Die Messung des Gelöst-Sauerstoffs (DO) im Mikromilieu lebender Zellen hat eine besondere Bedeutung in der Zellbiologie, vor allem in der Onkologie. Es besteht daher ein großes Interesse an Lab-on-chip-Systemen, die den DO messen. In dieser Arbeit wird die Gelöst-Sauerstoff-Messung (DO-Messung) mit elektrochemischen Sensoren zum Einsatz in Lab-on-chip-Systemen wissenschaftlich abgehandelt. Es wird die Relevanz der DO-Messung in der Zellbiologie erörtert und die Bedeutung für die Onkologie abgeleitet. Zudem werden die physiologischen und physikalischen Hintergründe der DO-Messung erklärt und die bisher verfügbaren Methoden beschrieben. Schließlich werden neue Ansätze für Lab-on-chip-Systeme vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein neues Bezugssystem für elektrochemische Messungen, einen neuartigen DO-Sensor auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhrchen, eine Erweiterung des Detektionsspektrums des bereits bestehenden O2-FETs sowie um eine Modellierung der elektrochemischen Vorgänge am O2-FET und einer kompletten modularen Systemlösung für Lab-on-chip-Systeme. Beispielmessungen zeigen die Richtigkeit der neuen sensorischen Ansätze und der theoretischen Annahmen. Messungen aus den Bereichen Umweltmonitoring und Chemosensitivitätsanalytik weisen die Einsatzfähigkeit der modularen Lab-on-chip-Lösung nach. Mit dem vorgestellten System steht nun erstmals ein modulares Lab-on-chip-System zur Verfügung, dessen DO-Sensorik auch umfassend beschrieben wurde. Abschließend werden die Ergebnisse diskutiert und deren Bedeutung für zukünftige zellbiologische Untersuchungen sowie für die Systembiologie dargestellt.      «

Die Messung des Gelöst-Sauerstoffs (DO) im Mikromilieu lebender Zellen hat eine besondere Bedeutung in der Zellbiologie, vor allem in der Onkologie. Es besteht daher ein großes Interesse an Lab-on-chip-Systemen, die den DO messen. In dieser Arbeit wird die Gelöst-Sauerstoff-Messung (DO-Messung) mit elektrochemischen Sensoren zum Einsatz in Lab-on-chip-Systemen wissenschaftlich abgehandelt. Es wird die Relevanz der DO-Messung in der Zellbiologie erörtert und die Bedeutung für die Onkologie abgele...     »

The measurement of dissolved oxygen (DO) with electrochemical microsensors for use in lab-on-chip-systems is a powerful means in cell biology and oncology to obtain information on their vitality and viability. The state of the art of DO-measurement in cell biology is described and the relevance for oncology is derived. This requires an understanding of the physiological and physical properties of the DO-measurement. New concepts for DO-measurement with lab-on-chip-systems were thus developed, namely a new biocompatible and miniaturized reference electrode, a new carbon nano-tube based DO sensor, an extension of the so called O2-FET sensor as a redox sensor and a modular system approach for cell based assays are presented. Results from experiments in the field of environmental monitoring and chemosensitivity testing show that the new concepts for DO-measurement provide reliable and reproducible measurements. Now, a modular lab-on-chip-system is available where the DO-properties are described accurately. The results and their impact for the field of cell biology research are discussed and an outlook is given toward future work in the field of biotechnical engineering. A short overview at the expense situation in pharmacology and the development of the governmental sponsorship in system biology is stated.     «

The measurement of dissolved oxygen (DO) with electrochemical microsensors for use in lab-on-chip-systems is a powerful means in cell biology and oncology to obtain information on their vitality and viability. The state of the art of DO-measurement in cell biology is described and the relevance for oncology is derived. This requires an understanding of the physiological and physical properties of the DO-measurement. New concepts for DO-measurement with lab-on-chip-systems were thus developed, na...     »