Eine Bewerbung hat gereicht

Stefan Arnold ist sehr zufrieden mit seiner Anstellung bei Sensirion, die er innerhalb kürzester Zeit bekommen hat

 

Stefan Arnold hat bereits an der Universität Basel Nanowissenschaften studiert, bevor er seine Doktorarbeit an der SNI-Doktorandenschule absolvierte. Er hat im Rahmen dieser Arbeit am C-CINA des Biozentrums eine Plattform entwickelt, mit der Proteine einzelner Zellen vollautomatisch für die Analyse aufgearbeitet werden können. Zwei Patente, vier Publikationen und die Beteiligung an zwei Nano-Argovia-Projekten waren wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Dissertation. Die Bewerbungsphase im Anschluss daran war für Stefan Arnold kurz und schmerzlos. Nur drei Wochen nachdem er auf der Website der Sensirion AG (Stäfa) eine interessante Stelle entdeckt hatte, bekam er die Zusage für diese erste Anstellung als Junior-Projektleiter.

Aus Fribourg nach Basel
Es waren vor allem die Fächer Biologie und Physik, die Stefan Arnold in seiner Schulzeit interessierten. Nach der Matura hörte er von dem Nanostudiengang in Basel, kam aus seiner Heimatstadt Fribourg zum Infotag der Universität und begann kurzentschlossen 2006 mit dem Nanowissenschaftsstudium. Wie so vielen anderen Studenten der Nanowissenschaften gefiel ihm vor allem der gute Zusammenhalt und die familiäre Atmosphäre. Als weiteres Highlight erwähnt er die praktischen Arbeiten in den Blockkursen, die einen guten Einblick in die Arbeit verschiedener Forschungsgruppen gewährten.

Projektarbeit am C-CINA
Entscheidend für seinen weiteren Weg war die zweite Projektarbeit, die ihn in die Gruppe von Dr. Thomas Braun am C-CINA (Biozentrum) führte. Er sollte da in Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Dr. Andreas Hierlemann vom Departement für Biosysteme der ETH in Basel einen Mikrofluid-Chip zur Aufarbeitung von Zellen entwickeln. «So wie wir das gedacht hatten, funktionierte der Chip allerdings nicht», berichtet Stefan Arnold. «Nach einer Internet-Recherche kam mir die Idee, ein System mit Mikrokapillaren für die Aufarbeitung einzelner Zellen zu entwickeln.» Thomas Braun war schnell davon zu überzeugen, dass dies ein schönes Thema für eine Masterarbeit sei und so begann Stefan mit dem Aufbau eines Prototypen, mit dessen Hilfe Proteine aus einzelnen Zellen isoliert werden konnten. Nach abgeschlossener Masterarbeit kehrte er Basel den Rücken, um am CSEM in Graubünden für neun Monate ein Forschungspraktikum zu absolvieren. Gerade als er sich Gedanken über den nächsten Schritt machte, wurde die SNI-Doktorandenschule gegründet und von Thomas Braun kam das Angebot, für eine Dissertation am SNI zurück nach Basel zu kommen.

Bekanntes Thema, neuer Anfang
Im Rahmen der Doktorarbeit begann Stefan zunächst eine Mikrofluidplattform für die Isolation von Nanokristallen zu entwickeln. Verschiedene Probleme liessen ihn diesen Ansatz jedoch beenden und so kehrte er wieder zurück zur Einzelzellanalyse, die ihn schon für die Masterarbeit beschäftigt hatte und ihn nach wie vor begeisterte. «Ich habe das Set-up komplett neu entwickelt – das Liquid Handling optimiert, viele Arbeitsschritte automatisiert und zwei neuartige Präparationsmethoden für die Elektronenmikroskopie entwickelt und implementiert. Dabei hatte ich grossen Spass an dieser Ingenieursarbeit», erinnert er sich. Nach vier Jahren Entwicklungsarbeit steht dem Team dank dieses Engagements nun ein kompaktes, gut funktionierendes, weitreichend automatisiertes System zur Verfügung. Dabei werden die Zellen, deren Proteine untersucht werden sollen, in einer Zellkultur gezüchtet. Unter dem Lichtmikroskop können einzelne Zellen gezielt ausgewählt werden, über ein elektrisches Feld wird die Zellmembran durchlässig gemacht und eine Mikrokapillare saugt sekundenschnell den gesamten Zellinhalt in wenigen Nanolitern auf. Je nach geplanter Analyse wird dieses Lysat dann auf bestimmte Objektträger aufgebracht und weiter behandelt.

