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Künstliche Membranen werden in der Forschung für Untersuchungen von Interaktionen immunologischer Zellen verwendet. Diese Lipiddoppelschichten können individuell mit Lipiden und Proteinen funktionalisiert werden, um so komplexe Zellmodellsysteme darzustellen. Durch die zweidimensionale Interaktionsfläche können Wechselwirkungen mit einfachen Bildgebungsverfahren beobachtet werden. Als Trägermaterial für solche Lipiddoppelmembranen wird für gewöhnlich Glas genutzt. Da Glas jedoch sehr hart ist und nicht den Steifigkeitsbedingungen im Körper entspricht, wurden bereits einige Versuche mit diversen Gelen als Trägermaterial durchgeführt. Das Ziel dieser Bachelorarbeit war es daher herauszufinden, ob planare Lipiddoppelschichten auf Polydimethylsiloxan (PDMS) aufgetragen werden können und ob diese in Bezug auf ihre Eigenschaften mit Lipiddoppelschichten auf Glas vergleichbar sind. Im weiteren Verlauf wurde dann erforscht, ob murine T-Zellen auf diesen PDMS gestützten Membranen aktivieren. Für die Beantwortung der Forschungsfragen wurde PDMS mithilfe eines Schleuderbeschichters auf Deckgläser aufgetragen und die Dicke sowie Steifigkeit bestimmt (11 µm dick und 5,45 GPa steif). Die Zusammensetzung der Lipiddoppelschichten bestand aus 98% POPC und 2% DGS-NTA-Ni und variierte je nach zu bestimmendem Parameter zwischen zusätzlichen fluoreszenzmarkierten Indikatoren. Die Beurteilung der Eigenschaften der Lipiddoppelschichten erfolgte mittels Totalreflexionsfluoreszenzmikroskopie. Nach Bestimmung der Eigenschaften wurden Adhäsionsproteine und Aktivierungsproteine (ICAM, pMHC, B7) auf die Doppelmembranen aufgetragen. Folgend wurden Fura-2 beladene murine T-Zellen hinzugefügt und ihre Aktivierung mithilfe von Kalzium-Imaging beobachtet. Die Beurteilung der Eigenschaften einer PDMS gestützten Lipiddoppelmembran ergab, dass sich intakte Membranen ausbilden können, diese jedoch in ihrer Helligkeit, sowie Mobilität eingeschränkt sind. Es konnte festgestellt werden, dass die Moleküle durch die eingeschränkte Mobilität eine Subdiffusion aufweisen. Anschließend konnte bei der T-Zell-Aktivierung gezeigt werden, dass murine T-Zellen, ohne eine falsch positive Aktivierung, auf den Lipiddoppelschichten aktiviert werden können. Artificial membranes have been used to study interactions of immunological cells. These supported lipid bilayers can be individually functionalized with lipids and proteins to represent complex cell model systems. Due to the two-dimensional interaction surface, cell behaviour can be observed with simple imaging techniques. Glass is usually used as a support material for such solid lipid bilayers. However, since glass is very hard and does not match the stiffness conditions in the body, some research has already been carried out with various gels as support material. The aim of this bachelor thesis was therefore to find out whether solid lipid bilayers can be formed on polydimethylsiloxane (PDMS) and whether they can be compared to solid lipid bilayers on glass. Further research was then conducted to determine whether murine T cells activate on these PDMS-supported membranes. To answer the research questions, PDMS was applied to cover slips using a spin coater and the thickness and stiffness were determined (11 µm thick and 5.45 GPa stiff). The composition of the lipid bilayers consisted of 98% POPC and 2% DGS-NTA-Ni and varied between additional fluorescently labelled indicators depending on the parameter to be determined. The properties of the supported lipid bilayers were assessed by total internal reflection fluorescence microscopy. After determination of the characteristics, adhesion proteins and activation proteins (ICAM, pMHC, B7) were applied to the bilayers. Fura-2 loaded murine T cells were then added and their activation observed using calcium imaging. The evaluation of the characteristics of a PDMS-supported lipid bilayer showed that intact membranes could be formed, but were limited in their brightness, as well as mobility. Furthermore, it was found that the molecules showed subdiffusion due to the restricted mobility. Subsequently, T-cell activation showed that murine T-cells can be activated on the lipid bilayers. |
