Konfokales Fluoreszenzmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556902459

Konfokale Fluoreszenzmikroskopie ist eine Standardtechnologie in der Zellbiologie geworden. Mit diesem Antrag verfolgen wir das Ziel, ein konfokales Fluoreszenzmikroskop zur Bildgebung verschiedener biologischer Zellen und Gewebearten zu erwerben. Die geplanten Anwendungsfelder für das konfokale Mikroskop sind beispielsweise: (i) die phänotypische Charakterisierung von Organoidkulturen, die aus menschlichen Stammzellen, primären Patientenproben oder Modellorganismen stammen; (ii) die Entwicklung von künstlich-intelligenzbasierten Bildverarbeitungstools, um eine schnelle Bildakquisition für Screening-Anwendungen mit künstlich erzeugten dreidimensionalen Geweben zu ermöglichen; (iii) Super-Resolution-Bildgebung von Zellmembranproteinen wie G-Protein-gekoppelten Rezeptoren; (iv) Langzeitbildgebung von Zellkulturen in strukturierten Hydrogelen aus künstlichen und natürlich erzeugten Biomaterialien; (v) Zellkulturen, die in Organ-on-Chip-Plattformen integriert sind, sowie weitere Anwendungen. Die vorhandenen konfokalen Mikroskope in der Core Facility an der Universität Leipzig (UL) müssen aufgrund hoher Wartungskosten in den letzten Jahren und mangelnder Unterstützung durch die herstellenden Firmen wegen ihres Alters ersetzt werden. Für aufkommende biologische Forschungsfelder, die mit dem Forschungsprofil der UL im Einklang stehen, und für die Etablierung standardisierter Aufnahmeverfahren für zellbiologische Proben, werden mehrere wichtige Parameter mit der aktuellen Ausstattung nicht erfüllt oder sind veraltet. Dazu gehören beispielsweise nicht mehr zeitgemäße Bildgebungsfähigkeiten in Bezug auf Auflösung, Empfindlichkeit, Kanal-Multiplexing, Automatisierungsmöglichkeiten, KI-gesteuerter Akquisitionsmodus für größere phänotypische Screening-Forschung oder veraltete Aufnahmesoftware. Mit der Neuanschaffung sollen neuberufene Arbeitsgruppen auf dem Forschungsgebiet der in vitro-Krankheitsmodellierung mit Organ-on-Chip-Technologien (AG Meier) und in der synthetischen Proteinbiochemie zur Erforschung der Funktionen von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (AG Coin) unterstützt werden. Durch die Integration des angeforderten konfokalen Fluoreszenzmikroskops in die Core Facility an der UL wird es die bestehenden Mikroskope ergänzen und aktualisieren. Das neue konfokale Mikroskop wird fortschrittliche Bildgebungsoperationen wie Super-Resolution-Bildgebung, automatisierte Langzeitbildgebung von 3D-Zellkulturen mit geringer Phototoxizität und spektrale Bildgebung ermöglichen. Dank der einfacheren Handhabung des neuen Geräts wird es nahtlos in den Standardbetrieb integriert, was die Betriebszeit des Personals reduziert und die Schulungszeit für eine Vielzahl von Nutzern:innen mit unterschiedlichen Forschungsanwendungen und Hintergründen verkürzt. Zusammenfassend wird erwartet, dass die Anschaffung des angeforderten konfokalen Fluoreszenzmikroskops die Forschungskapazitäten einer breiten Nutzergruppe an der UL nachhaltig verbessert.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Fluoreszenzmikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Universität Leipzig
• Leiter: Professor Dr. Matthias Meier