«Anders als bei der Aufarbeitung einer ganzen Zellkultur bekommen wir mit diesem Ansatz einen genauen Überblick über den Inhalt einzelner Zellen. Zudem sind die Zellen einem geringeren Stress ausgesetzt, da sie Sekunden vor der Aufarbeitung noch in ihrem Zellverbund leben und miteinander agieren», erläutert Stefan Arnold.

Um die Proteine einzelner Zelle auch für die Kryo-Elektronenmikroskopie vorzubereiten, wurde das System so weiterentwickelt, dass der Objektträger automatisiert in flüssiges Ethan getaucht wird. „Kurz gesagt habe ich Jacques Dubochets geniale Idee zum Vitrifizieren von Flüssigkeit, für welche er erst kürzlich den Nobelpreis in Chemie erhalten hat, einfach miniaturisiert und automatisiert“, erklärt Stefan Arnold. Um diese Entwicklung zu schützen, hat Stefan zusammen mit seinen Kollegen zwei Patente eingereicht. Zum einen haben sich die Forscher das System patentieren lassen, mit dem sie die Schichtdicke der aufgetragenen Probe kontrollieren können, zum anderen erschien ihnen die spezifische automatisierte Probenvorbereitung für die Kryo-Elektronenmikroskopie schützenswert.

Seine Expertise war auch beim Nano-Argovia-Projekt SCeNA gefragt, bei dem er sein bestehendes Set-up mit weiteren Analysemethoden kombinierte. So wurden in Zusammenarbeit mit Dr. Gregor Dernick von F. H. Hoffmann-La Roche und Dr. Christian Berchtold von der FHNW zwei neue Plattformen entwickelt, um den Inhalt einzelner Zellen mittels Protein Microarrays und Massenspektrometrie zu analysieren.

Schneller als gedacht
Im März 2017 schloss Stefan Arnold als zweiter Doktorand der SNI-Doktorandenschule seine Arbeit erfolgreich ab. Im Nano-Argovia-Projekt MiPIS wollte er als Postdoc noch maximal ein Jahr weiter am C-CINA bleiben. «Ich hatte noch Spass an der Arbeit und die Sommer in Basel sind immer schön», blickt er zurück. Im August begann er sich aber doch schon einmal umzuschauen, was für Jobs interessant sein könnten. Auf der Sensirion Webseite stiess er auf eine Stellenanzeige, die ihn interessierte. «Sensirion kannte ich schon ganz gut, da wir im 2. Semester des Studiums die Firma besucht haben und ich dann später auch Studenten bei dieser Exkursion zu Sensirion immer wieder begleitet habe», erzählt Stefan. «Da ich während meiner Diss einige «transferable skills» Kurse an der Uni Basel belegt habe, war es keine Sache meinen Lebenslauf fertig zu stellen und ein gutes Motivationsschreiben aufzusetzen.» Eine Woche nachdem er die Bewerbung abgeschickt hatte, kam bereits die Einladung für ein erstes Interview. «Ich wurde danach sehr zügig zu einer zweiten Runde gebeten und als ich von diesen Gesprächen nach Hause kam, hatte ich schon eine Zusage.»

Alles passt
Seit November ist Stefan Arnold jetzt als Junior-Projektleiter in der Entwicklungsabteilung Liquid Flow Products bei Sensirion in Stäfa angestellt. Er ist dort beispielsweise daran beteiligt, einen Einweg-Durchflusssensor zu entwickeln, der die Flussrate von Flüssigkeit in einem Kanal präzise misst.

«Solch ein Sensor könnte eingesetzt werden, um bei einer Infusion die Medikamentenabgabe genau und in Echtzeit zu messen», erklärt Stefan. Daneben würde der Sensor auch das Vorbeiziehen von Luftblasen registrieren und ob die Infusion tastsächlich in den Blutkreislauf gelangt. «Es macht grossen Spass, an der Schnittstelle zwischen Forschung und Produkt zu arbeiten», bemerkt er.

Schon während seiner Doktorarbeit hat es ihn motiviert, ein Produkt vor Augen zu haben, und so spornt es ihn auch jetzt an, innovative Geräte zu entwickeln, die für die Kunden von Interesse sind. Neben den spannenden wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen stimmt für den 32-jährigen Nanowissenschaftler bei dieser ersten Anstellung nach der Doktorarbeit alles: das Team, die gute Zusammenarbeit, die Firmenkultur bei Sensirion und natürlich auch die wunderschöne Umgebung in Stäfa, die für die Freizeit keine Wünsche offen lässt.