Voor het eerst kun je de zuurstofconcentratie in een orgaan-op-een-chip in realtime volgen. In Biosensors and Bioelectronics presenteerden Michael Daniele en collega’s van North Carolina State University onlangs een draadloze biosensor die zich laat inbouwen in het weefsel op de chip.

De sensor is gebaseerd op een palladium-benzoporfyrineverbinding die gevoelig is voor moleculaire zuurstof. Onder invloed van infrarode lichtpuls gaat hij fosforesceren, en zowel de intensiteit als de tijdsduur van dit effect (in de orde van microseconden) nemen af naarmate de zuurstofconcentratie oploopt. (quenching, in vakjargon)

Het idee is dat je deze stof verwerkt in een gel, en dat je die weer verwerkt in de 3D-scaffold waarop je je miniatuur-organen kweekt. Die zijn zo dun dat infrarood licht er gemakkelijk doorheen komt, zodat je zowel de lichtbron als de lichtgevoelige cel buiten de chip kunt plaatsen.

Je kunt er mee volgen in hoeverre het weefsel op zo’n chip voldoende zuurstof krijgt, en Daniele hoopt het uiteindelijk te koppelen aan een automatisch zuurstofregelsysteem. Maar je kunt er ook experimenten mee volgen met een bewust zuurstofarme omgeving (hypoxie) die representatief is voor slecht doorbloede tumoren. De auteurs hebben het al gebruikt om de genetische expressie te vergelijken van al dan niet door kanker aangetaste borstepitheelcellen in dergelijke condities.

bron: North Carolina State University