Das Projektteam                                                                                                                     


Alles eine Frage der Teamarbeit! - Um den Aufbau und die ersten Anwendungen eines portablen Langzeitmikroskops innerhalb kürzester Zeit zu realisieren, stellte Dr. Daniel Gilbert im Juni 2013 sein Entwicklerteam zusammen.

Die Fachgruppe bestehend aus sechs Bachelorstudenten (Studiengang: Life Science Engineering) entwickelte unter seiner Regie das portable, kostengünstige und anwenderfreundliche Langzeitmikroskop xCell.




Das xCell-Projekt setzt sich aus sechs interagierende Teilprojekten zusammen. Die intensive Zusammenarbeit der Teammitglieder untereinander ist dabei erfolgsbestimmend für das gesamte Projekt. Die Bachelorstudenten haben hier die Chance Erfahrungen zu sammeln, die nicht Bestandteil des Lehrplans sind, jedoch im Berufsleben - ob in Wissenschaft oder Industrie - wichtige Schlüssel-qualifikationen darstellen.


Ein herzliches Dankeschön geht an Thomas Kästner, dessen Bildaufnahmen diese Website um eine ganz persönliche Note bereichern.

Ideengeber & Initiator des xCell-Projekts:

  

Dr. Daniel Gilbert                                                  

                                           

                                           

„Welchen Beitrag kann ich leisten, um die Aussichten auf Heilung schwerwiegender Krankheiten und neue Therapieansetze zu verbessern?“


„Gibt es einen Weg Langzeitmikroskopie nicht nur ortsgebunden zu betreiben und ist es vielleicht möglich ein portables System zu entwickeln, das einfach zu bedienen ist und trotzdem die gewünschten Leistungen erbringt?“


„Muss die Investitionssumme für ein leistungsfähiges Langzeitmikroskop in der Höhe mehrerer Kleinwagen liegen und deshalb für die meisten Forschungseinrichtungen unerschwinglich sein?“


Motiviert durch diese Fragestellungen hat Dr. Daniel Gilbert, Mitarbeiter des Lehrstuhls für Medizinische Biotechnologie Erlangen (Leitung: Prof. Dr. Dr. Oliver Friedrich), eine Vision:

Ein kostengünstiges, einfach zu bedienendes und tragbares Langzeitmikroskop zu entwickeln, das es ermöglicht dynamische Zellprozesse und Lebensvorgänge im Ganzen an vielen Standorten weltweit zu untersuchen.

Er liest die Zeichen der Zeit: In den vergangenen Jahren kam es zu einem Paradigmenwechsel in der Zellbiologie. Heute ist sich die Fachwelt darüber einig, dass es notwendig ist, dynamische Prozesse im Gesamten, d.h. durch ein Langzeitstudium der Lebensvorgänge zu erfassenum sich dem komplexen zellulären Geschehen anzunähern. Obwohl es seit 2010 zu einem starken Anstieg von Veröffentlichungen kam, ist die Anzahl der Publikationen langzeitmikroskopischer Forschungen noch verhältnismäßig gering. Da es Gilbert bekannt ist, dass die horrende Summe zur Anschaffung eines Langzeitmikroskops für die meisten Forschungseinrichtungen schlichtweg  nicht bezahlbar ist, beginnt er in seiner Freizeit mit privaten Mitteln an der Entwicklung des Prototyps eines portablen Langzeitmikroskops zu feilen – mit Erfolg.

Bei seinem xCell-Projekt arbeiten sechs Bachelorstudenten unter seiner Betreuung im Rahmen eines Bachelorarbeits-Projekts an dem Aufbau und den ersten Anwendungen von xCell – ein System, das unsere Welt durch seine unzähligen Anwendungsmöglichkeiten nicht nur in der in der medizinischen und biologischen Forschung ein bisschen besser machen kann!





