Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Nanoskopie mit wiederholbaren Speckle-Mustern zur 3D-Rekonstruktion

In NanoSpeck3D soll ein kompaktes und kostengünstiges Mikroskopiemodul entwickelt werden, dass Intravitalmikroskopie mit < 50 nm lateraler und < 100 nm axialer, sowie 1 Hz zeitlicher Auflösung in einem ausgedehnten Volumen und ohne chemisch-toxische Vorbereitung der Probe ermöglicht. Grundlage soll die strukturierte Beleuchtung der Probe mit mehreren, wiederholbaren überlagerten statistischen Mustern verschiedener Wellenlänge sowie die nichtlineare Antwort der Fluorophore sein. Dadurch käme es zu einer drastischen Reduktion der Phototoxizität, was insbesondere für in vivo Mikroskopie erforderlich ist. Somit könnten biologische Signalprozesse und dynamische Zell-Organellen in Echtzeit über lange Beobachtungsdauern 3D-hochaufgelöst dargestellt werden, wie z. B. dynamische Plastizitätsprozesse in Neuronen. Auch die unmittelbaren Auswirkungen von z. B. pharmakologischen Interventionen solcher Signalwege würden untersuchbar werden, was direkte Implikationen für die Erforschung verbesserter Therapieansätze hätte, z. B. bei Autoimmunerkrankungen des Gehirns. Alle genannten Anwendungen sind sowohl für die mikroskopische Grundlagenforschung, in der Applikation insbesondere für die Lebenswissenschaften, als auch translational für die Entwicklung von Diagnose- und Therapieverfahren relevant, sodass für alle interessierten Unternehmen aus den Sparten der Komponentenhersteller und OEM Spezialisten (überwiegend KMUs), sowie Mikroskop-Hersteller ein hoher Nutzen und Verwertungspotential des zu entwickelnden Moduls bestehen. Biotechnologie- und Pharmaunternehmen profitieren von dessen Anwendung. Insbesondere für Anwender von Standard-Mikroskopen, die ein vorhandenes System durch ein derartiges Modul aufwerten wollen, ist das hier angestrebte Konzept interessant und birgt so zusätzlich ein hohes Verwertungspotential, insbesondere für KMUs, a im Vergleich zu existierenden Komplettlösungen ein günstigeres Kostensegment erschlossen wird.