Eine alternative Art der Magnetpartikelbildgebung - der Schritt für Rotationsdriftspektroskopie und -bildgebung in die Anwendung

• Antragsteller: Professor Dr. Volker Christian Behr
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Biophysik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 235690459

Das Hauptziel dieses Antrages ist es, Rotationsdriftspektropskopie (RDS) und Rotationsdriftbildgebung (RDI) in die Anwendung zu bringen. Hierfür wird eine robuste und zuverlässige Methode benötigt, um mögliche Markersubstanzen im Bezug auf ihre Eignung für RDS/RDI zu untersuchen. Um Forschern, die Partikelsysteme entwickeln, im eigenen Labor Zugriff auf diese neue Technologie zu ermöglichen, ist es notwendig, eine mobile und auch bezahlbare Plattform zu etablieren. Für den Einsatz in der (prä-) klinischen Anwendung muss ein System entwickelt werden, welches Kleintiere untersuchen kann und die Zahl der detektierbaren und auch quantifizierbaren Parameter muss erweitert werden.Das mobile SystemSowohl Arbeitsgruppen, die Partikel entwickeln als auch solche, die RDS in diagnostischen Fragenstellungen anwenden, profitieren davon, dies in ihren eigenen Laborräumen tun zu können. Aus diesem Grund soll ein preisgünstiges mobiles RDS-Gerät entwickelt und gebaut werden, das spektroskopische Studien an kleinen Proben durchführen kann, z.B. einem flüssigkeitsgefüllten 10 mm Glasröhrchen. Ideal ist ein System, das seine eigene Stromversorgung mitbringt und über ein mobiles Endgerät, z.B. ein Tablet, gesteuert werden kann.Der präklinische AufbauNeben dem spektroskopischen System ist auch ein vollständiges Bildgebungssystem von Nöten, um RDI in die (prä-) klinische Anwendung zu bringen. Hierzu soll unsere bisherige Arbeit mit dem Ziel eines mehrdimensionalen Bildgebungssystems fortgesetzt werden, welches sowohl Partikelverteilungen lokalisieren kann als auch zwischen verschiedenen Partikeln oder Partikeln in verschiedenen Umgebungen unterscheiden kann. Das schließt auch die Unterscheidung zwischen gebundenen und ungebundenen Partikeln ein (spektroskopische Rotationsdriftbildgebung).PartikeltheorieUm Daten der vorgenannten Systeme auswerten zu können, ist es wichtig, das Verständnis der Dynamik dieser Partikel in rotierenden Magnetfeldern zu vertiefen. Eine Simulationsumgebung soll erstellt werden, die das Verhalten von magnetischen Nanopartikeln unter verschiedenen relevanten Bedingungen modellieren kann und aus den Ergebnissen sollen geeignete experimentelle Parameter für die Gerätesteuerung abgeleitet werden. Dies wird eine bessere quantitative Analyse der Daten ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen