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Projekt laufend

FLITS

High-Speed-Fluoreszenzmikroskopie für die Qualitätskontrolle in den Lebenswissenschaften

Thema Photonik für Lebenswissenschaften

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.11.2025 - 31.10.2028

Projektvolumen 492720

Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert

Fluoreszenz-Aufnahmen von mesenchymalen Stammzellen
Fraunhofer IPT

Fluoreszenz-Aufnahmen von mesenchymalen Stammzellen (MSCs) eingefärbt mit drei Fluorophoren

Beschreibung

Motivation

Die Fluoreszenzmikroskopie ist ein unverzichtbares Werkzeug in zahlreichen Anwendungen, wie der Zellbiologie, Krebsforschung und Medikamentenentwicklung. Sie ermöglicht die Darstellung zellulärer und molekularer Strukturen mit hohem Kontrast und großer Detailgenauigkeit. Mit der zunehmenden Automatisierung in diesen Disziplinen – getrieben durch Trends wie die personalisierte Medizin – wächst der Bedarf an Hochdurchsatz-Verfahren. Herkömmliche Methoden stoßen jedoch aufgrund technischer Einschränkungen an ihre Grenzen.

Ziele und Vorgehen

Das Projekt FLITS erforscht eine neuartige Methode der Hochdurchsatz-Fluoreszenzmikroskopie, die schnelle und großflächige Bildaufnahmen biologischer Proben ermöglicht. Im Vergleich zu herkömmlichen Fluoreszenzmikroskopen soll sich die Aufnahmezeit um mindestens den Faktor 6 bis 12 verringern, je nach Vergrößerung. Hierzu wird ein kontinuierliches Bildaufnahmeverfahren erforscht: Die Probe wird während der Aufnahme relativ zur Kamera bewegt, sodass Bilder ohne Anhalten der Probe aufgenommen werden können. Die zentrale Herausforderung stellt dabei die geringe Helligkeit der Fluoreszenzsignale dar, was durch den Einsatz einer Mehrfachbeleuchtung sowie die Integration von Bildsignalen über mehrere Zeitabschnitte überwunden werden soll. Ein Echtzeit-Autofokussystem sorgt zudem für eine konstante Fokusschärfe.

Innovation und Perspektiven

Die zentrale Innovation von FLITS ist die Erhöhung des Bildkontrasts und der Bildhelligkeit durch eine zeilenweise Mehrfachintegration der Fluoreszenzsignale, was erstmals im Bereich der Fluoreszenzmikroskopie
eingesetzt wird. Dies eröffnet neue Perspektiven, beispielsweise in der Analyse von Antibiotikaresistenzen oder bei der Entwicklung personalisierter Medikamente, da dort die Untersuchung einer großen Anzahl an Proben essenziell ist.

Koordinierender Projektpartner

Nils König

E-Mail: niels.koenig@ipt.fraunhofer.de

Weitere Infos
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