Lichtblatt-Fluoreszenz-Mikroskop für die hochaufgelöste, zerstörungsfreie 3D-Bildgebung in den Lebens- und Ingenieurwissenschaften (Akronym: LSFM-HAWK)

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Augenheilkunde ; Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe ; Hämatologie, Onkologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Pathologie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Softwaretechnik und Programmiersprachen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533309723

Ziele: Anschaffung eines Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskops (LSFM) zur Abbildung dicker Proben aus den Lebens- und Materialwissenschaften mit einer axialen Auflösung von 700 nm. Zusammen mit einer Infrastruktur von 1) weiterer Bildgebungsmodalitäten, 2) Hochleistungsrechnern, 3) Laserverfahren zur präzisen Probenpräparation, 4) Oberflächenanalyseverfahren, sowie 5) der von der HAWK und Partnern entwickelten Registrierungs-/Deep-Learning-Plattform soll eine 3D-Mikroskopie- und Bildanalyseplattform aufgebaut werden. Das LSFM soll als eigenständiges Gerät die Arbeitsabläufe in den Forschungsaktivitäten der HAWK deutlich stärken und weitere Forschungsprojekte sowie die Publikationen in renommierten Journalen ermöglichen. Lebenswissenschaften: Im Gegensatz zu konventionellen Mikroskopen können mit dem LSFM ganze Gewebeprobenvolumina in Schichten oder 3D im Submikrometerbereich tomographisch aufgenommen, dargestellt und analysiert werden. Die 3D-Datensätze können computergestützt verarbeitet und in 2D als virtuelle, konventionelle Histologie oder in 3D als Gewebevolumen analysiert werden. Durch die zerstörungsfreie Bildaufnahme sind eine histologische Nachbearbeitung sowie immunhistochemische und genomische/proteomische Analysen zur Validierung möglich. Wissenschaftliche Schwerpunkte liegen in der Onkologie und Ophthalmologie sowie die Erforschung von Laser-/Plasma-induzierten Gewebeveränderungen. Materialwissenschaften: Durch die Möglichkeit der zerstörungsfreien 3D-Visualisierung mit hoher Auflösung soll das LSFM zur Detektion von Defekten und Fehlstellen in transparenten technischen Medien wie Gläsern und Kunststoffen eingesetzt werden. Von besonderem Interesse sind dabei oberflächennahe Randschichten mit Dicken von bis zu einigen hundert Mikrometern. Die gewonnenen Daten sollen zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Oberfläche und Umgebung beitragen. Wissenschaftliche Ausrichtung: Das LSFM soll in den von der Hochschulrektorenkonferenz evaluierten Forschungsschwerpunkten Laser- und Plasmatechnologie und Gesundheit, Technik und Digitalisierung eingesetzt werden. Das Projekt hat eine Laufzeit von 60 Monaten und gliedert sich in drei Phasen: In der Vorbereitungsphase wird das LSFM beschafft, eingerichtet und in Betrieb genommen sowie das Personal geschult werden. In der daran anschließenden Forschungsphase wird das LSFM in den Projekten eingesetzt. Parallel zur Forschungsphase finden in der projektbegleitenden Phase verschiedene Workshops, Seminare und Veranstaltungen statt. Darüber hinaus erfolgt hier die Dokumentation der Forschung in Form von Publikationen, Konferenzbeiträgen, Berichten sowie Abschlussarbeiten.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskop
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503)
• Antragstellende Institution: Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst; Hildesheim/Holzminden/Göttingen
• Leiter: Professor Dr. Christoph Russmann
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Claire Chalopin, Ph.D.; Professor Dr. Christoph Gerhard; Professor Dr. Stephan Wieneke