Refine
Document Type
- Article (1)
- Doctoral Thesis (1)
Is part of the Bibliography
- yes (2)
Keywords
- TIRF (2) (remove)
Institute
- Institut für Biochemie und Biologie (2) (remove)
In high-value sweet cherry (Prunus avium), the red coloration - determined by the anthocyanins content - is correlated with the fruit ripeness stage and market value. Non-destructive spectroscopy has been introduced in practice and may be utilized as a tool to assess the fruit pigments in the supply chain processes. From the fruit spectrum in the visible (Vis) wavelength range, the pigment contents are analyzed separately at their specific absorbance wavelengths.
A drawback of the method is the need for re-calibration due to varying optical properties of the fruit tissue. In order to correct for the scattering differences, most often the spectral intensity in the visible spectrum is normalized by wavelengths in the near infrared (NIR) range, or pre-processing methods are applied in multivariate calibrations.
In the present study, the influence of the fruit scattering properties on the Vis/NIR fruit spectrum were corrected by the effective pathlength in the fruit tissue obtained from time-resolved readings of the distribution of time-of-flight (DTOF). Pigment analysis was carried out according to Lambert-Beer law, considering fruit spectral intensities, effective pathlength, and refractive index. Results were compared to commonly applied linear color and multivariate partial least squares (PLS) regression analysis. The approaches were validated on fruits at different ripeness stages, providing variation in the scattering coefficient and refractive index exceeding the calibration sample set.
In the validation, the measuring uncertainty of non-destructively analyzing fruits with Vis/NIR spectra by means of PLS or Lambert-Beer in comparison with combined application of Vis/NIR spectroscopy and DTOF measurements showed a dramatic bias reduction as well as enhanced coefficients of determination when using both, the spectral intensities and apparent information on the scattering influence by means of DTOF readings. Corrections for the refractive index did not render improved results.
Untersuchungen PEG-basierter thermo-responsiver Polymeroberflächen zur Steuerung der Zelladhäsion
(2010)
Moderne Methoden für die Einzelzellanalyse werden dank der fortschreitenden Weiterentwicklung immer sensitiver. Dabei steigen jedoch auch die Anforderungen an das Probenmaterial. Viele Aufbereitungsprotokolle adhärenter Zellen beinhalten eine enzymatische Spaltung der Oberflächenproteine, um die Ablösung vom Zellkultursubstrat zu ermöglichen. Verschiedene Methoden, wie die Patch-Clamp-Technik oder eine auf der Markierung extrazellulärer Domänen von Membranproteinen basierende Durchflusszytometrie können dann nur noch eingeschränkt eingesetzt werden. Daher ist die Etablierung neuer Zellablösemethoden dringend notwendig. In der vorliegenden Arbeit werden erstmals PEG-basierte thermo-responsive Oberflächen erfolgreich für die Zellkultur eingesetzt. Dabei wird das zerstörungsfreie Ablösen verschiedener Zelllinien von den Oberflächen durch Temperatursenkung realisiert. Die Funktionalität der Oberflächen wird durch Variation der Polymerstruktur, sowie der Konzentration der Beschichtungslösung, durch Beschichtung der Oberflächen mit einem zelladhäsionsfördernden Protein (Fibronektin) und durch Adsorption zelladhäsionsvermittelnder Peptide (RGD) optimiert. Um den Zellablösungsprozess detaillierter zu untersuchen, wird hier zum ersten Mal der direkte Zellkontakt mit thermo-responsiven Oberflächen mittels oberflächensensitiver Mikroskopie (TIRAF) sichtbar gemacht. Mit dieser Technik sind die exakte Quantifizierung und die Analyse der Reduktion der Zelladhäsionsfläche während des Abkühlens möglich. Hierbei werden in Abhängigkeit von der Zelllinie Unterschiede im Zellverhalten während des Ablösens festgestellt: Zellen, wie eine Brustkrebszelllinie und eine Ovarzelllinie, die bekanntermaßen stärker mit ihrer Umgebung in Kontakt treten, vergrößern im Verlauf des Beobachtungszeitraumes den Abstand zwischen Zellmembran und Oberfläche, reduzieren jedoch ihre Zell-Substratkontaktfläche kaum. Mausfibroblasten hingegen verkleinern drastisch die Zelladhäsionsfläche. Der Ablösungsprozess wird vermutlich aktiv von den Zellen gesteuert. Diese Annahme wird durch zwei Beobachtungen gestützt: Erstens verläuft die Reduktion der Zelladhäsionsfläche bei Einschränkung des Zellmetabolismus durch eine Temperatursenkung auf 4 °C verzögert. Zweitens hinterlassen die Zellen Spuren, die nach dem Ablösen der Zellen auf den Oberflächen zurückbleiben. Mittels Kombination von TIRAF- und TIRF-Mikroskopie werden die Zelladhäsionsfläche und die Aktinstruktur gleichzeitig beobachtet. Die Verknüpfung beider Methoden stellt eine neue Möglichkeit dar, intrazelluläre Prozesse mit der Zellablösung von thermo-responsiven Oberflächen zu korrelieren.