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Forschergruppe Klinisch-Spektroskopische Diagnostik

Wissenschaftliches Profil

Die Forschungsgruppe Klinisch-Spektroskopische Diagnostik erforscht und entwickelt neuartige spektroskopische Werkzeuge und Verfahren für die medizinische Diagnostik und die Charakterisierung physiologischer Wechselwirkungen mit besonderem Fokus auf Infektion und Sepsis. Optisch-spektroskopische Methoden werden entwickelt und angewendet, um den Erreger zu charakterisieren, seine Wechselwirkung mit Medikamenten und mit dem Wirt aufzuklären und die Reaktion des Wirtes aufzuzeigen. Markerfreie, zerstörungsfreie photonische Verfahren werden in bioanalytische Chipsysteme integriert mit dem Ziel, die Zeit für die Diagnose direkt aus der Patientenprobe zu verkürzen und neue Erkenntnisse über die Pathogenese von Infektionen und Entzündungsprozessen zu gewinnen. 

Die Projekte werden in Zusammenarbeit mit dem Center for Sepsis Control and Care, einem integrierten Forschungs- und Behandlungszentrum am Universitätsklinikum Jena, durchgeführt und zielen darauf ab, die Multiskalenspektroskopie auf den medizinischen Bedarf zu übertragen.

Forschungsthemen

Synergien zwischen der technologisch-spektroskopischen Expertise und den leistungsfähigen Schlüsseltechnologien, die am Leibniz-IPHT etabliert und verfügbar sind, sowie die Nähe zu den klinischen Proben werden genutzt, um biomedizinische Bildgebung und spektroskopische Charakterisierung physiologischer Wechselwirkungen während der Infektion auf mehreren Skalen durchzuführen:

- Erforschung neuartiger optisch-spektroskopischer Ansätze zur Charakterisierung von Arzneimittel-Pathogen-Interaktionen (Antibiotikasuszeptibilität) sowie von Krankheitserreger-Wirt-Interaktionen,

- Entwicklung von spektroskopischen Methoden zur Charakterisierung der Wirtsreaktion bei Infektionen und anderen Krankheiten, 

- Aufklärung von Pathogenesemechanismen bei schwer zu behandelnden Infektionen mit Raman-, IR- und Fluoreszenzspektroskopie und mikroskopischen Techniken.

 

Adressierte Anwendungsbereiche

Die neuen biophotonischen Methoden eröffnen neue Wege für die markerfreie und zerstörungsfreie Charakterisierung biologischer und funktioneller Moleküle, Partikel, Zellen und Gewebe, die in neuartige, auf optischer Spektroskopie basierende Diagnosewerkzeuge und -methoden sowie Forschungswerkzeuge zur Erforschung und Aufklärung von Krankheits- und Pathogenitätsmechanismen implementiert werden können. 

- Identifizierung von Krankheitserregern und deren Resistenzmuster direkt aus der Patientenprobe für eine frühzeitige therapeutische Entscheidung.

- Spektroskopisches Hämogramm, das Aktivierungszustände von Leukozyten direkt aus dem peripheren Blut aufzeigt.

- Gewinnen neuer Erkenntnisse über Pathogenesemechanismen durch biophotonische Charakterisierung von Zellen und Gewebe.

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Schnelltest diagnostiziert Antibiotika-Resistenzen
Multiresistente Keime sind eine wachsende Bedrohung. Bisher gut behandelbare Infektionen können lebensbedrohlich verlaufen. Ein neuartiger Schnelltest gibt innerhalb von dreieinhalb Stunden Auskunft darüber, welches verfügbare Antibiotikum im konkreten Fall noch wirksam ist.