Magnetic Flow Cytometry

In der in-vitro Diagnostik ist Vollblut eine wichtige Informationsquelle für die Therapieentscheidung des Klinikers. Über die Funktionalität und Konzentration der Blutzellen können beispielsweise die Hämostase oder der Immunstatus bewertet werden. Goldstandard für die Einzelzelldetektion ist die Fluoreszenzdurchfluss-zytometrie, die aufgrund der aufwendigen Probenvorbereitung des optisch opaken Bluts nicht in der Routinediagnostik einsetzbar ist. Miniaturisierte Durchflusszytometer, die auf mikrofluidischen Technologien basieren, versprechen eine einfachere Bedienbarkeit. Jedoch erfordern auch diese Systeme eine aufwendige Probenvorbereitung. In dieser Arbeit wird ein Ansatz zur nicht-optischen Durchflusszytometrie, direkt in Vollblut, unter Verwendung eines mikrofluidischen Kanalsystems und GMR-Sensoren präsentiert. Das neuartige Konzept eines Durchflusszytometers basiert auf einem rein magnetischen Arbeitsablauf, mit einfachen Lösungen für Zellanreicherung, hintergrundfreie, magnetische Einzelzelldetektion sowie Quantifizierung der Zellepitope. Die GMR-Sensoren werden mit einem 70 nm dicken, Pinhole-freien ALD-Layer passiviert, der vor hochkorrosiven Bedingungen in Vollblut schützt und höchste Sensitivität bei minimalem Abstand von magnetischem Analyt zu Sensor garantiert. Für hohe Wiederfindungsraten der Zellen mit >95% werden eine in-situ magnetische Anreicherung und eine in-situ magnetophoretische Führung implementiert. Das ferromagnetische Chevron-Pattern zur Analytfokussierung durch Magnetophorese erlaubt zusätzlich eine in-situ Filtration der ungebundenen, magnetischen Marker auf Grund des kleinen hydrodynamischen Durchmessers gegenüber markierten Zellen. Die mikrostrukturierten GMR-Sensorelemente sind in einer Wheatstone Brücke angeordnet, wodurch ein charakteristisches Signalmuster für jeden Zellevent generiert wird...