Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena

„JenZIG – Jena Zell-Identifizierungs-Gruppe - Innovative photonische Technologien für eine leistungsstarke biomedizinische Zelldiagnostik“ (B714-07037)

Tkm Bsp3 A1

Projektinhalt:

Photonische Methoden eröffnen großartige Möglichkeiten für die biologische Grundlagenforschung, die Biotechnologie und die angewandte Medizin, da sie den Zugang zum elementaren Baustein des Lebendigen, der Zelle, ermöglichen. Im Projekt JenZIG werden die beiden biophotonischen Bereiche der Laserspektroskopie bzw. Mikroskopie und die Lasermikromanipulation gewinnbringend kombiniert, um so zu einer leistungsstarken biomedizinischen Diagnostik zu kommen. Dabei liegen die Schwerpunkte auf einer raschen (idealerweise online) Isolierung, Trennung und Identifikation von pathogenen Erregern in Körperflüssigkeiten sowie der Identifikation und molekularen Charakterisierung von Krebszellen. Das IPHT verfügt über umfangreiche Erfahrungen auf dem Gebiet der Laserspektroskopie bzw. Mikroskopie, jedoch kaum über Erfahrung im Bereich der Laser-Nano-Mikromanipulation. Um die Wertschöpfungskette an biophotonischen Technologien am IPHT zu schließen, wird daher die Nachwuchsforschergruppe JenZIG diese fehlenden Manipulationstechniken am IPHT etablieren, um sie mit den modernen laserspektroskopischen Detektionstechniken zu verknüpfen. Dieser Ansatz verspricht der Forschung neue biomedizinische Werkzeuge, die in Zukunft Durchbrüche für die Bekämpfung von Krankheiten verheißt.

Mit dem Fördervorhaben soll auch die wissenschaftliche Infrastruktur des Landes gestärkt und auf zukunftsträchtigen Gebieten ausgebaut werden. Dabei werden die für Thüringen bedeutsamen Arbeitsgebiete der Optik und Photonik sowie der Lebenswissenschaften nicht nur gestärkt, sondern auch in signifikanter Weise zusammengebracht.

Foto: IPHT
Foto: IPHT

Finanzierung:

Der Freistaat Thüringen fördert das Projekt mit 1.250.000 € aus Mitteln des EFRE (937.500 €) sowie des Landes (312.500 €).

Die Abbildungen zeigen ein Schema (oben) und eine erste Realisierung (unten), wie ein Mikrofluidikchip mit einem Mikroskop gekoppelt wird, um Raman-Spektren von einzelnen Zellen in einem wässrigen Medium aufzunehmen. Während der Messung wird die Zelle mit einer optischen Falle, die aus zwei Faserlasern besteht, im Fokus des Raman-Lasers gehalten. Nachdem der Zelltyp auf Grundlage des Raman-Spektrums identifiziert wurde, kann die Zelle in der Mikrofluidikumgebung einer Sortierung zugeführt werden.