In lebenden Organismen ist Glukose eine wichtige Energiequelle und für den zellulären Stoffwechsel von großer Bedeutung. Die Messung des Glukosegehalts ist daher auch für In-vitro-Zellkultur-Systeme von zentraler Bedeutung, um deren biochemischen Zustand zu kontrollieren und die Zellviabilität aufrechtzuerhalten.
State-of-Art Glukosesensoren, wie sie auch für Blutzucker-Messungen verwendet werden, basieren meist auf dem indirekten Nachweis von Glukose mithilfe von Enzymen. Dieses enzymunterstützte Wandlerprinzip hat jedoch seine Grenzen, und die genaue und langzeitstabile Messung des Glukosegehalts in Flüssigkeiten ist nach wie vor eine Herausforderung.
Vor diesem Hintergrund war es das Ziel des Projekts GlukZ, einen enzymfreien Glukose-Sensor für Zellkulturen zu etablieren. Der hierbei verwendete enzymfreie Sensor basiert auf farbstoffmarkiertem Concanavalin A (ConA) und Dextran. Bei Zugabe von Glukose wird das ConA von seinem Bindungspartner Dextran verdrängt und an die Glukose gebunden. Diese reversible Verdrängung durch Glukose führt zu einem modifizierten Fluoreszenzsignal, das mithilfe eines inversen Fluoreszenz-Mikroskops und einer einfachen Messeinheit erfasst und analysiert werden kann. Der Sensor zeigt in verschiedenen Zellkulturmedien eine robuste Glukoseempfindlichkeit bis 10 g/l und eine gute Biokompatibilität bei Langzeitmessungen z. B. mit Herzmuskelzellen.
