Dual-line Femtosekundenlaser zur Nutzung am Multiphotonenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Neurowissenschaften ; Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567866377

Es wird ein vollautomatisierter dual-line Femtosekundenlaser mit vollständig dispersionskompensiertem Durchstimmbereich (Einstellbereich von 680 nm-1300 nm und zweite feste Linie bei 1045 nm) der aktuellen Generation (>1,0 W bei 700 und 1300 nm und >3,5 W bei 1045 nm) beantragt. Er soll den vorhandenen Laser gleicher Bauart am Multiphotonenmikroskop ersetzen, der aufgrund seiner Lebensdauer nicht mehr die erforderliche Leistung bringt. Das neue System wird eine markierungsfreie in vivo Bildgebung mittels Autofluoreszenz und backward Second Harmonic Generation (SHG) in den laufenden Projekten weiter und zusätzlich die Analyse der forward SHG und Third Harmonic Generation (THG) Signale ermöglichen. Hierzu soll das System mit transmitted NDD-Detektoren (für forward SHG) und einem True Resolution Wasserimmersions-Objektiv (NA 1.05) mit hoher Transmissionsrate für Wellenlängen >1100 nm und neuen sensitiven reflected NDD-Detektoren (für THG) ausgestattet werden. Der vorhandene Laser soll in das modulare Plattformsystem für zeitaufgelöste konfokale Fluoreszenzmikroskopie eingebunden werden. Hierdurch kann dieselbe Probe multimodal punktgenau nicht nur mittels Fluoreszenz Lebenszeit und Anisotropie, sondern auch hinsichtlich SHG analysiert werden. Der Arbeitsfokus am Multiphotonenmikroskop und dem Setup der zeitaufgelösten konfokalen Fluoreszenzmikroskopie liegt auf der nativen Analyse von murinen und humanen Organ-, Gewebe- und Zellproben sowie auf dem Ganztiermodell. Im zellulären Modell soll die Kompartimentierung des Glukosesensorenzyms Glucokinase in Hepatozyten und der mitochondriale Lebenszyklus und Stoffwechsel in Beta-Zellen des Pankreas untersucht werden. Es sollen neue Aspekte der diabetischen Neuropathie an Haut und Auge im Maus- und Rattenmodel erarbeitet werden. Zusätzlich soll die Analyse von Pathologien der Cornea und Linse des Auges an humanen OP-Explantaten mit Fokus auf Veränderungen der Zellstruktur und Architektur der extrazellulären Matrix (Kollagen, Elastin und anderes Bindegewebe) erfolgen. Detaillierte Untersuchungen zum Kollagen Remodelling sollen das Verständnis um die zugrundeliegenden Pathomechanismen erweitern und neue Therapieoptionen aufzeigen. Muskelveränderungen während Embryogenese und im Alterungsprozess im Mausmodell sollen visualisiert und sowohl qualitativ als auch quantitativ beurteilt werden. Während der Embryogenese soll die Zusammensetzung der murinen Bauchwand im Entwicklungsprozess mit Fokus auf den Verschluss der Mittellinie beschrieben werden, um Pathologien mit Ausbildung einer angeborenen Hernie aufgrund ungenügender Zurückbildung des physiologischen Nabelbruchs besser verstehen zu können. Die Charakterisierung von schnellen wie langsamen Muskelfasern (Musculus extensor digitorum longus und soleus) auf der Ebene der einzelnen Muskelfaser als auch des gesamten Muskels (incl. Bindegewebe) wird die umfassende Beurteilung physiologischer und biochemischer Parameter von Alterungsprozessen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Dual-line Femtosekundenlaser zur Nutzung am Multiphotonenmikroskop
• Gerätegruppe: 5060 Mikroskopbeleuchtung
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Leiterin: Professorin Dr. Simone Baltrusch