Projektkoordination, Dokumentation & Öffentlichkeitsarbeit:


Maria Walzik

                                

Wer kein Ziel hat ist orientierungslos – Ein Projekt wie das xCell-Projekt kann nur von Erfolg gekrönt sein wenn Zielformulierung, Organisation, Zeitmanagement und die Koordination der Arbeiten Hand in Hand gehen. Maria Walzik, Bachelorstudentin im 6. Semester der Fachrichtung Life Science Engineering der FAU Erlangen-Nürnberg, ist für das Projektmanagement von xCell zuständig. Sie plant, kontrolliert und dokumentiert die Projektdurchführung von xCell und tritt mit der Öffentlichkeit in Kontakt. Ein durchdachter Projektstrukturplan bildet die solide Grundlage des xCell-Projekts. Ein reger Informationsaustausch zwischen allen Projektmitarbeitern in den regelmäßigen Meetings trägt zur Produkt- und Prozessoptimierung bei. Auf diese Weise kann das Projekt erfolgreich durchgeführt und Risiken minimiert werden.

Ist der festgelegte Zeitplan realisierbar? Welcher Schritt muss als nächstes folgen um den nächsten Meilenstein zu erreichen? Wie kann die Qualität stets gewahrt werden? Durch ihr sorgfältiges Projektmanagement werden zudem Erkenntnisse und Schlüsse für zukünftige Projekte gezogen, welche essentiell für die Weiterentwicklung von xCell sind - ein Erfolgsrezept!


Einhausung und Systemdesign:


Theresa Lachnit


     

„Quadratisch, praktisch, gut“ – das ist nicht nur der Werbeslogan eines bekannten Schokoladenherstellers -  xCell ist ohne Zweifel ein visueller Leckerbissen!

Bachelorstudentin Theresa Lachnit ist im 6. Semester des Studiengangs Life Science Engineering an der FAU Erlangen-Nürnberg. Sie entwickelt das praktische und ansprechende Design von xCell. Mit dem Zeichenprogramm CAD und dem 3D-Drucker entsteht die handliche Box aus Kunststoff und Aluminium. Das Material hat die besonderen Vorteile, dass es sehr leicht und gleichzeitig kostengünstig ist, wodurch die Mobilität und der Preis des Produkts begünstigt werden (siehe hierzu: Hard- & Software).

Gut durchdacht ist die funktionsgerechte Integration der Einbauteile in das portable System wie unter anderem Sensoren, Netzteil, Klimakammer mit Heizelement und Probenkammer mit LEDs oder der Kreuztisch. Von dem halb-transparenten Würfel mit der Kantenlänge von 20cm geht ein sphärisches Leuchten verschiedener Farben aus und macht xCell  zu einem überaus dekorativen und gleichzeitig mobilen Gebrauchsgegenstand.



Sensorik, Mechatronik & Softwaresteuerung:

Holger Bachmann

                                                


Technik die begeistert! – Holger Bachmann, Bachelorstudent im 6. Semester der Fachrichtung Life Science Engineering gestaltet das Innenleben von xCell. Unter der Devise „So viel wie nötig, so wenig wie möglich“ entwickelt er Platinen für die Steuerung der Systemkomponenten und erstellt einen ersten Entwurf für eine einfach zu bedienende und übersichtlich aufgebaute Benutzeroberfläche  zur Anwendung von xCell (siehe hierzu: Hard- & Software). Durch die Verwendung von Rapid Prototyping Technologien aus dem Bereich Softwareentwicklung programmiert er in Zusammenarbeit mit Dr. Daniel Gilbert innerhalb kürzester  Zeit die Hardwaresteuerung von xCell.

Die gut strukturierte und effektiv arbeitende Software zeichnet xCell aus und steht für seine Qualität und Zuverlässigkeit. Durch die Beschränkung auf die wichtigsten Funktionen eines soliden Langzeitmikroskops ist die Bedienung von xCell extrem simpel und ermöglicht es jedem – vom Grundschüler bis zum Hobbytüftler - wie ein echter Wissenschaftler zu arbeiten! So macht Experimentieren Spaß und die Ergebnisse können sich sehen lassen!

