Mikroskopie

Mithilfe moderner mikroskopischer Methoden wie der Strukturierten Beleuchtung (SIM) und der stochastischen optischen Rekonstruktions-Mikroskopie (STORM) lassen sich biomedizinische Mechanismen im Submikrometerbereich sichtbar machen. Die Entwicklung neuer Methoden und Instrumente für die Lichtmikroskopie und die Weiterentwicklung bekannter Techniken sind Arbeitsschwerpunkte unserer Forschungsabteilung. Dabei machen wir es uns zunutze, dass Licht sich ideal als zerstörungsfreier Sensor eignet, um Methoden zu entwickeln, Materialien zu charakterisieren und Lebensprozesse zu untersuchen. Enge Kooperationen mit biologischen und medizinischen Forschungsgruppen ermöglichen die individuelle und anwendungsorientierte Optimierung mit dem Ziel, biomedizinische Vorgänge besser zu visualisieren und somit zu verstehen. Damit einher geht die Entwicklung computergestützter modelbasierter und maschinell lernender Bildrekonstruktionsverfahren basierend auf Programmen wie Matlab, Python, Julia und auf GPU- (graphics processing unit) Programmierung. 

Nanoskopische Strukturen in der Materie zeigen sehr oft eine anisotrope Wechselwirkung mit polarisiertem Licht, was wir uns mittels Fluoreszenzpolarisationsmikroskopie und komplementären markerfreier IR-spektroskopischen Bildgebungsverfahren für Untersuchungen in den Lebenswissenschaften mit Schwerpunkt auf infektionsbezogener Forschung zunutze machen.

Wir nutzen moderne Techniken, wie z.B. Mikroskopie mit räumlicher Auflösung jenseits des Abbe-Beugungslimits, und arbeiten an der Entwicklung von günstigen, aber leistungsstarken Mikroskopen für Ausbildung und Forschung unter Verwendung von modernen 3D-Druck-Verfahren, sowie an Algorithmen zur Bildauswertung. Mit quelloffenen Smartphone-gestützten Mikroskopen wie dem cellSTORM oder dem modularen optischen Baukasten System „UC2“ (You. See. Too.), versuchen wir den Zugriff auf Hochleistungsinstrumente einem breiten Publikum zu ermöglichen und die Reproduzierbarkeit von biologischen Experimenten zu erhöhen.