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Raman- und IR-spektroskopische Analytik
Die Arbeitsgruppe befasst sich mit der Anwendung von Raman- und Infrarot-Spektroskopie, um Zellen und Gewebe zu charakterisieren. Dafür werden die Spektrometersysteme mit Mikroskopen, faseroptischen Sonden oder Mikrofluidikchips gekoppelt. Darüber hinaus werden Nanopartikel zur Signalverstärkung und Verfahren zur Bildgebung eingesetzt. Die Daten werden mit leistungsstarker Chemometrie ausgewertet. Die Ergebnisse werden mit dem histopathologischen Goldstandard validiert. Gemäß dem IPHT-Motto „Photonics for Life“ ist das Ziel der Gruppe, gemeinsam mit Medizinern die Methoden für eine verbesserte Gesundheitsversorgung in die Klinik zu überführen.
Raman-Images von Hirntumor-Dünnschnitten in wässrigem Puffer. Der Farbkode stellt die Konzentration von Lipiden (grün), Nukleinsäuren in Zellkernen (blau), Proteinen (rot), Cholesterinester (magenta) und Puffer (hellblau) dar.
Raman-Images von Makrophagen. Der Farbkode stellt die Nukleoli in Zellkernen (blau), Zytoplasma (grün) und Lipidtropfen (rot) dar. Der Lipidgehalt nimmt von links nach rechts zu.
Images mittels optischer photothermischer Infrarot-Mikroskopie: Der Kontrast zeigt Lipidaggregate (rot) im proteinreichen Blasengewebe (grün) von einem Blasentumor-Gewebeschnitt (A), sowie den Zellkörper (blau) mit subzellulären Details (Zellkern, Zellnukleolus, rot umrandet) umgeben von Glycogen-Akkumulationen (grün) von einer mesenchymalen Stammzelle (B)
Forschungseinblicke
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Forschungsthemen
- Raman-mikroskopisches Imaging mit subzellulärer Auflösung
- Raman-Spektroskopie mit faseroptischen Sonden
- Autofluoreszenz-Unterdrückung in der Raman-Spektroskopie
- FTIR-Imaging in Transmission und Reflexion
Langjährige Erfahrungen in der Probenpräparation und die Infrastruktur sind vorhanden, um bioanalytische Untersuchungen an Zell- und Gewebeproben durchzuführen. Kalibrierung der Instrumente ermöglicht, Messserien unter reproduzierbaren Bedingungen aufzunehmen.
Anwendungsbereiche
- Innovative Einzelzelldiagnostik als flüssige Biopsie, um Tumorzellen zu identifizieren, die in Körperflüssigkeiten von Krebspatienten zirkulieren.
- Raman- und Infrarot-Imaging von Dünnschnitten als markerfreies, molekulares Kontrastverfahren, um pathologisches Gewebe von Kontrollproben zu unterscheiden.