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NRW-Patentvalidierung „Nanoskopie mit photonischen Wellenleiter-Chips“

 

Das Lichtmikroskop hat seit seiner Erfindung durch Galileo Galilei im Jahre 1609 Antworten auf unzählige Fragen geliefert oder bedeutend zu ihrer Klärung beigetragen. Im Jahr 1873 erkannte Ernst Abbe die fundamentale Eigenschaft, dass die Auflösung eines optischen Systems für sichtbares Licht auf ca. 300 nm begrenzt ist. In den vergangenen Jahren sind aber mehrere optische Verfahren entwickelt worden („Nanoskope“), um die Abbe’sche Auflösungsgrenze zu unterschreiten und eine Super-Auflösung im Bereich von ca. 20-30 nm (also 10-mal „schärfer“!) zu erzielen. Diese Verfahren sind jedoch verbunden mit einer extrem hohen Komplexität, insbesondere in Bezug auf den erforderlichen experimentellen Aufbau, die verwendeten optischen Komponenten und das Messverfahren, damit einhergehenden hohen Kosten für die Geräte, sowie mit sehr gut ausgebildeten Anwendern. Diese Einschränkungen haben bislang dazu geführt, dass die Nanoskopie noch keinen Einzug in Standardlabore in der Biologie und Medizin, in Krankenhäusern, Analyselabore und Forschungseinrichtungen erhalten hat, sondern weltweit nur wenige spezialisierte Einrichtungen über diese Technik verfügen. In dem Projekt geht es im Wesentlichen darum, durch Verwendung von neuartigen photonischen Wellenleiter-Chips den experimentellen Aufwand deutlich zu reduzieren, indem die Anregung der Probe direkt auf einem etwa Deckglas großen Chip erfolgt und das Fluoreszenzsignal der Probe mit einem Objektiv und einer Kamera detektiert wird. Es lassen sich herkömmliche Verfahren zur Rekonstruktion super-aufgelöster Bilder auf die gewonnenen Messdaten anwenden, die zu einer deutlichen Auflösungserhöhung verglichen mit der konventionellen Lichtmikroskopie führen.

 

Dieses Vorhaben wurde aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.