Automatisiertes High-Content-Screening Mikroskop (Erneuerung)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 578925932

Wir beantragen hier die Aufrüstung eines bestehenden High-Content-Screening-Mikroskops mit Wasserimmersionsobjektiven, zusätzlichen LEDs und einem zusätzlichen Objektiv mit geringer Vergrößerung. Damit wollen wir die Nutzung des Gerätes für neue Projekte mit hohen Anforderungen an Auflösung und Automatisierung erschließen. Das High-Content-Screening-Mikroskop wurde 2018 angeschafft, um einen höheren Probendurchsatz und eine ausgefeilte Bildanalyse im Bereich der Fluoreszenzmikroskopie zu ermöglichen. Seitdem wurde das Gerät für verschiedene Studien eingesetzt und hat sich an unserem Standort gut etabliert. Von mehreren Forschungsgruppen besteht der Wunsch, das Gerät mit Wasserimmersionsobjektiven und zusätzlichen LEDs aufzurüsten, um die optische Auflösung in XYZ zu verbessern und den Anwendungsbereich hinsichtlich Farbstoffkombinationen zu erweitern. In der aktuellen Gerätekonfiguration bietet das System drei Luft-Objektive und vier LEDs. Aufgrund des fehlenden Wasserimmersionsobjektivs waren wir bisher stark eingeschränkt, sobald dreidimensionale Strukturen wie Organoide oder Pflanzen abgebildet werden sollten. Darüber hinaus erfordert die Detektion kleiner Strukturen wie von Mitochondrien oder Zytoskelett Filamenten in lebenden Zellen eine bessere Auflösung, um robuste Quantifizierungen durchführen zu können. Durch die Installation von Wasserobjektiven wäre es außerdem möglich, schwache Fluorophore zu erfassen, die derzeit mit dem Gerät nicht detektiert werden können aufgrund der geringen numerischen Apertur der vorhandenen Luftobjektive. Um den Automatisierungsgrad zu erhöhen, ist bei der Bildgebung großer Proben, z. B. Pflanzenwurzeln oder Organoiden, ein Objektiv mit geringer Vergrößerung hilfreich, um ein automatisiertes schnelles Scannen der gesamten Probe zu ermöglichen. Hochauflösende Detailbilder könnten dann mit den Wasserobjektiven in den automatisch erkannten Bereichen aufgenommen werden. Der höhere Automatisierungsgrad verkürzt die Laufzeiten der Experimente und macht das Gerät somit für mehr Anwender verfügbar. Darüber hinaus sind die vorhandenen LEDs zwar für gängige Fluorophore geeignet, schränken jedoch die Kompatibilität mit einigen wichtigen Fluoreszenzproteinen (z. B. mCerulean, CFP, mVenus, YFP, iRFP) und Multiplex-Assays wie Cell Painting erheblich ein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Automatisiertes High-Content-Screening Mikroskop System (Erneuerung)
• Gerätegruppe: 5042 Mikroskope für Hochdurchsatz und Screening
• Antragstellende Institution: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
• Leiterin: Professorin Dr. Stefanie Weidtkamp-Peters