Blick in das Innere lebender Zellen

Die Technische Universität Braunschweig beteiligt sich am EU-Forschungsprojekt Chip Scope, das eine neue Generation optischer Mikroskope zur Erforschung der Nanowelt realisieren soll. Ziel ist ein extrem kleines Lichtmikroskop, mit dem das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden kann. Dazu müssen sehr kleine LEDs mit nur 50 nm Durchmesser entwickelt werden, tausendmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haars.

Im Gegensatz zu konventionellen optischen Mikroskopen erfolgt die Beleuchtung durch extrem kleine, individuell ansteuerbare Lichtquellen, nicht mittels eines breiten Beleuchtungsfeldes und winziger Detektoren in der Kamera. Dies ermöglicht die Rekonstruktion eines Durchlichtbildes und somit in Echtzeit hochauflösende optische Mikroskopie von extrem kleinen Strukturen, wie Bakterien, oder von Vorgängen innerhalb lebender Zellen.

Für das nur wenige Millimeter große Mikroskop sind viele Einsatzmöglichkeiten vorstellbar. Die Projektpartner haben sich eine Anwendung herausgegriffen: Anhand medizinischer Laboruntersuchungen wollen sie Zellveränderungen veranschaulichen, die bei idiopathischer Lungenfibrose (IPF) auftreten. Diese Zellveränderungen sollen mit dem Mikroskop im Inneren der lebenden Zellen und in Echtzeit beobachtet werden können.

Die neuen Mikroskope werden den Angaben zufolge kostengünstig und einfach benutzbar sein. Dies soll die Forschung in der Medizin, Biologie und Biotechnologie sowie anderen Fachgebieten unterstützen und beschleunigen. Auch für Entwicklungsländer soll das kompakte Mikroskop interessant werden, da direkt vor Ort kostengünstig höchstauflösend mikroskopiert werden kann, um etwa Krankheitserreger zu identifizieren.

Koordiniert wird das Projekt, an dem sich über vier Jahre sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen, von der Universität Barcelona. Zu den Partnern zählen das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Technischen Universität Braunschweig, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (Lena).