Unsere Forschung
Wir entwickeln und erforschen neuartige photonische und spektroskopische Verfahren für die medizinische Diagnostik. Im Mittelpunkt stehen Infektionen und sepsisassoziierte Krankheitsbilder, bei denen schnelle und präzise diagnostische Entscheidungen von zentraler Bedeutung sind. Ziel ist es, molekulare und zelluläre Prozesse von Erregern sowie der Wirtsreaktionen quantitativ zu erfassen und für klinische Anwendungen nutzbar zu machen.
Die Forschungsabteilung Klinisch-Spektroskopische Diagnostik verfolgt einen markerfreien und zerstörungsfreien Ansatz. Optisch-spektroskopische Methoden wie Raman-,Fluoreszenz- und Fluoreszenzlebensdauerspektroskopie sowie Oberflächenplasmonenresonanz und mikroskopische Techniken setzen wir ein, um Krankheitserreger zu charakterisieren, ihre Wechselwirkungen mit Medikamenten zu analysieren und die Reaktion des Wirtes zu untersuchen. Dabei stehen sowohl die Antibiotikasuszeptibilität von Pathogenen als auch komplexe Erreger-Wirt-Interaktionen im Fokus.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Integration dieser Methoden in bioanalytische Chipsysteme. Durch die Kombination von Spektroskopie, Mikrofluidik und automatisierter Analyse entstehen kompakte diagnostische Ansätze, die die Zeit bis zur Diagnose verkürzen und neue Einblicke in die Pathogenese von Infektionen und Entzündungsprozessen ermöglichen. Unsere Forschung führt physikalisch-chemische Charakterisierung und klinische Relevanz zusammen und schafft so methodische Grundlagen für verbesserte diagnostische Verfahren.
Forschungsschwerpunkte
Spektroskopische Analyse
der Wirtsreaktion
Entwicklung und Anwendung spektroskopischer Methoden zur Untersuchung der Wirtsantwort bei Infektionen und entzündlichen Prozessen
Biophotonische Aufklärung von
Pathogenese-Mechanismen
Untersuchung molekularer Mechanismen schwer behandelbarer Infektionen mittels Raman-, IR- und Fluoreszenzspektroskopie sowie mikroskopischer Verfahren
Pathogen–Wirkstoff- &
Pathogen–Wirt-Interaktionen
Optisch-spektroskopische Charakterisierung von Arzneimittel-Pathogen-Wechselwirkungen, insbesondere der Antibiotikasuszeptibilität, sowie von Interaktionen zwischen Erregern und Wirtszellen
Physikochemische Charakterisierung
relevanter Stimuli
Analyse physikochemischer Eigenschaften und spezifischer Wechselwirkungen, etwa von Nanomaterialien, Protein-Hemin-Komplexen oder Wirkstoffen in Trägersystemen
Kooperationen und Netzwerke
Die Forschungsabteilung Klinisch-Spektroskopische Diagnostik ist eng in klinische und translationale Forschungsnetzwerke eingebunden. Eine zentrale Rolle nimmt dabei die Zusammenarbeit innerhalb des Center for Sepsis Control and Care am Universitätsklinikum Jena ein, wo gemeinsame Projekte zur Infektions- und Sepsisdiagnostik umgesetzt werden, sowie im Thüringer Innovationszentrum für Medizintechnik-Lösungen (ThIMEDOP CeTraMed). Die enge Anbindung an die klinische Praxis ermöglicht die Entwicklung und Validierung spektroskopischer Verfahren an realen Proben. Weiterhin ist die Forschungsabteilung Ansprechpartner für das nutzeroffene, breit aufgestellte Infrastruktur im Gerätezentrum Jena Biophotonics and Imaging Laboratory (JBIL).
Innerhalb des Leibniz-IPHT besteht eine enge Vernetzung mit der Forschungsabteilung Spektroskopie/Bildgebung, insbesondere im Bereich der Instrumentierung und der Entwicklung neuer Standardarbeitsprotokolle für translationale Anwendungen. Ergänzend arbeitet die Abteilung eng mit der Forschungsabteilung Photonic Data Science zusammen, die komplexe statistische Auswertungen spektroskopischer Messdaten – insbesondere aus klinischen Studien – sowie die statistische Planung von Methodenvalidierungen unterstützt.
Am Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung (LPI) bringt die Forschungsabteilung ihre Expertise in der markerfreien, optisch-spektroskopischen Analyse von Pathogenen und Wirtsreaktionen ein. Die Arbeiten leisten einen Beitrag zur Entwicklung schneller diagnostischer Ansätze und zur Überführung photonischer Methoden in klinisch relevante Anwendungen.
Durch diese Vernetzung verbindet die Forschungsabteilung Grundlagenforschung, Methodikentwicklung und klinische Anwendung im Kontext der Infektionsforschung.
Ausgewählte Projekte
Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung
LPI: Forschungsinfrastruktur für lichtbasierte Diagnostik und neue Therapieansätze bei Infektionskrankheiten
Schnellere Tests auf bakterielle Infektionen anhand von Urinproben
Thüringen Verbund RUnfAST: Parallelisierbare konfokale Raman-Sensorik für die Urindiagnostik
Plasmonische Assays zur Analyse der Virus-Rezeptor-Bindung
Entwicklung und Optimierung plasmonischer Assays zur Charakterisierung der Bindung von Viren
Aktuelle Publikationen