Hochaufgelöste Mikroskopie für die Lebendzell-Diagnostik

BMBF-Projekt FastFibreSIM: Hochauflösende Mikroskop-Bilder bei der Diagnostik lebender Zellen schneller und in einer präziseren Darstellung erhalten.
Grünlich fluoreszierende Zelle in Großaufnahme unter dem Mikroskop. Das Bild ist zweigeteilt: links verschommen, rechts gestochen scharf.

Steigerung der Mikroskop-Auflösung durch strukturierte Beleuchtung (SIM) und numerische Rekonstruktion (vgl. links konventionell/rechts SIM) am Beispiel von dann (blau), RNA (rot) und Aktin-Zellskelettstrukturen (grün) einer Brustkrebszelle (MFC-7). Bild © IPHT Jena

15.09.14

BMBF-Verbundprojekt FastFibreSIM

Gewöhnlich nutzt man die strukturierte Beleuchtung (Structured Illumination Microscopy, SIM), um mikroskopische Aufnahmen von toten Zellen zu erhalten. Dabei erzeugt eine Beleuchtungseinheit, ein Laser, ein Streifenmuster, das über die Probe verschoben wird. Aus den so gewonnenen Bildern rekonstruiert ein Algorithmus ein hochaufgelöstes Bild der Zelle. Die Bildaufnahme nimmt einige Sekunden in Anspruch und kann so Bewegungen lebender Zellen nicht fehlerfrei erfassen.

Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT), der Carl Zeiss Microscopy GmbH, der Fibotec Fiberoptics GmbH sowie der Cairn Research Ltd. arbeiten im Rahmen des Projekts „FastFibreSIM“ daran, die Bildaufnahme- und Rekonstruktionszeit zu verringern und ein anwenderfreundliches System zu erhalten.

Dies wird zum einen dadurch erreicht, dass keine oder nur kleine bewegliche Teile am Mikroskop zur Änderung der Beleuchtungsmuster verwendet werden, wodurch eine schnellere Aufnahme von Bildern erst möglich wird. Zudem soll der Algorithmus für das Prozessieren der Bilddaten dahingehend optimiert werden, dass er schneller wird und Bewegungen der Zelle berücksichtigen kann. Ziel der Forscher ist es, die Rekonstruktion in Echtzeit zu ermöglichen.

Ein Hochauflösungsmikroskop, das dreidimensionale Mehrfarbenbilder lebender Zellen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung ermöglicht, könnte nicht nur neue Horizonte in der Zellbiologie, sondern auch in der biomedizinischen und pharmazeutischen Forschung erschließen. Zudem kann ein robusteres Gerät auch in biomedizinischen Routine-Anwendungen zum Einsatz kommen.

Gefördert wird das Vorhaben im Rahmen der Förderinitiative BiophotonicsPlus: "Biophotonische Geräte für die angewandten Lebenswissenschaften und den Gesundheitssektor". Die gemeinsame Initiative der teilnehmenden Länder und Regionen wird durch die Europäische Kommission unterstützt. Der deutsche Förderanteil von rund 900.000 Euro wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gestellt.

Die Europäische Förderinitiative BiophotonicsPlus zielt darauf, ab Forschungsvorhaben zu stimulieren, die innovative biophotonische Technologien und Methoden in Geräte oder Verfahren überführen, die in der klinischen, medizinischen oder industriellen Praxis Anwendung finden.

  • Projekt: Schnelle Mikroskopie mit strukturierter Beleuchtung zur Lebendzell-Diagnostik (FastFibreSIM)
  • Projektvolumen: 1,2 Mio. € (Deutscher Anteil 0,9 Mio. €, davon ca. 47 % Förderanteil durch das BMBF)
  • Projektlaufzeit: 01.06.2014 bis 31.05.2016
  • Projektpartner: Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT); Carl Zeiss Microscopy GmbH, Jena; Fibotec Fiberoptics GmbH, Meiningen; Cairn Research Ltd. Faversham, Kent, UK

Projektkoordinator

Prof. Dr. Rainer Heintzmann
Leibniz-Institut für Photonische Technologien
Albert-Einstein-Str. 9
07745 Jena
Tel.: 03641 206 431
mailto: rainer.heintzmann@ipht-jena.de

Ansprechpartner Öffentlichkeitsarbeit

Dr. Andreas Wolff
Leibniz-Institut für Photonische Technologien
Tel. 03641 206 035
Fax. 03641 206 044
andreas.wolff@ipht-jena.de

Weitere Informationen

Download Steckbrief BMBF-Verbundprojekt FastFibreSIM (PDF)

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