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Translationale molekulare Spektroskopie


Kooperation

Prof. Dr. G. Steiner (Klinisches Sensoring und Monitoring, Medizinische Fakultät TU Dresden

PD Dr. habil. R. Galli (Medizinische Physik und biomedizinische Technik, Medizinische Fakultät TU Dresden)


Schwingungsspektroskopie

Schwingungsspektroskopie ist der Sammelbegriff für zwei analytische Techniken: Infrarot- und Raman-Spektroskopie. Diese adressieren Bindungsschwingungen von molekularen Gruppen der Probe. Beide sind schädigungs-freie, rein optische Techniken, die umfassende Informationen über die Zusammensetzung der Probe in Form eines Spektrums liefern.

Dieses Probenspektrum ist einzigartig, wie ein Fingerabdruck.

Die Erfassung mehrerer Spektren einer Probe mit anschließender mathematischer Verarbeitung liefert molekulare Kartierungen und ermöglicht die Analyse der räumlichen Verteilung der chemischen Zusammensetzung.

Durch intensive Forschung im letzten Jahrzehnt konnte die Schwingungsspektroskopie als klinisch relevante Strategie zur objektiven Charakterisierung von Tumoreigenschaften etabliert werden und wurde in großem Umfang zur Analyse pathologischer Gewebeveränderungen eingesetzt. Exemplarisch erfolgte bereits eine operationsbegleitende wie auch eine Anwendung in situ im Sinne einer intraoperativen Pathologie. 

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Färbefreie multiphotonen Bildgebung

Die coherent anti Stokes Raman scattering (CARS) Mikroskopie ist eine nichtlineare Variante der Raman-Spektroskopie, die Intensitätsinformationen über einzelne molekulare Schwingungsmoden in subzellulärer-Auflösung liefert. In Kombination mit anderen Multiphotonen-Techniken (TPEF: endogene zwei-Photonen-Fluoreszenz und SHG: second harmonic generation) liefert CARS morphochemische Informationen, die mit der Standard-Histopathologie vergleichbar sind und in vivo generiert werden können.

Pathologische Veränderungen der Gewebestruktur bei traumatischen Schäden, degenerativen Veränderungen und Tumorerkankungen können so der verfolgt werden.

Abgestimmt auf die Schwingungen von CH-Bindungen stellt CARS eine hervorragende Technik dar, um die Mikromorphologie des Myelins in nativen Proben des Zentralnervensystems zu untersuchen.

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