Etablierung und Erhaltung von Zellkulturen für die Langzeitmikroskopie:


Susanne Haug

              


NoCell, oneCell, xCell – Um die Dynamik verschiedener Zelltypen zu untersuchen müssen diese Zellen natürlich erst einmal vorliegen. Susanne Haug ist Bachelorstudentin im 6. Semester der Fachrichtung Life Science Engineering und kultiviert in DMEM (=„Dulbecco’sModified Eagle Medium“) verschiedene Zell-Stämme für das Langzeitimaging. Da beim Leistungsvergleich (TP 5) sowohl mit xCell als auch mit dem konventionellen Langzeitmikroskop verschiedene biologische Proben, wie z.B. menschlichen Nierenzellen (HEK293-Zellen) im direkten Vergleich untersucht und analysiert werden sollen, müssen adäquate Proben dieser Zellen bereitgestellt werden. Zum Erhalt der Zellkulturen müssen regelmäßig optische Kontrollen durchgeführt werden. Mittels Phasenkontrastmikroskopie oder unter Einsatz von Färbetechniken für die Hellfeldmikroskopie kann das Wachstum und die Entwicklung geprüft werden. Um die Zellen für den Leistungsvergleich laufend verfügbar zu machen, werden sie mittels Kryokonservierung gelagert.

Außerdem werden verschiedene Zellarten aus dem Alltag kultiviert und für den Leistungsvergleich verwendet wie z.B. Hefezellen aus handelsüblicher Backhefe oder auch Zellen aus der Mundschleimhaut.



Leistungsvergleich mit konventioneller Technologie:


Helmut Dietz


      

Entwickeln heißt vergleichen – „Wie kann ich das System weiter verbessern?“ lautet das Leitmotiv jedes Entwicklers auf der Suche nach einem neuen Qualitätsstandard.

Helmut Dietz ist Bachelorstudent im 6. Semester der Fachrichtung Life Science Engineering und stellt sich genau diese Frage. Durch einen direkten Vergleich von xCell mit einem konventionellen Langzeitmikroskop zieht er Rückschlüssen auf die tatsächliche Qualitätsverbesserung und die Vorteile, die xCell dem Anwender im Langzeitimaging  bietet. Durch ein sorgfältiges Benchmarking nähert sich die Entwicklung von xCell immer weiter dem Optimum. Grenzen und Möglichkeiten werden ausgelotet, Schwachstellen behoben und somit ein leistungsfähiges Produkt geschaffen, das zum Erfolgsgaranten wird.


Businessplan für eine kommerzielle Verwertung der Technologie:


Hoai Thuong Nguyen


         

Mit Blick in die Zukunft – Das Projekt zum Aufbau und den ersten wissenschaftlichen Anwendungen von xCell ist nur die Spitze des Eisbergs. Nicht nur Forschungseinrichtungen soll es xCell ermöglichen Versuche mit Langzeitimaging zu betreiben – sondern auch Universitäten, Fachhochschulen und anderen bildenden Einrichtungen, sowie Alternativmedizinern und do-it-yourself Wissenschaftlern. Mit xCell wird Wissenschaft greifbar: Heranwachsende können spielend leicht in die Welt der Zellen eintauchen – das Interesse an Natur und Technik wird geweckt. Hoai Thuong Nguyen, Bachelorstudentin im 6. Semester der Fachrichtung Life Science Engineering wägt diese Chancen und Möglichkeiten  der Geschäftsidee von xCell auf dem Markt ab und stellt Zukunftsprognosen zur nachhaltigen Produktion und Weiterentwicklung der portablen Box. Ausführlich erörtert sie Aspekte wie Unternehmensorganisation, Personalmanagement, Risikoanalyse und die Finanzwirtschaftliche Planung, die eine Unternehmensgründung mit sich bringen. Wie ist der Standort Erlangen zu bewerten und welche Marketingstrategien könnten verfolgt werden? Der Businessplan ist ein Leitfaden für die Zukunft und Weiterentwicklung von xCell.