LITEScope

Multimodale Multiphotonenmikroskopie:
Mit Hilfe nichtlinear optischer Prozesse können biologische Proben auf verschiedene Arten zum Leuchten angeregt werden. Je nach Technik erscheinen dabei unterschiedliche Strukturen unter dem Mikroskop und helfen dem Wissenschaftler, das komplexe System aus verschiedenen Blickwinkeln zu untersuchen und Rückschlüsse auf dessen Vitalität und Umgebung zu ziehen.

Vor allem in bildgebenden, medizinischen Verfahren können diese Methoden große Erfolge einstreichen. Allerdings sind die einzelnen Methoden oft mit hohem technischen Aufwand verbunden. Das führt dazu, dass die meisten Techniken für sich allein oft nicht den entscheidenden Mehrwert im Vergleich zur klassischen Auf- oder Durchlicht-Mikroskopie bringen. Der Goldstandard in der Pathologie ist z.B. immer noch die klassische Histologie mittels konventioneller Lichtmikroskopie. Hier könnte die multimodale Mikroskopie, welche die Stärken mehrerer Methoden synergetisch nutzt, den entscheidenden Durchbruch erzielen. In Kombination mit intelligenten Auswertealgorithmen können beispielsweise Krebsuntersuchungen basierend auf Histologieschnitten ohne aufwendige Präparation und mit gleichbleibender Genauigkeit automatisiert untersucht werden.

Prof. Dr. Thomas Hellerer, Dozent für Physik, Biophotonik und Quanteninformation an der Hochschule München (Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik) will in einem gemeinschaftlichen Forschungsprojekt mit den Partnern FH Vorarlberg und Prospective Instruments ein kostengünstiges und kompaktes Fluoreszenzlebensdauermodul als Teil eines multimodalen Mikroskops entwickeln und in Zusammenarbeit mit den österreichischen Projektpartnern in ein kommerzielles Gerät integrieren.

Fluoreszenzlebensdauer Mikroskopie:
Die Fluoreszenzlebensdauer beschreibt die durchschnittliche Zeit, die Fluorophore in ihren angeregten Zuständen verbleiben, bevor sie in den Grundzustand zurückkehren. Wertet man die Verweildauer statistisch aus und färbt das Bild darauf basierend mit einer Falschfarbendarstellung ein, können dadurch neue Informationsgehalte sichtbar gemacht werden. Die zusätzlich gewonnene Information kann vielfältig genutzt werden und steht in direkter Verbindung mit der biologischen Probe (Sauerstoffgehalt, Konformationsänderungen der Enzyme) und ihrer physiologischen Umgebung (pH-Wert, Temperatur).

Ein wesentliches Problem dieser Technik liegt jedoch in den erheblichen Kosten der benötigten Komponenten, welche eine Integration in ein kostengünstiges Gerät bis jetzt verhindern. Aus diesem Grund will das Labor von Prof. Dr. Thomas Hellerer aus günstigen Teilkomponenten durch geschickte Anordnung und Nutzung verschiedener physikalischer Prozesse ein kompaktes und voll funktionsfähiges FLIM-Modul entwickeln.