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Multimodale Instrumentierung
Die Arbeitsgruppe ‘Multimodale Instrumentierung’ beschäftigt sich mit der anwendungsorientierten Erforschung und Entwicklung neuer, auf der Raman-Spektroskopie basierender optischer Systeme und faseroptischer Sonden. Diese Technologien finden vorrangig Anwendung in der Grundlagenforschung sowie in der medizinischen Diagnostik, sowohl ex vivo als auch in vivo, und in der industriellen Prozessanalytik.
Ein Hauptaugenmerk der Gruppe liegt auf der Entwicklung von Systemen für die Hochdurchsatz-Screening-Raman-Spektroskopie (HTS-RS), die speziell für die effiziente und präzise Analyse von Zellen konzipiert sind. Diese Technologie ermöglicht es, einen hohen Probendurchsatz mit detaillierten molekularen Informationen zu kombinieren, was sie zu einem wertvollen Werkzeug für die biomedizinische Forschung und Diagnostik macht. Durch die Kombination mit anderen optischen Modalitäten kann ein präziserer Einblick in die intrazellulären Veränderungen von Eukaryoten ermöglicht werden.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeitsgruppe ist das Raman-Sonden-basierte System invaScope, das speziell für die Spektroskopie-basierte Diagnostik von Krankheiten in vivo entwickelt wurde. Das invaScope ermöglicht es Ärzten und Forschern, präzise diagnostische Informationen direkt am Patienten zu sammeln, was die Früherkennung und Behandlung von Krankheiten in der Zukunft verbessern könnte. Das System wurde gemäß den Vorgaben der MDR 745/2017 und den relevanten Normen entwickelt und dokumentiert und erlaubt es, Raman-Spektren in vivo in Patienten zu erfassen.
Die interdisziplinäre Arbeitsgruppe vereint Experten aus den Bereichen Medizintechnik, Physik, Photonik und Ingenieurwissenschaften, um die Grenzen der Raman-Spektroskopie zu erweitern. Durch die enge Zusammenarbeit mit akademischen und industriellen Partnern wird angestrebt, den Transfer unserer Technologien in praktische Anwendungen zu beschleunigen und zukünftig eine verbesserte Diagnostik zu ermöglichen. Zukünftige Ziele umfassen die Weiterentwicklung der Raman-basierten Technologien, um noch effizientere, präzisere und patientenfreundlichere Diagnoseverfahren zu ermöglichen.
Endoskopische faseroptische Sonde für die in vivo Raman-Spektroskopie, entworfen und entwickelt von der Gruppe Multimodalen Instrumentierung
Klinische in vivo-Anwendungen der Raman-Plattform, die von der Gruppe Multimodalen Instrumentierung entwickelt wurden
Hochdurchsatz-Screening-Raman-Spektroskopie-Plattform für markierungsfreie Cellomics
Forschungsthemen
Entwicklung von optischen Instrumenten für die Hochdurchsatz-Raman-Spektroskopie, Endoskopie-Raman-Sonden, endoskopische Piezo-basierten multimodalen Sonden, Raman-Bildgebungssysteme und Fluoreszenzmikroskopie.
Implementierung von Raman-Screening-Plattformen mit hohem Durchsatz für die Charakterisierung von Zellen.
- Implementierung der Fähigkeit lebender Zellen zur Echtzeitüberwachung von Zellreaktionen
- Kombination der Raman-Mikroskopie mit der quantitativen Phasenabbildung
- Entwicklung eines Glykogen-Assays auf Raman-Basis
- Charakterisierung dern Wechselwirkungen zwischen Wirkstoff und Zelle
- Intrazelluläre Lipidbiologie und intrazelluläre Lipidomik
Entwicklung von scannenden und nicht scannenden endoskopischen Sonden für die medizinische Diagnostik und industrielle Verarbeitung
- Entwicklung einer diagnostischen faseroptischen Sonde, für die Raman-Spektroskopie und OCT (optische Kohärenztomographie, Raman-Bildgebung unter Verwendung einer faseroptischen Sonde, die auf der computerbildbasierten Beurteilung von Positionsinformationen und der gleichzeitigen Erfassung spektroskopischer Informationen basiert.
- Entwicklung von faseroptischen Sonden für In-vivo-Anwendungen
Anwendungsbereiche
Medizinische Anwendung in vivo:
- Entwicklung einer medizinischen Raman-Plattform für die klinische Diagnostik zur In-vivo-Erfassung von Raman-Spektren. Die zugehörige faseroptische Raman-Sonde kann in Kombination mit einem Endoskop mit Arbeitskanal, z. B. einem Zystoskop, eingesetzt werden.
- Zellforschung (Krankheitsdiagnose, Arzneimittel - Zellinteraktionen).
- Raman-basierte Assays
- Pharmazeutische Anwendungen
- Charakterisierung des Herzgewebes und Lokalisierung von fibrotischen Streifen