz. Das gilt auch für den Außen­läu­fer­motor VDC 43.10 von ebm-papst, der zusammen mit einem abnehm­baren Lüfterrad für Umluft im CO₂-Inku­bator sorgt. Der EC-Motor ist daher mit einer langen Welle aus rost­freiem Edel­stahl und einem mit Teflon abge­dich­teten Kugel­lager ausge­stattet. Dabei laufen Motor und Lüfterrad immer noch sehr leise. Perfekt also für ein Labor, in dem Wissen­schaftler konzen­triert an ihren Expe­ri­menten arbeiten.

Digi­tale Zell­kon­trolle

Apropos Konzen­tra­tion: Die CO₂-Inku­ba­toren von Haier Biome­dical erleich­tern den Wissen­schaft­lern noch auf andere Weise ihren Labo­ralltag. So lassen sich die Brut­schränke des Unter­neh­mens mit einem Touch­dis­play bedienen und in das „Internet of Things“ inte­grieren. Das heißt: Die Inku­ba­toren leiten eigen­ständig Daten an einen zentralen Computer zur Auswer­tung weiter oder melden Probleme bei der Zell­ver­sor­gung. Die smarten Brut­schränke lassen sich so auch mit einer App aus der Ferne über­wa­chen und steuern. Damit kann der leitende Wissen­schaftler auch von daheim aus über­prüfen, ob sein Lang­zeit­ex­pe­ri­ment noch läuft. Das ist gut für die Wissen­schaft, aber auch gut für uns. Denn wir profi­tieren in Zukunft von den Ergeb­nissen. 

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