Laser ermöglichen automatisierte Instrumente für Zelllinien von CYTENA

Die Herausforderung

CYTENA, Freiburg, Deutschland, wurde im Jahr 2014 mit dem Ziel gegründet, automatisierte und hocheffiziente Instrumente für eine verbesserte Zelllinienentwicklung zu liefern. Auf der Grundlage ihres Hintergrunds in der Mikrosystemtechnik erkannten die Gründer die Notwendigkeit, eine einzelne lebende Zelle mit 100%iger Zuverlässigkeit und Verifizierbarkeit schonend aus einer Probe zu gewinnen. Die bisher übliche Methode zur Isolierung einzelner Zellen erforderte eine Reihe von zeitaufwändigen Schritten zur Begrenzung der Verdünnung. Zudem sind die Zielkunden hauptsächlich Pharmaunternehmen, die Biopharmazeutika auf den Markt bringen wollen. Sie müssen gegenüber den Aufsichtsbehörden wie der FDA nachweisen, dass die von ihnen verwendeten Zelllinien aus einer einzigen Zelle stammen.

Die Lösung

Dr. Lena Lautscham, eine leitende Wissenschaftlerin für Forschung und Entwicklung bei CYTENA, erklärt: „CYTENA hat eine Kerntechnologie entwickelt und patentiert, die einem Tintenstrahldrucker ähnlich ist. Das Unternehmen entschied sich für die Laser-Fluoreszenz-Bildgebung als beste Technik, um Tröpfchen schnell auf das Vorhandensein einer einzelnen Zelle zu untersuchen, kurz bevor sie aus der Einweg-Kartuschendüse des Instruments freigesetzt werden. Die meisten dieser Geräte verwenden einen 488 nm OBIS-Laser von Coherent, aber wir verwenden auch andere OBIS-Wellenlängen, um Kundenwünsche zu erfüllen.“ Das Bild wird mit einer CMOS-Kamera aufgenommen, und die Bildanalysesoftware bestimmt dann in Echtzeit die wichtigsten Sortierkriterien für die Zelle. Wenn das Tröpfchen eine einzelne Zelle des vom Benutzer angegebenen Typs enthält, wird es in ein Sammelröhrchen oder eine Mikrotiterplatte fallen gelassen. Tröpfchen ohne Zellen, mit toten Zellen, mit anderen Zelltypen oder mit mehreren Zellen werden in ein Röhrchen gesaugt und entsorgt.

Die Geräte und Software der ersten Generation zielten auf eine einfache Zellsortierung ab – Dosierung nach Größe und Form. Das Unternehmen erweiterte die Technologie dann um die Verwendung von Fluoreszenzmarkern, um Zellen auf bestimmte Proteine zu untersuchen, zwischen lebenden und toten Zellen zu unterscheiden und mehr als einen Zelltyp in einem einzigen Durchgang zu dosieren.

Dr. Lautscham erklärt: „Die OBIS-Laser bieten uns drei wichtige Hauptvorteile für unsere Instrumente. Sie verfügen über die überlegene Strahlqualität, die wir benötigen, um sicherzustellen, dass unsere Optiken stets eine gleichmäßige Ausleuchtung des Zielvolumens gewährleisten. Sie gewährleisten eine durchgehende Konsistenz von Einheit zu Einheit, die für die Qualität und Leistung unserer Instrumente entscheidend ist. Und sie bieten eine langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit, die den Bedarf an Vor-Ort-Service aufgrund von Laserproblemen praktisch ausschließt.“

Das Ergebnis

Der anhaltende Markterfolg der Einzelzelldispenser wurde von CYTENA genutzt, um sich auf andere Automatisierungsprodukte für die Biotechnologie auszudehnen. Das Unternehmen wurde im Jahr 2019 von BICO übernommen und verfügt über ein starkes internationales Vertriebs- und Supportnetzwerk. Das daraus resultierende Wachstum zeigt sich in einer um 500 % gestiegenen Arbeitsfläche und einem um 600 % gestiegenen Personalbestand. Noch wichtiger ist jedoch, dass weltweit mehr als 200 Laboratorien auf CYTENA-Instrumentierung vertrauen.