Structured Light Microscopy (NL2)

Herzlich willkommen auf der Seite der Nachwuchsforschergruppe „Structured Light Microscopy“!

Wir arbeiten im Schwerpunkt NanoLight innerhalb von QUANOMET. Derzeit setzt sich unsere Arbeitsgruppe aus Mitarbeitern des Instituts für Halbleitertechnik, des Instituts für Pharmakologie, Toxikologie und Klinische Pharmazie, des Instituts für Mathematische Physik der TU Braunschweig zusammen. Außerdem kooperieren wir eng mit dem Institut für Mikrotechnik und dem ec2 (epitaxy competence center).

In den Instituten bearbeiten wir die folgenden Forschungsthemen:

Institut für Halbleitertechnik

• Epitaxie von 3D GaN/InGaN LEDs
• Prozessierung von LED Arrays
• Linsenlose Mikroskopie und Holografie

Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Klinische Pharmazie

• Typ 2 Diabetes mit dem Schwerpunkt auf der Mikrophysiologie der Pankreasinsel
• Untersuchung der Stimulus-Sekretions-Kopplung in der beta-Zelle

Institut für Mathematische Physik

• Theoretische Beschreibung von Quantentransport in niederdimensionalen Systemen
• Detektion und Manipulation von Ladungs-, Spin- und Photonischen-Quantenfreiheitsgraden

Institut für Mikrotechnik

• Lab-on-Chip, Organ-on-Chip
• Sensor Mikrofabrikation
• Strukturierung mit Ultra-Kurzpuls-Lasern

In unserer interdisziplinären Zusammenarbeit wollen wir diese Kompetenzen bündeln, um methodischen Fortschritt unmittelbar an biomedizinisch relevanten Systemen zur Anwendung zu bringen.

In unserer Arbeitsgruppe werden neue Verfahren zur Erzeugung strukturierter Beleuchtung in der optischen Mikroskopie entwickelt. Mit Hilfe der strukturierten Beleuchtung lässt sich ein Zugewinn an Information, z.B. durch eine gesteigerte örtliche Auflösung, realisieren. Die Relevanz dieses Informationsgewinns wird durch die Analyse der Funktion von Pankreasinseln verdeutlicht. Pankreasinseln sind dreidimensionale Aggregate von endokrin aktiven Zellen, die für den Energiestoffwechsel des Menschen von zentraler Bedeutung sind. So führt die unzureichende Produktion des Hormons Insulin in den beta-Zellen der Pankreasinseln zur Zuckerkrankheit, dem Diabetes mellitus. Mit Hilfe eines neuartigen Mikroskop-Aufbaus möchten wir diese Zellen jedoch nicht nur genauer auflösen können, sondern auch deren Verhalten in Abhängigkeit verschiedener Parameter besser analysieren können.

Dafür entwickeln und testen wir verschiedene Möglichkeiten, die Pankreasinseln oder einzelne Zellen daraus örtlich zu immobilisieren und gezielt zu beleuchten. Speziell angesteuerte LED Arrays und eine zeitaufgelöste Auswertung von Photodetektor-Signalen soll die erhöhte örtliche Auflösung in der Anwendung an lebenden Zellen realisieren. Im ersten Schritt wurde ein linsenloses Mikroskop entwickelt, welches ein Sichtfeld von 10.1 mm2 und eine Auflösung unter 2.46 µm hat. Durch den kompakten Aufbau dieses linsenlosen Mikroskops (siehe Bild unten) kann es sogar in Inkubatoren-Aufbauten integriert werden. In der Zukunft werden sich neue Einblicke in die Funktionsweise der Pankreasinseln gewinnen lassen, indem das linsenlose Mikroskop mit der lokalen Messung der Konzentrationen von Sauerstoff, Glucose und Insulin und der Detektion von Fluoreszenz kombiniert werden wird.

Leitung

M. Sc. Mayra Garcés-Schröder
Halbleitertechnik
m.garces-schroeder@tu-bs.de

 

Mitarbeiter

Dr. Torben Schulze
Pharmakologie, Toxikologie und Klinische Pharmazie
to.schulze(at)tu-bs.de

M. Sc. Gregor Scholz
Halbleitertechnik
gregor.scholz@tu-bs.de

M. Sc. Lena Bittermann
Mathematische Physik
l.bittermann@tu-bs.de

 

Kooperierende Forscher

Dipl.-Ing. Kai Mattern
Mikrotechnik
k.mattern(at)tu-bs.de

M. Sc. Agus Budi Dharmawan
Halbleitertechnik
A.Dharmawan(at)tu-bs.de

Dr. Hutomo Suryo Wasisto
Halbleitertechnik
H.Wasisto(at)tu-bs.de

Dr. Thorben Dammeyer
LENA
T.Dammeyer(at)tu-bs.de

» Konferenzbeitrag

Gregor Scholz, Qifeng Xu, Torben Schulze, Heidi Boht, Kai Mattern, Jana Hartmann, Andreas Dietzel, Stephan Scherneck, Ingo Rustenbeck, Joan Daniel Prades, Sönke Fündling, Hutomo Suryo Wasisto, Andreas Waag
LED-Based Tomographic Imaging for Live-Cell Monitoring of Pancreatic Islets in Microfluidic Channels
Proceedings (Eurosensors 2017)

M. Sc. Mayra Garcés-Schröder

Technische Universität Braunschweig,
Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA),
Institut für Halbleitertechnik (IHT),
epitaxy competence center ec²,
NL2 Nachwuchsgruppe „Structured Light Microscopy“

Hans-Sommer-Str. 66, D-38106 Braunschweig,
Telefon: +49 (0) 531 391-0
m.garces-schroeder(at)tu-braunschweig.de