Hodnocení metabolismu buněk v komoře bioreaktoru v realném čase

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem elektronického zařízení, které by umožňovalo hodnocení metabolismu kmenových buněk v bioreaktoru v reálném čase. Součástí práce bylo ověření myšlenky, že metabolismus kmenových buněk lze vyhodnotit za pomoci kultivačního média a transmisního jevu. Cílem práce bylo navržení a realizace hardwaru pro jednokanálové snímání, jeho ověření na různých kultivačních médiích a návrh a realizace hardwaru pro vícekanálové hodnocení stavu metabolismu. Během práce došlo k úpravám stávající kultivační komory za účelem upevnění LED diod (budičů) a fotodiod (snímačů), co nejblíže k buněčným kulturám. Za účelem komunikace se zařízením byl navržen jednoduchý software. Navržený systém byl ověřen na sérii buněčných experimentů (na médiích DMEM +10% FS, DMEM + FGF, DMEM obohacený o růstové faktory podporující růst osteoblastů a DMEM obohacený o růstové faktory podporující růst SMC). Výsledky experimentu byly korelovány s metabolickým testem MTT a imunofluorescenčním hodnocením.

In my dissertation I deal with a proposal of an electrical device, what could enable metabolism rating of stem cells in bioreactor in a real time. A part of my work included a verification of an idea, that stem cells metabolism can be evaluated with the aid of cultivation medium and transmission phenomenon. The aim of this work was to design and realize a hardware for single-channel scanning, its verification on various cultivating medias and design and implementation of a hardware for multi-channel evaluation of metabolism status. During the work the existing cultivation chamber was modified for the purpose of strengthening LED diodes (drivers) and photodiodes (sensors) as close to cell cultures as possible. A simple software was designed in order to communicate with device. The designed system was verified on series of cell experiments (on medias DMEM + 10% FS, DMEM + FGF, DMEM enriched with growth factors supporting growth of osteoblasts and DMEM enriched with growth factors supporting growth of SMC). Results of an experiment were correlated with the MTT metabolic test and immunofluorescence evaluation.