AG Optisch-Spektroskopische Bildgebung

>>Forschungsschwerpunkte

Die AG konzentriert sich auf die Entwicklung und Implementierung innovativer optischer und biophotonischer Verfahren und Werkzeuge für die multiskalige Spektroskopie sowie multimodale Bildgebungsverfahren.

Dabei werden partikel- und chipbasierte molekulare Point-of-Care-Konzepte für die Analytik, Diagnostik und Therapie in den Bereichen Medizin, Lebens- und Umweltwissenschaften, Qualitäts- und Prozessanalytik sowie Pharmazie eingesetzt. Ein besonderer Fokus liegt auf der Erforschung neuer chemisch sensitiver linearer und nicht-linearer spektroskopischer Kontrastmechanismen sowie innovativer Lasertechnologien und neuartigen Detektionsverfahren. Diese dienen der Multi-Kontrast- und Multi-Parameter-Bildgebung biologischer und biomedizinischer Zielstrukturen wie Gewebeproben, biologische Zellen und Marker-Moleküle.

Der applikative Fokus liegt auf molekularer und funktionaler Diagnostik in der Medizin und den Lebenswissenschaften. Die Arbeitsgruppe strebt zudem die Integration dieser Ansätze in kompakte, klinisch verwertbare und automatisierte Systeme mit hohem TRL-Level für präklinische und klinische Studien an. Der klinische Schwerpunkt liegt auf den Alters- und Lebensstilassoziierte Erkrankungen. Dazu gehören Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bestimmte Krebsarten wie Darm-, Brust- und Prostatakrebs, sowie Erkrankungen des Bewegungsapparates und der Haut. Auch nehmen in diesen Bevölkerungsgruppen die Anfälligkeiten für respiratorische Erkrankungen wie Grippe und Lungenentzündung zu. Aufgrund des hohen medizinischen Bedarfs in Frühdiagnose und Therapie sind solche Erkrankungen besonders relevant.

Insgesamt verfolgt die AG das Ziel, die gesamte Analysemesskette abzudecken, indem dezentral und laborunabhängig einsetzbare Probenvor- und -aufbereitungsmethoden entwickelt und in den Workflow integriert werden.

Dabei spielen neuartige Faserkonzepte für Spektroskopie und Bildgebung, fasergestützter Sensorik, Strategien für spektroskopische Hochdurchsatzmessungen, die neue analytische Anwendungsfelder eröffnen eine besondere Rolle. Zur Auswertung der gewonnenen Daten kommen statistische, chemometrische und bildauswertende Verfahren sowie Machine Learning zum Einsatz.