Die für den menschlichen Körper unbekannten Bedingungen des Weltalls beeinflussen dessen Physiologie und Gesundheit. Besonders ausgeprägt sind diese Veränderungen zu Beginn und nach längerem Aufenthalt im Weltraum. Um Langzeitmissionen möglich zu machen, müssen die physischen und psychischen Einflüsse auf den Menschen besser verstanden werden.
Der Gesundheitszustand sowie auch das subjektive Stresslevel eines Menschen lassen sich anhand verschiedener Parameter im Blut oder messbaren Ausprägungen der Blutzellen charakterisieren. Das Immunsystem lässt sich bisher an Bord der ISS nicht umfangreich untersuchen. Genaue Messungen erfordern eigentlich eine zeitnahe Analyse von Proben nach ihrer Entnahme. Bisher wurden die Proben jedoch an Bord bei tiefen Temperaturen bis zur nächsten Rücktransportmöglichkeit aufbewahrt und eine Degradation durch die Lagerzeit, Strahlung und damit Zerstörung mancher biologischen Parameter musste dabei in Kauf genommen werden.
IMMUNOLAB ist ein Geräteaufbau für die ISS und ermöglicht eine Auswertung der Proben direkt nach der Probennahme. So können Kurzzeit- und Langzeiteffekte auf das Immunsystem der Besatzung mit maximaler Probenqualität untersucht werden. Gewonnene Daten werden mit denen auf der Erde durchgeführten Analysen verglichen. Somit ermöglicht IMMUNOLAB einen ersten und wichtigen Schritt in Richtung in-situ Kontrolle und Überwachung der Gesundheit von Astronauten im All. IMMUNOLAB verspricht eine starke Erweiterung des Wissens und Verständnisses über die Interaktionen und Funktionen unseres komplexen Immunsystems.
IMMUNOLAB bietet die notwendige Infrastruktur zur Analyse menschlicher Proben (Blut, Plasma, Serum, Urin, Speichel, Blutzellen) unter Nutzung kommerzieller Analyse-Kits. Antikörper sind mit fluoreszierenden Farbstoffen versehen und verbinden sich – nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip – mit den zu analysierenden biologischen Substanzen. Die quantitative Analyse der Probe wird über die Intensitätsmessung der Fluoreszenz mit Hilfe eines Mikroskops ermöglicht. Um ein möglichst breites Spektrum kommerzieller Analyse-Kits nutzen zu können, werden gebräuchliche Fluorophore wie FITC, PE und Cy5 vom Geräteaufbau unterstützt.
Während des Parabelfluges sollen die Durchführbarkeit kritischer operationeller und technischer Aspekte des Geräte-Systems unter µg-Bedingungen getestet und verifiziert werden, um später ein zuverlässiges und robustes System für die ISS bereitzustellen.
Während der Parabelflug-Kampagne wird zum Beispiel der manuelle und automatisierte luftblasenfreie Flüssigkeitstransfer untersucht. Es müssen verschiedene Flüssigkeiten im Bereich von wenigen µl ausgetauscht beziehungsweise vermischt werden. Zum Mischen und zur optischen Auswertung werden paramagnetische Beads benutzt. Einflüsse von anlagenbedingten magnetischen Nah- und Fernfeldern auf die Ausrichtung der acht µm kleinen Beads müssen unter Schwerelosigkeit untersucht werden, um einen einwandfreien Ablauf der Analysen an Bord der ISS sicherzustellen.