Lebendzellmikroskop

Description

Beschaffung eines automatischen, hochauflösenden Lebendzellmikroskops für Untersuchungen der Interaktion und Dynamik von Biomaterialoberflächen, Stammzellen und daraus abgeleiteten 3D-Organoiden sowohl auf der Ebene der einzelnen Zelle als auch auf der Ebene des gesamtes Gewebes/Organoids. Eine der wichtigsten Zielsetzungen im Rahmen des PoF IV Programmtopics "Functionality by Information-Guided Design: From Molecular Concepts to Materials" beinhaltet die Nutzung informations-basierter und vorhersagender Ansätze für die Erzeugung integrierter Funktionen in multifunktionalen Materialsystemen und das Verständnis von ihren zugrunde liegenden Prinzipien. Das I2B Projekt (Innovation-, Information- & Biologisation), als Teil des PoF IV Programmtopics, fokussiert auf die Nutzung moderner rechnergestützter Techniken zur Prozessierung und Analyse großer biologischer Bild-Datensätze, mit dem Ziel, Mechanismen zellulärer Signalwege aufzuklären, die durch die Interaktion mit Biomaterialien aktiviert werden. Um die dynamisch biologischen Informationen verschiedener Proben gleichzeitig sammeln und erfassen zu können, wird ein vollautomatisches Mikroskopiesystem benötigt für live cell imaging mit online Datenerhebung, -analyse und großem Bildbereich in 3D. Das Gerät benötigt die Kapazität, in 2D und 3D, optisch und automatisch, lebende Zellkulturen, Gewebeschnitte und kleinere Modellorganismen zu untersuchen und muss mit verschiedenen Inkubations- und Detektionsoptionen ausgerüstet sein, um für verschiedene Anwendungsansätze angepasst werden zu können. Das Mikroskop muss automatisch auf die Zielregion großer 3D-Proben fokussieren können, auch durch polymerbasierte Substrate mit einer Unterseitendicke von über 1 mm. Das Mikroskopsystem muss auch über eine sensitive Kamera verfügen für schnelle time-lapse Aufzeichnungen lebender Zellen. Außerdem muss das System mit einem konfokalen Mikroskop kompatibel sein, um dynamische Prozesse lebender 3D Proben mit hoher Auflösung abbilden zu können. Hereon behält sich vor die Aufforderung zur Demonstration/Präsentation/Teststellung des angebotenen Systems in Gänze oder anteilig per Videokonferenz, bei dem Bieter vor Ort oder einem Referenzkunden. Diese muss in deutscher oder englischer Sprache erfolgen und geeignet sein, die Konformität zu den Vorgaben aus der technischen Leistungsbeschreibung zu bestätigen, sofern dies technisch und mit vertretbarem Aufwand möglich ist. Vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie-Empfehlungen erfolgt dies nur im Bedarfsfall und nur mit dem erst- ggf. zweit-aussichtsreichsten Bieter. Die Finanzierung dieses Systems ist fördermittelgebunden, sie ist mithin in ihrem Gesamtwert limitiert und setzt eine Abnahme der Anlage bis zum 31.08.2022 voraus. Bei Überschreitung des Budgets bleibt die Aufhebung gemäß § 63 VgV vorbehalten. Der Auftragnehmer schuldet die Gesamtverantwortung für die Ausführung aller in dieser Leistungsbeschreibung dargestellten Leistungen. Die funktionalen Anforderungen müssen im Angebot in ihrer Ausführung beschrieben werden. Lot 1: 1. Kompatibilität und System-Spezifizierung 1.1. high end inverse Floureszenzmikroskop-Plattform, ausgerüstet mit einer Inkubationskammer/-kassette für automatische Aufnahmen, Bildgebung und Analyse von 3D oder 4D Bilddaten lebender Zellen, Organoide und subzellulärer Strukturen* 1.2. eine einstellbare Kontrollmöglichkeit für Temperatur, CO2- und O2-Konzentration, sowie eine konstante Feuchtigkeit muss gewährleistet sein für Experimente an lebenden Zellen über mehrere Tage. Die Information der Einstellungen zu den Inkubationsbedingungen muss in Experimenteinstellungsdateien mit aufgezeichnet werden* 1.3. automatische Desinfektion für das Einlegen der Proben und den Inkubationsbereich (beispielsweise durch kontrollierte Beleuchtung mit UV-Licht) * 1.4. das System muss kompatibel sein zu verschiedenen Zellkultur-Objektträgern, dishes mit unterschiedlichen Durchmessern und Zellkulturplatten mit verschiedenen Formaten (z.B. 8-Kammer, 6-, 24 oder 96-Well) und aus verschiedenen Materialien (mindestens Glas und Plastik), sowie zu Spezialkulturplatten für die Kultivierung von 3D Organoiden (wie Gravityplus oder InSphero plates, oder gleichwertig)* 1.5. automatische Beladung von Zellkulturgefäßen, automatische Identifizierung von Zellkulturgefäßtypen, automatische Messung der Unterseitendicke und vessel skirt height von Zellkulturplatten* 1.6. automatische Kontrolle der Probenkoordinaten