Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope – „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Eine 3D-LED aus Galliumnitrid LED im Rasterelektronenmikroskop Johannes Ledig/TU Braunschweig
Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben sich eine Anwendung herausgegriffen. Zum Projektende sollen anhand medizinischer Laboruntersuchungen Zellveränderungen veranschaulicht werden, die bei idiopathischer Lungenfibrose, kurz IPF, auftreten.
Diese Zellveränderungen können mit dem neuen Mikroskop im Inneren der lebenden Zellen und in Echtzeit beobachtet werden. Bei IPF handelt es sich um eine aggressive und schnell fortschreitende Lungenkrankheit, der weltweit jährlich 0.5 Mio Menschen zum Opfer fallen.
Die neuen Mikroskope werden kostengünstig und einfach benutzbar sein. Dies wird Forschung z.B. in der Medizin, der Biologie und Biotechnologie sowie vielen anderen Fachgebieten unterstützen und beschleunigen.
Auch für Entwicklungsländer wird das kompakte Mikroskop sehr interessant werden, da dann direkt vor Ort kostengünstige höchstauflösend mikroskopiert werden kann, um zum Beispiel Krankheitserreger zu identifizieren. In nicht allzu ferner Zukunft könnten ChipScope-Mikroskope auch in Consumer Electronics eingebaut werden, so wie heute die Smartphone-Kameras.
Warum neue optische Mikroskope?
Was wir heute mit konventionellen optischen Mikroskopen sehen können, wird von physikalischen Gesetzen, genauer gesagt der Wellenlänge des Lichts, limitiert. Sie beträgt circa ein halbes tausendstel Millimeter.
Zellbestandteile, DNA-Moleküle oder Proteine sind jedoch wesentlich kleiner und können daher mit diesen konventionellen Mikroskopen nicht beobachtet werden.
Anspruchsvolle Projektziele
Im Forschungsprojekt ChipScope soll eine neue Generation optischer Mikroskope zur Erforschung der Nanowelt realisiert werden. Ziel ist es, sehr kleine LEDs mit nur 50 Nanometern Durchmesser, das ist tausendmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haars, zu entwickeln und als Lichtquellen für ein neues Mikroskop zu verwenden.
Der grundlegende Unterschied zu konventionellen optischen Mikroskopen besteht darin, dass die Beleuchtung durch extrem kleine, individuell ansteuerbare Lichtquellen erfolgt, und nicht mittels eines breiten Beleuchtungsfeldes und winzigen Detektoren in der Kamera. Dies ermöglicht die Rekonstruktion eines Durchlichtbildes und somit hochauflösende optische Mikroskopie in Echtzeit von extrem kleinen Strukturen wie Bakterien oder von Vorgängen innerhalb lebender Zellen.
Hoch spezialisiertes, interdisziplinäres Projektteam
Das ChipScope-Projekt läuft von Januar 2017 bis Dezember 2020. Partner sind kleine und mittelere Unternehmen, Universitäten und Forschungsinstitute aus fünf europäischen Ländern: Die Technische Universität Braunschweig, die Universität Tor Vergata in Rom, die Firma Expert Ymaging in Barcelona, das Austrian Institute of Technology AIT in Wien, die Medizinische Universität Wien sowie die Schweizerische Forschung für mikrotechnische Forschung FSRM. Koordiniert wird das Projekt von der Universität Barcelona.
Kontakt
Dr. Thorben Dammeyer
LENA-Geschäftsführer
Technische Universität Braunschweig
Institut für Halbleitertechnik
Hans Sommer Straße 66
38106 Braunschweig
Tel.: 0531 391-3801
t.dammeyer@tu-braunschweig.de
www.tu-braunschweig.de/mib/lena
https://magazin.tu-braunschweig.de/pi-post/entwicklung-miniaturisierter-lichtmik…
https://www.tu-braunschweig.de/mib/lena
https://www.tu-braunschweig.de/mib/lena/quanomet
https://www.tu-braunschweig.de/iht
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik
Kennzeichnend für die Entwicklung medizintechnischer Geräte, Produkte und technischer Verfahren ist ein hoher Forschungsaufwand innerhalb einer Vielzahl von medizinischen Fachrichtungen aus dem Bereich der Humanmedizin.
Der innovations-report bietet Ihnen interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Bildgebende Verfahren, Zell- und Gewebetechnik, Optische Techniken in der Medizin, Implantate, Orthopädische Hilfen, Geräte für Kliniken und Praxen, Dialysegeräte, Röntgen- und Strahlentherapiegeräte, Endoskopie, Ultraschall, Chirurgische Technik, und zahnärztliche Materialien.
Neueste Beiträge

Vorbild Miesmuschel: Druckbarer Klebstoff für Gewebe und Knochen
Hüftimplantate aus Titan halten nicht ewig. Sie lockern sich früher oder später und verlieren ihren Halt im Knochen, da sich dieser mit der Zeit zurückbildet. Forschende am Fraunhofer IAP haben…

Drohnen schützen Windräder vor Vereisung
Feuchte Kälte ist der Feind der Windkraft. Wenn die Rotorblätter eine Eisschicht ansetzen, kann dies zu Unwuchten bei der Rotation und damit zu erhöhtem Verschleiß führen. Die Anlagen müssen dann…

ROP-Signalweg: Ursprung an der Schwelle zur Mehrzelligkeit
Pflanzen regulieren ihre Entwicklung mit einer besonderen Gruppe molekularer Akteure. ROP-Proteine, eine Gruppe pflanzenspezifischer Proteine, steuern die Bildung von Pflanzengewebe. Hugh Mulvey und Liam Dolan vom GMI zeigen nun, dass…