Anlagen für die Forschung unter veränderter Schwerkraft

Hyperscope
Ein Epifluoreszenzmikroskop mit Inkubationseinheit auf der DLR Kurzarm-Humanzentrifuge. Hier können lebendige biologische Proben unter erhöhter Schwerkraft mikroskopiert werden.
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Multi Sample Incubator Centrifuge (MuSIC)
Ein Zellkulturinkubator mit integrierter Zentrifuge, mit deren Hilfe Zellen, Organiode, Gewebe etc. erhöhter Schwerkraft ausgesetzt werden können.
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3.5 cm Petrischalen und MEA Klinostat
Dieser Klinostat wurde speziell für simulierte Mikrogravitation in 3.5 cm Petischalen und MEA (Multi Electrode Array) Chips entwickelt.
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Die Abteilung für Angewandte Luft- und Raumfahrtbiologie des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin betreibt spezialisierte Plattformen und Geräte für die bodengestützte Weltraumforschung.

Mit speziell angefertigten Zentrifugen können biologische Proben sowohl einer langfristigen Hypergravitation auf physiologischem Niveau als auch Hypergravitationsprofilen ausgesetzt werden, wie sie beim Raketenstart oder bei Parabelflügen auftreten.

Mithilfe verschiedener Arten von Klinostaten können Zellen, Organoide und andere Proben simulierter Mikrogravitation ausgesetzt werden. Dies ist eine effektive Methode, um die Auswirkungen mechanischer Entlastung unter Laborbedingungen zu untersuchen – sei es als Vorbereitung für Weltraumexperimente in echter Mikrogravitation, als Bodenkontrollen, oder für explorative Studien.

Diese Geräte sind auch über das ESA Ground-based facilities programme vertreten.

Altered Gravity Facilities

Hyperscope

Um die Live-Zell-Mikroskopie unter Hypergravitationsbedingungen zu ermöglichen, ist ein Zeiss Axio Observer-Epifluoreszenzmikroskop auf der DLR-Kurzarm-Humanzentrifuge im :envihab installiert worden. Das Mikroskop befindet sich auf einer ausschwenkbaren Plattform und kann vom Experimentator auch bei Beschleunigungen zwischen 1g und 4g vollständig gesteuert werden. Verschiedene Inkubationseinheiten ermöglichen die Verwendung von Channel Slides, Well-Slides, Zellkulturschalen und Multiwell-Platten.

Multi Sample Incubator Centrifuge (MuSIC)

Die Multi-Sample-Inkubatorzentrifuge (MuSIC) ist eine speziell angefertigte Zentrifuge, die in einen Zellkulturinkubator integriert ist. Mit diesem Gerät können beispielsweise Zellkulturen, Blutproben, Organoide oder andere Proben unter langfristigen Hypergravitationsbedingungen von bis zu 50g kultiviert werden.

2D Pipettenklinostat

Mit Hilfe des 2D-Pipettenklinostaten können kleine biologische Proben wie Zellen in Suspension, Blut oder Sphäroide simulierter Mikrogravitation ausgesetzt werden. Die Proben werden in 1-mL- oder 2-mL serologischen Pipetten eingefüllt und mit einer Geschwindigkeit von bis zu 60 U/min rotiert, wodurch eine Sedimentation der Proben verhindert wird. Es können 10 Pipetten gleichzeitig klinorotiert werden.

2D Organoidklinostat

Der Organoidklinostat ist eine Weiterentwicklung des 2D-Pipettenklinostats. Dieser Klinostat verwendet 5-mL oder 10-mL serologische Pipetten, die Platz für größere, suspendierte Proben wie Organoide oder Sphäroide bieten. Der Klinostat besteht aus Polymer und verfügt über ein Bestrahlungsfenster, sodass er vertikal oder horizontal in einen Röntgen- oder Schwerionenstrahl platziert werden kann.

Slide Flask Klinostat

Der Slide-Flask-Clinostat ist ein 2D-Clinostat für adhärente Proben. Adhärente Zellen können in Slide Flasks kultiviert und anschließend über einen Zeitraum von bis zu mehreren Wochen in simulierter Mikrogravitation exponiert werden. Für andere Proben wie eingebettete Zellen oder Gewebe können Ibidi-µ-Channel-Slides in Verbindung mit dem Clinostat verwendet werden.

3.5 cm Petrischalen und MEA Klinostat

Dieser 2D-Klinostat wurde für die Verwendung von 3,5-cm-Zellkulturschalen (wie z. B. Ibidi-Dishes) oder MEA-Chips entwickelt. Der Klinostat kann zur Exposition von adhärenten Zellen in simulierter Mikrogravitation eingesetzt werden. Für die Dauer des Experiments kann er in einen Zellkulturinkubator gestellt werden. Die Rotationsgeschwindigkeit ist einstellbar.

Weiterführende Links

Kontakt

Dr. rer. nat. Christian Liemersdorf

Leitung Angewandte Luft- und Raumfahrtbiologie
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
Linder Höhe, 51147 Köln