Trainierbare, flexible Bildanalyse-Verfahren zur Überwachung von Zellkulturen

Vier Fraunhofer-Institute entwickeln gemeinsam ein automatisiertes Verfahren zur standardisierten und reproduzierbaren Zellkultivierung. Die Prozessschritte werden dabei durch optische Kontrolle mittels automatischer Bildanalyse gesteuert. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT entwickelt dafür trainierbare, flexible Bildanalyse-Verfahren. Besuchen Sie uns vom 18. – 20. Oktober auf der Biotechnica in Hannover, Halle 2, Stand F61.

Neue Wirkstoffe werden in der Pharmaindustrie und der Biotechnologie heute standardmäßig an Zellkulturen getestet. Die gängigen Live Cell Monitoring Verfahren sind jedoch keineswegs ausgereift: Es mangelt vor allem an Standardisierung und Automatisierung. Das Fraunhofer-System ermöglicht eine kontinuierliche optische Überwachung der Zellkulturen. Durch automatische Bildanalyse wird der Zustand der Zellkultur bestimmt, um die Prozessschritte der Zellkultivierung entsprechend zu steuern.

Zur Analyse des Zellzustandes entwickelt das Fraunhofer-Institut FIT eine trainierbare Bildanalyse-Software, bei der der Biologe einfach mit der Maus die für ihn interessanten biologischen Strukturen in den Bilddaten markiert. Die Bildanalyse-Software berechnet dann die übereinstimmenden Merkmale der ausgewählten Beispiele und kann so die Parameter und Algorithmen zur Bildanalyse automatisch bestimmen.

Die Zellkultivierung stellt besonders hohe Anforderungen an die Bildanalyse, da Zelltypen sehr unterschiedlich aussehen können und auch Zellen eines Typs je nach Kultivierungsstadium stark variieren. Die Algorithmen für die Bildanalyse müssen daher sehr genau für die jeweilige Analyse-Aufgabe ausgewählt werden. Bei heutiger Bildanalyse-Software geschieht dies noch manuell durch den Bediener. Der Anwender in der Biologie hat aber in der Regel nicht den technischen Hintergrund, um die richtige Einstellung vornehmen zu können. Abhilfe bringt daher das vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT entwickelte Verfahren.

Die trainierbare Bildanalyse ermöglicht beispielsweise die automatische Bestimmung des Bedeckungsgrades einer Zellkultur, die Zellzählung und die automatische Klassifikation von Zellzuständen. Für eine Anwendung des Systems im Hochdurchsatz kann so anhand weniger Beispieldaten die Konfiguration der Bildanalyse vorgenommen werden.

Fraunhofer FIT entwickelt die Bildanalyse-Software im Rahmen des Projekts „Live Cell Monitoring“, an dem noch drei weitere Fraunhofer-Institute (IPM, IPA und IBMT) beteiligt sind. Die bisher erarbeiteten Ergebnisse aller Partner werden vom 18. – 20. Oktober auf der Biotechnica in Hannover vorgestellt. Besuchen Sie und in Halle 2, Stand F61.

Kontakt:

Alex Deeg
pr@fit.fraunhofer.de
02241-14 22 08