SELFLED
Selektive Fluoreszenzmikroskopie von Einzelzellen auf Basis hochintegrierter MikroLED-Arrays
Motivation
Die Untersuchung von vereinzelten biologischen Zellen deckt wichtige Zelleigenschaften und Wechselwirkungen auf. Der große Aufwand schränkt solche Untersuchungen in aller Regel auf ca. 1000 vereinzelte Zellen ein, die jeweils in kleinen Näpfchen gelagert werden. Durch Automatisierung und Miniaturisierung wird die Untersuchung von mehr als 100.000 Zellen auf der Grundfläche eines Mikroskop-Objektträgers möglich. Dabei spielt Fluoreszenzmikroskopie eine wesentliche Rolle: durch Einfärben der Zellen mit fluoreszierenden Farbstoffen können diese einfach erkannt und beobachtet werden. Hochauflösende und langfristige Beobachtungen führen dabei jedoch zum Ausbleichen der Farbstoffe und Zellstress und damit zu verfälschten Versuchsergebnissen.
Ziele und Vorgehen
Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist eine neuartige Beleuchtungseinheit für die Fluoreszenzmikroskopie, die eine kontrollierte und überwachte Bestrahlung der Zellen ermöglicht und negative Einflüsse minimiert. Dafür werden in der Emissionswellenlänge einstellbare MikroLEDs und in Glas geprägte Mikrooptiken zu einem kompakten System kombiniert. Als Anwendungsbeispiel wird die Interaktion von Immunzellen mit Krebszellen untersucht. Dabei hat die zeitliche Auflösung einen großen Einfluss auf die Aussagekraft der Untersuchungen, da Immunzellen sehr mobil sein können. Die zeitliche Auflösung soll deutlich verbessert werden, ohne die Belastung der Zellen durch die Beleuchtung zu steigern.
Innovation und Perspektiven
Das Beleuchtungssystem kombiniert durchstimmbare MikroLEDs und Glassubstrate mit optischen und elektrischen Funktionen in einer miniaturisierten Einheit. Die Anwendung im Bereich Zelluntersuchungen demonstriert die Flexibilität und Miniaturisierung der Lösungen und erlaubt neue Ansätze in Mikroskopie, Konsumentenelektronik und Sensorik.
