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Schnelles Bildgebungsverfahren für Gewebeschnitte kombiniert Infrarot(IR)- und Raman-Spektroskopie

Ref-Nr: TA-13/048TLB


Kurzfassung

Das neue Verfahren, zu dem bereits ein Prototyp existiert, ermöglicht die simultane Erfassung des IR- und Raman-Spektrums und damit die schnelle und hochauflösende Analyse der molekularen Zusammensetzung beliebiger biologischer Gewebeschnitte.


Hintergrund

In der Histologie erfolgt die Untersuchung biologischer Gewebeschnitte üblicherweise durch Einsatz von Färbe­techniken. Das erfindungsgemäße Verfahren, zu dem bereits ein Prototyp existiert, ermöglicht die simultane Erfassung des IR- und Raman-Spektrums und damit die schnelle und hochauf­lösende Analyse der molekula­ren Zusam­men­setzung beliebiger biologischer Gewebe­schnitte.


Bilder & Videos


Problemstellung

Da das Anfärben von Proben zeit­auf­wendig ist und über­dies eine Veränderung des Gewebes nach sich zieht, kommen häufig auch spektro­sko­pische Methoden zum Einsatz, insbesondere IR- und Ra­man-Spektrosko­pie. Diese beiden Verfahren liefern sich ergänzende Infor­mationen über die molekulare und che­mische Zusam­mensetzung einer Probe, ohne dass diese zuvor ange­färbt werden muss. Da die IR-Spektro­skopie zwar kurze Messzeiten, aber nur eine begrenzte laterale Auflösung bietet und die Raman-Spektro­skopie bei hoher Auf­lösung verhältnis­mäßig lange Messzeiten erfordert, wäre die Nutzung beider Me­thoden in einem einzigen Verfah­ren wün­schens­wert. Bislang war aber nur der sequentielle Einsatz möglich; in diesem Fall kann aber ein Ver­satz der Auf­nahmen nicht ausgeschlos­sen werden. Die ex­akte Zu­sam­men­führung der IR- und Raman-Mess­daten stellt ein bisher in ungelöstes Problem dar.


Lösung

Die Methode beruht auf der direkten Detektion des Ra­man-Signals und der gleichzeitigen indirekten Er­mitt­lung des IR-Signals. Dabei machen sich die Forscher die Summenfrequenzgenerierung in nicht­linearen Medien zu­nutze. Spezielle Deckgläser ermöglichen die Generie­rung eines Summenfrequenz­signals aus dem IR-Signal im Nahfeld hinter der Probe und dem Raman-Signal. Beide Signale werden detek­tiert und ausgewertet. Durch den direkten Zusam­men­hang zwischen Summenfrequenz- und Infrarotsignal, kann dann das IR-Signal mit hoher lateraler Auflösung einfach und sicher ermittelt werden.


Vorteile

  • Keine aufwendige Präparation der Probe
  • Verkürzte Messzeiten
  • Infrarot-Bilder mit sub-beugungsbegrenzter Auflösung
  • Absolute Deckungsgleichheit der Raman- und IR-Aufnahmen durch simultane Messung
  • Einfacher Umbau handelsüblicher Raman- oder Infrarotmikroskope möglich (bauartabhängig)

Anwendungsbereiche

Gefördert von der Baden Württemberg Stiftung gGmbH haben Wissenschaftler der Universität Heidelberg erst­mals ein bildgebendes Verfahren für die Untersuchung biologischer Gewebeproben entwickelt, das die syn­chrone Messung und Verarbeitung von IR- und Raman-Spektren realisiert.


Service

Die Technologie-Lizenz-Büro GmbH ist mit der Verwer­tung der Technologie beauftragt und bietet Unternehmen die Möglichkeit der Lizenznahme.


Technologie-Lizenz-Büro (TLB) der Baden-Württembergischen Hochschulen GmbH

Anne Böse, M.Sc.
+ 49 721 790 040
boese@tlb.de
www.tlb.de
Adresse
Ettlinger Straße 25
76137 Karlsruhe



Entwicklungsstand

Machbarkeit


Patentsituation

  • DE 102014118898 B4 erteilt

Stichworte

molekulare Bildgebung, chemische Bildgebung, Infrarot-Mikrospektroskopie, Raman-Mikrospektroskopie, Summenfrequenzgeneration-Mikroskopie, optisches Rasternahfeldmikroskop, nichtlineare optische Mikroskopie

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen