Zum Inhalt springen

Plasma Life Science

Plasma Life Science beschäftigt sich mit Untersuchungen zu den Grundlagen und zur Anwendung von kaltem Atmosphärendruckplasma im Bereich der Lebenswissenschaften. In diesem Rahmen werden die Wechselwirkungen von Plasmen mit Flüssigkeiten, mit Mikroorganismen und Mikroalgen und mit Geweben untersucht und durch entsprechende Modellrechnungen und Simulationen ergänzt. Die Forschungsarbeiten verfolgen neue Ansätze der Plasmatechnologie für den Einsatz in der Dekontamination, Hygiene, Medizin und auch in der Pharmazie. 

Darüber hinaus werden neue Plasmaquellen mit standardisierten Tests hinsichtlich ihrer biologischen Wirksamkeit und antimikrobiellen Effektivität getestet. Für diese Arbeiten verfügt das INP über spezielle Labore mit moderner Ausstattung und einer umfangreichen Forschungsinfrastruktur.

Technologische Ausstattung

Die mikrobiologischen Untersuchungen umfassen die Charakterisierungen von Atmosphärendruck-Plasmaquellen hinsichtlich ihrer antimikrobiellen Wirkung in S2-Laboren. Für diese Experimente sind die Labore für alle gängigen mikrobiologischen Untersuchungen ausgestattet:

  • Sicherheitswerkbänke zum sterilen Arbeiten
  • Spiralplattensystem zur Bestimmung der Lebendzellzahl
  • Spektralphotometer für kolorimetrische Nachweismethoden sowie Bestimmung der optischen Dichte
  • Fluoreszenzmikroskop
  • Zentrale Gasversorgung mit Gasflussregler

Eine Stammsammlung umfasst eine Vielzahl an Bakterien und Hefen, die für die einzelnen Experimente nach Bedarf kultiviert werden. Zu testende Plasmaquellen können in den Laboren aufgebaut und an die Gasversorgung (Argon, He, N2, O2, CO2 etc.) des Hauses angeschlossen werden.

Im zellbiologischen Bereich stehen mehrere S2 Labore zur Verfügung, in denen molekularbiologische und funktionelle Analysen zur Auswirkung von Plasma auf den Metabolismus, die Vitalität und Expressionsmuster durchgeführt werden, um klinische Anwendungen zu untermauern bzw. neue Anwendungen zu erschließen. Für diese Analysen sind die Labore mit folgenden Methoden ausgestattet:   

  • Quantitative und qualitative Proteinanalytik durch Western Blots, Protein Simple, ELISA, 1D und 2D Gelelektrophorese
  • Histochemischer und immunhistochemischer Arbeitsplatz (IF, ICH)
  • Genexpressionsanalysen durch Mikroarrays, qPCR, Gentransfersysteme
  • Fluoreszenzmikroskopie, konfokale Laserscanning- Mikroskopie, Life cell imaging

Die Wechselwirkung von Plasmen mit Flüssigkeiten spielt eine zentrale Rolle für viele verschiedene Anwendungen von Atmosphärendruckplasmen, wie sie insbesondere in der Plasmamedizin, Plasmapharmazie oder Plasma-Agrarkultur relevant sind. Reaktive Spezies können entweder aus der Gasphase in die Flüssigkeit transportiert werden oder sich in der Gas-Flüssigkeits-Grenzschicht selbst bilden. Die Wirksamkeit von Plasmabehandlungen hängt wesentlich von der Art und Konzentration der reaktiven Spezies in der Flüssigkeit ab. Um diese Prozesse zu untersuchen, werden verschiedene Analyseverfahren eingesetzt:

  • UV- und FTIR-Spektroskopie
  • Ionenchromatografie
  • Elektrochemische Analysen, Voltammetrie
  • HPLC etc.
  • Modellierungen der Wechselwirkung von kalten atmosphärischen Plasmen mit biologisch relevanten Flüssigkeiten für die Anwendung im Life Science Bereich.
  • Strömungssimulation und Modellierung chemischer Prozesse für Atmosphärendruckplasmajets.