Dem Leben in der Zelle auf der Spur

Kurz „FLIM“ – für Wide-field Fluorescence Lifetime Imaging Micros-copy (FLIM) – heißt eine neue Technologie, die fasziniert. Sie erlaubt detaillierte Einblicke in die Funktionsweise lebender Zellen und wird vor allem in der Biotechnologie angewendet. Mit ihr lässt sich beobachten, wie Mikroorganismen wachsen oder wie die Photosynthese in Pflanzen abläuft.

Die bisher sehr aufwendige und teure Technologie konnte von Wissenschaftlern der Universitätsmedizin Göttingen durch Einsatz einer Log-In Kamera und einem speziellen Detektionsverfahren so weiter entwickelt werden, dass sie anwendungsfreundlich und kostengünstig wird.

Die zum Patent angemeldete Erfindung hat jetzt einen renommierten Partner bekommen. Das weltweit tätige Unternehmen Carl Zeiss MicroImaging GmbH konnte von der Göttinger Patentverwertungsgesellschaft MBM ScienceBridge GmbH als Vertragspartner für die Universitätsmedizin Göttingen gewonnen werden.

„Unsere Erfindung macht die FLIM-Technologie anwendungsfreundlicher und daher breiter verfügbar. Wegen ihrer aufwendigen Technik wird diese Methode bisher nur in wenigen spezialisierten Laboren eingesetzt“, sagt Prof. Dr. Fred Wouters, Leiter einer Forschungsgruppe in der Abteilung Neuro- und Sinnesphysiologie (Direktor: Prof. Dr. Diethelm W. Richter) der Universitätsmedizin Göttingen. Kernstück seiner Erfindung ist eine spezielle Log-In Kamera. Diese wird nun von Zeiss ent-wickelt.

„Die Kamera wird künftig einfacher zu bedienen und um vieles billiger sein als herkömmliche Lösungen. Dazu ist sie wegen des neuen patentierten Detekti-onsvorganges um vieles schneller. Dies ist für die Erforschung zellulärer Prozesse ein entscheidender Vorteil.“ Wouters weiter: „Durch die neue Technik könnten sich neue Perspektiven für eine breite Anwendung der FLIM Mikroskopie eröffnen, sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der Arzneimittelforschung.“

FLIM ist eine in den 90er Jahren entwickelte Bildgebungstechnologie im Bereich der Mikroskopie, um lebende Zellen und insbesondere die zelluläre Maschinerie zu studieren. FLIM erlaubt Messungen in lebenden Zellen und unter biochemischen (natürlichen) relevanten Bedingungen. Möglich macht dies eine neue Bildgebung und der Einsatz von chemischen und genetisch kodierbaren Fluoreszenzfarbstoffen. Mit dieser Methode erhoffen sich die Wissenschaftler, das Verständnis für die Funktionsweise der Zelle zu vertiefen.

FLIM-Methode und die Verbesserung
Die FLIM-Methode beruht auf der Verzögerung zwischen der Messung der Emission und der Anregung. Hierbei sind die gemessenen Signale direkt von der Fluoreszenz-Lebensdauer (fluorescence lifetime), also dem Abklingverhalten der ange-regten Emission, abhängig. Aus den Ergebnissen der lifetime Messung kann auf das Vorhandensein und die Mengen der zugehörigen Fluoreszensfarbstoffe ge-schlossen werden. Dies wiederum erlaubt Rückschlüsse auf z.B. mit den Fluores-zensfarbstoffen assoziierte Proteine. Die Messung der Lebensdauer bedarf bei herkömmlichen, zumeist scannenden Verfahren einer aufwendigen, teuren und schwer zu handhabenden Apparatur. Dies verhinderte eine breite Einführung der Methode. Die durch Prof. Dr. Fred Wouters und Dr. Alessandro Esposito verbesserte nicht-scannende („wide-field“) und dadurch schnelle FLIM-Technologie ermöglicht nun eine zuverlässige, kostengünstige und verbesserte quantitative Messung. Sie ist zudem unempfindlicher gegenüber störenden Einflüssen.

Die MBM ScienceBridge GmbH agiert für insgesamt acht niedersächsische Hochschulen und wissenschaftliche Einrichtungen als Mittler zwischen Erfindern, Patentanwälten und Industriepartnern. Das aktuelle Portfolio enthält innovative Projekte aus den Bereichen der Medizintechnik, Biotechnologie, Messtechnik, Chemie, Physik sowie den Forst- und Agrarwissenschaften.

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