Arbeitsgruppe Biomedizinische Bildgebung

Wissenschaftliches Profil

Mithilfe moderner mikroskopischer Methoden lassen sich biomedizinische Mechanismen im Submikrometerbereich sichtbar machen. Die Entwicklung neuer Methoden und Instrumente für die Lichtmikroskopie und die Weiterentwicklung bekannter Techniken sind Forschungsschwerpunkte unserer Arbeitsgruppe. Enge Kooperationen mit biologischen und medizinischen Forschungsgruppen ermöglichen dabei individuelle und anwendungsorientierte Optimierung mit dem Ziel, biomedizinische Vorgänge besser zu verstehen. Ein Ziel ist z.B. die dynamische Darstellung von Rezeptorfunktionen oder polymikrobieller Infektionen in Echtzeit.

Die Verwendung von modernen 3D-Druck-Verfahren ermöglicht es uns, günstige und leistungsstarke Mikroskope für Einsatz in Bildung und Forschung zu entwickeln.

Mit Hilfe laserbasierter Methoden lassen sich Wechselwirkungsmechanismen von Laserstrahlung mit optischen Materialien sowie dielektrischen, optischen Beschichtungen zerstörungsfrei untersuchen. Wir entwickeln höchstsensitive Prüfverfahren wie laserinduzierte Deflektion und „Cavity-Ring-Down“-Methoden.

Forschungsthemen

• Fluoreszenzmikroskopie mit höchster Auflösung
• Medizinische Bildgebung
• Alternative mikroskopische Methoden
• Entwicklung neuartiger Algorithmen für die Bildverarbeitung
• Hochsensitive Detektion kleinster Verluste in optischen Materialien und Beschichtungen

Unser Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Mikroskopie-Methoden, insbesondere für die biomedizinische Bildgebung. Wir nutzen moderne Techniken, wie z.B. Mikroskopie mit räumlicher Auflösung jenseits des Abbe-Beugungslimits und arbeiten an der Entwicklung von günstigen Mikroskopen für Ausbildung und Forschung, sowie an Algorithmen zur Bildauswertung.

Anwendungsbereiche

• Einsatz von optische Mikroskopie für biomedizinische Fragestellungen
• Moderne höchstauflösende Fluoreszenzmikrokopie (SIM, dSTORM, etc.) in Biologie und Medizin
• Hyperspektrale Raman-Bildgebung für medizinische Forschung 
• Günstige Mikroskope für Forschung und Bildung mittels 3D-Druck und Smartphones
• Lösung von inversen Problemen in der Mikroskopie (z.B. Bild-Dekonvolution und Rekonstruktion von 3D-Bildern) mit neuronalen Netzwerken
• Materialcharakterisierung im industriellen Umfeld

 Die Anwendungsfelder decken einen breiten Bereich moderner optischer Techniken ab. In Kooperation mit Gruppen aus Biologie und Medizin untersuchen wir konkrete Fragestellungen aus der aktuellen biomedizinischen Forschung. Außerdem entwickeln wir Systeme zur Materialcharakterisierung, die auch im industriellen Bereich zum Einsatz kommen.