mindestens in der X- und Y-Achse mit einem Bereich von 300 × 100 mm und einer Auflösung von 100 nm. Verfügbarkeit einer "tile scanning" Funktion für das Aufnehmen aufgeteilter Bereiche und verschiedener Positionen großer Proben* 1.7. Möglichkeit einer Identifizierung individueller Proben, zugehöriger Kulturgefäße und experimenteller Einstellungen über ein z.B. barcode-basiertes System* 1.8. automatische Kalibrierung für Probenträger/Zellkulturgefäße zur Gewährleistung reproduzierbarer Ergebnisse* 2. Schwingungsdämpfung und Systemstabilität: 2.1. der Z-Achsen-Stellbereich des Objektivs muss durch die Soft- und Hardware automatisch begrenzt werden um ein Aufeinandertreffen von Objektiv und Probe zu verhindern* 2.2. ein schwingungsdämpfendes System oder ein Antivibrationstisch mit ausreichenden Dimensionen zur Platzierung des jeweilig angebotenen Mikroskopsystems muss beinhaltet sein (Arbeitsfläche mindestens 120cm Länge x 90 cm Breite)* 3. Lichtquelle: 3.1. eine Lichtquelle mit niedriger Phototoxizität (z.B. LED, Lebensdauer > 10.000 Stunden) für Hellfeldmikroskopie und Floureszenz-live imaging mit hohem Kontrast, schnellem Umschalten des Fluoreszenzkanals (< 1 ms) und langer Haltbarkeit* 4. Objektiv: 4.1. Vorhandensein einer Optik mit Vergrößerungen in einem Bereich von mindestens 5-20x für Glas-Objektträger sowie polymer-basierter Zellkulturgefäße (z.B. Polystyren) mit einer Dicke der Unterseite > 1 mm* 4.2. automatische Optimierung der Bildqualität und Korrektur der sphärischen Aberration während der Aufnahme von Fluoreszenzbildern mit dem Objektiv* 4.3. Antrieb der Objektive durch eine Hard- und Software-Autofocus-Funktion für schnelle Fokussierung und Drift-Kompensierung bei time-lapse Serien und multi-position scanning Experimenten* 4.4. Fähigkeit, schnell ( ? 1 s) zwischen verschiedenen Vergrößerungen wechseln zu können ohne die Position des Fokus verändern zu müssen* 4.5. ein beheizbares Objektiv und ein Objektiv mit einer automatischen Wasser-Immersionsfunktion wird benötigt, um den Fokus stabilisieren zu können und eine hohe Sensitivität, Spezifität und ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen für Bildaufnahmen von Experimenten mit lebenden Zellen und subzellulären Strukturen bei 37 GradC über Wochen* ? 5. Anforderungen an Computerhardware und -software 5.1. Hardware 5.1.1. High-end workstation mit mindestens einem 64-bit Windows 10 System, DDR4 RAM >128 GB, high performance GPU supporting CUDA, ausgerüstet mit einer SSD (?512 GB), HDD (?10 TB, RAID) und multiple USB 3.0 ports für einen Hochgeschwindigkeits-Datenaustausch. Der Monitor muss eine 4k Auflösung unterstützen (3840 x 2160 pixel) mit einer 60 Hz Bildwiederholungsrate* 5.1.2. High Performance Mikroskop-Kamera mit mindestens einer Auflösung von 1920 x 1080 pixel* 5.1.3. Mikroskop-Kamera mit einer Auflösung mit 2560 x 1440 Pixel wird vorteilig bewertet (? Wertungstabelle) 5.1.4. High HDR dynamic range der Kamera, Minimum 1 : 25000* 5.1.5. Bildfrequenz für time series Aufnahmen ? 20 fps bei einer 4k Auflösung und ? 60 fps bei einer 1920 x 1080 Auflösung* 5.2. 5.2.Software 5.2.1. Mindestens 2 Lizenzen (unlimited)*, darüber hinaus wird vorteilig bewertet (? Wertungstabelle) 5.2.2. nutzerfreundliche Bedienungsoberfläche der Software* 5.2.3. Freie Software-Updates für mindestens 36 Monate nach Lieferung* 5.2.4. Multilayer-Datenformate für X, Y, Z Positionen, Z Stapel, verschiedene Mess-Zeitpunkte, Fluoreszenz- und Transmissionslichtkanäle, "tile" Aufnahmen mit stitching und Speicherung aller system-spezifischen Parameter, mit mindestens Lichtintensität, Belichtungszeit, gain, binning, Bereich von Interesse, Anzeigencharakterisierung, Strahlengang-Konfiguration, Inkubationseinstellungen* 5.2.5. Automatische Verbindung zusammengehöriger Datensätze desselben Bildes oder Bildsequenzen derselben Probe. Möglichkeit entsprechend der Spezifikationen der Mikroskopoptik und des Kamerasystems höchstaufgelöste Bildaufnahmen, die mit den entsprechenden Übersichtsbildern (simultan) überlagert oder zur Deckung gebracht werden können * 5.2.6. Wiederverwendungsfunktion, mit der alle Einstellungen und experimentellen Datensätze geladen werden können, um vergleichbare und verlässliche Daten erzeugen zu können* 5.2.7. Integration von Software-Algorithmen und eines GPU-basierten Bildentfaltungs-Moduls für die Verbesserung von 3D/4D-Bild-Stapeln* [...] Im Zuge des limitierten Schriftfeldes verweisen wir auf die weiteren Einzelheiten in der Leistungsbeschreibung.