Bau eines Mikroskops mit 2 unabhängigen Mikroobjektiven als Basis für die Entwicklung eines neuartigen Multiobjektiv Systems

Im geplanten Förderprojekt soll eine Funktionseinheit für ein neuartiges Mikroskopiesystem als Demonstrationsmodell aufgebaut werden, um damit die technischen Grundlagen für ein hochdurchsatzfähiges Videomikroskop zu schaffen. Der Fokus liegt dabei auf dem Nachweis der Realisierbarkeit kritischer Komponenten des optischen Apparats unter den prinzipbedingt engen Randbedingungen hinsichtlich Größe und räumlicher Funktionsdichte. Dies betrifft insbesondere die Herstellung von speziellen Mikroskopobjektiven mit einem Außendurchmesser von max. 8 mm bei gleichzeitiger optischer Abbildungsqualität vergleichbar mit konventionellen Mikroskopobjektiven sowie
Lösungen für die Proben-individuelle automatische Fokussierung. Die Miniobjektive sollen jeweils mit einem eigenen handelsüblichen Videosensor gekoppelt werden. Zwei unabhängige Systeme solcher Objektiv-Sensor-Einheiten sollen simultan betrieben werden um Zeitraffer-Videoaufnahmen lebender Zellen in zwei unabhängigen Inkubationskammern einer labortypischen 96-Well-Platte zu erzeugen. Die Bewegung der Zellen in den Filmsequenzen soll vollautomatisch digitalisiert und quantifiziert werden. Um die unterschiedlichen Fokusebenen der einzelnen Inkubationslöcher auszugleichen, soll ein Verfahren entwickelt werden, das es ermöglicht, aus einer Serie von Bildern aus unterschiedlichen Fokusebenen das jeweils schärfste Bild zu erkennen und festzuhalten. Weiterhin sollen die technischen Grundlagen ermittelt werden, die nötig sind, um Videosensoren mit einem Gesamtdurchmesser <8 mm zu bauen, die direkt hinter einem Miniobjektiv platziert werden können ohne seinen Gesamtdurchmesser zu erhöhen. Auf der Basis der hier geleisteten Arbeit soll in einem späteren Projekt ein System mit 96 unabhängigen Objektiv-Sensor-Einheiten realisiert werden, bei dem aufgrund des geringen Außendurchmessers der Einzelobjektive die Videosysteme so eng gepackt werden können, dass bis zu 96 simultane Videosequenzen wandernder Zellen in 96-Well- Platten generiert und ausgewertet werden können. Das Projekt nutzt in idealer Weise das komplementäre Knowhow in biomedizinischer Forschung am Uniklinikum Essen und die Expertise in der Herstellung elektronischer Mikrosysteme und Bildaufnehmer-Chips sowie ihrer Steuerung am Universitätsstandort Duisburg. Bei erfolgreicher Umsetzung des hier geplanten Projekts wird eine weiterführende Förderung zur Realisierung eines Komplettsystems angestrebt.

Antragsteller

Universität Duisburg-Essen: Prof. Dr. Matthias Gunzer (Zentrum für Medizinische Biotechnologie, Institut für experimentelle Immunologie und Bildgebung), Prof. Dr. Anton Grabmeier (Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektronische Bauelemente und Schaltungen),  Dr. Reinhard Viga (Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Fachgebiet Elektronische Bauelemente und Schaltungen)

Förderlinie: Anschubförderung
Fördermittel: 50.000,00 Euro
Laufzeit 01.02.2015-30.11.2015

Ansprechpartner

Prof. Dr. rer. nat Matthias Gunzer
Universität Duisburg-Essen
Zentrum für Medizinische Biotechnologie
Institut für experimentelle Immunologie und Bildgebung
Universitätsstr.2
45141 Essen

Telefon: 0201 183-6640
matthias.gunzer(at)uni-due(dot)de