Röntgen-Nanotomographiegerät (NanoCT)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563744202

Es wird ein hochauflösendes Röntgen-Nanotomographiegerät (NanoCT) für das Institut für Funktionelle Anatomie der Charité - Universitätsmedizin Berlin und die Core Facility für Elektronenmikroskopie (CFEM) der Charité - Universitätsmedizin Berlin beantragt. Die dreidimensionale (3D) Darstellung von anatomisch-biologischen Strukturen ist ein zentraler Bestandteil der modernen biomedizinischen Forschung und Diagnostik, denn durch die 3D-Darstellung lassen sich Strukturen und ihre Verbindungen oft erst in ihrer räumlichen Komplexität erfassen. Aktuelle gerätetechnische Entwicklungen in der biomedizinischen Bildgebung haben daher auch die Möglichkeiten, biologische Strukturen in ihrem topographischen Kontext bei möglichst hoher Auflösung zerstörungsfrei darzustellen, fortlaufend erweitert. Dabei gibt es ein großes Spektrum an Techniken, die hinsichtlich Probenvolumen und Auflösungsvermögen komplementär sind. Bei Röntgen-Tomographiegeräten ist inzwischen eine Auflösung unter 1 µm möglich (daher der Name NanoCT im Gegensatz zu MicroCT mit geringerer Auflösung). Mittels eines NanoCTs kann zum Beispiel die 3D-Analyse kompletter muriner Organe (etwa Lunge, Niere oder Herz) mit einer Auflösung bis zu 3 µm Voxelgröße durchgeführt werden. Bei kleineren Proben oder virtuellen Organausschnitten kann sogar eine 3D-Auflösung von unter 500 nm erreicht werden. Dadurch können in großen Probenvolumina mikroskopische Details in beliebig definierbaren virtuellen Schnittebenen dargestellt und in 3D rekonstruiert werden. Dies macht die Technik besonders attraktiv für einen korrelativ-mikroskopischen Workflow, z.B. für die schnelle und nicht-destruktive Identifikation von relevanten Detailstrukturen in eingebetteten Proben im NanoCT, die anschließend gezielt mit höherauflösenden Mikroskopieverfahren (z.B. Elektronenmikroskopie (EM)) weiter untersucht werden können. Ein zukunftsträchtiges Anwendungsgebiet besteht in der Kombination von NanoCT und 3D-EM (z.B. Serial Block Face Scanning Electron Microscopy (SBF-SEM) oder Elektronentomographie (ET)), denn die Methoden sind kompatibel hinsichtlich der Probenpräparation und liefern sehr gut vergleichbare Strukturinformationen in ihrem jeweiligen Auflösungsbereich. Das Gerät wird daher über die Core Facility für Elektronenmikroskopie (CFEM) der Charité - Universitätsmedizin Berlin allen interessierten Nutzer*innen zur Verfügung stehen. Eine kompetente Betreuung wird durch Mitarbeiter*innen der CFEM und des Instituts für Funktionelle Anatomie gewährleistet. Der Zugang soll allen interessierten Arbeitsgruppen nach Einweisung und gemäß der Nutzungsordnung der CFEM ermöglicht werden. Das Gerät soll ferner in die Forschungs-Infrastruktur der Berlin University Alliance (BUA; Alliance Center Electron Microscopy (ACEM)) eingebettet werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Röntgen-Nanotomographiegerät (NanoCT)
• Gerätegruppe: 3230 Tomographie- und Schichtgeräte (Röntgen-)
• Antragstellende Institution: Charité - Universitätsmedizin Berlin
• Leiterin: Professorin Christina Brandenberger, Ph.D.