Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549121337

Für die hochaufgelöste strukturelle Charakterisierung 3D mikrogedruckter Biomaterialien wird hier ein konfokales Laser-Scanning-Mikroskop beantragt. Dieses soll als zentrales Gerät für die Charakterisierung von gedruckten 3D Bio-Mikrostrukturen innerhalb des NanoFab-Centers am Institute for Molecular Systems Engineering and Advanced Materials (IMSEAM) fungieren. So soll der von der Universität Heidelberg neu etablierte Forschungsschwerpunkt "Engineering Molecular Systems" durch das Design neuartiger 3D mikrodruckbarer Biomaterialien, sowie deren Anwendungen in der Medizin, der Zellbiologie und der Mikrofluidik weiter fokussiert und vertieft werden. Relevante Materialklassen sind hierbei synthetische Biomaterialen, sowie Materialien mit integrierten lebenden Systemen (Zellen, Gewebe, etc.). Diese benötigen für die Aufrechterhaltung der strukturellen Beschaffenheit sowie der finalen Funktion wässriges Umgebungsmedium. Die daraus resultierende optische Ähnlichkeit der Bioproben - zu großen Teilen aus Wasser bestehend - zu der wässrigen Umgebung schließt die Untersuchung der Biomaterialmikrostrukturen mittels gewöhnlicher optischer Mikroskopie aus. Das konfokale Laser-Scanning-Mikroskop erlaubt hingegen durch integrierten DIC, sowie zwei implementierten simultanen Detektorkanälen das schnelle Auffinden der Bioproben auf dem Substrat, deren 3D Bildgebung und zusätzlich die Aufnahme von dynamischen Prozessen im Falle "aktiver", d. h. responsiver Biomaterialstrukturen - lichtresponsive Funktionalität eingeschlossen. Zudem ist geplant, dass das System im gleichen Raum, einem S1 Biolabor, wie das parallel beantragte 3D Bio-Mikrofabrikationssystem, installiert wird. Dies ermöglicht die direkte Untersuchung der 3D Mikrostrukturen parallel zu Screening- und Optimierung im 3D Bio-Mikrofabrikationsprozess. So werden Veränderungen von biologischem Material durch zu lange Transportwege zwischen Fabrikation und struktureller Charakterisierung vermieden, was unnötigen Verzögerungen in der Projektdurchführung vorbeugt. Gleichzeitig erlaubt es auch die Arbeit mit lebenden Systemen (Zellen). Bislang bietet das NanoFab-Center kein geeignetes Bildgebungsverfahren für Biomaterialien sowie darin integrierten lebenden Systemen, was die Forschung an diesen drastisch verzögert bzw. ausschließt. Daher soll das beantragte Instrument innerhalb des NanoFab-Centers als Multi-User Gerät eingebettet werden und so die Bildgebung direkt nach der Strukturfabrikation ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Leiterin: Professorin Eva Blasco, Ph.D.