Softwaregesteuerte Kalibrierung eines Si-Kraftsensors für die automatisierte Zellinjektion

Abstract:
In dieser Arbeit wird eine neuartige Anwendung eines 3D-Mikrokraftsensors für die Messung von Eindringkräften während der Zellmanipulation präsentiert. Der Kraftsensor wird eingesetzt, um eine exaktere Bedienung der Manipulationswerkzeuge zu ermöglichen, was letztlich die Überlebensrate der Zellen nach der Manipulation erhöht. Eine Mikrokapillare wird auf einem mikrotechnisch hergestellten 3D-Kraftsensor, der auf dem piezoresistiven Effekt basiert, aufgebracht und fungiert als Injektionsnadel. Der Sensor wird vor der Manipulation automatisch kalibriert und auf einem hochpräzisen linearen Antrieb montiert. Die Kraft wird während des Betriebes des Linearmotores kontinuierlich erfasst. Vielfältige Versuche wurden an Rogen von cyclopterus lumpus durchgeführt, sodass ein typischer Kraftverlauf während des Zelleindringens reproduzierbar aufgenommen werden konnte. Parameter wie die Eindringgeschwindigkeit, die Schliffform und der Durchmesser der Kapillare wurden ausführlich, hinsichtlich ihres Einflusses auf die Größe der maximal auftretenden Kräfte, analysiert.