Aufrechtes Konfokales Laser Scanning Mikroskop mit Inkubator

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549192058

Es handelt sich bei diesem Großgeräteantrag (Forschungsgroßgeräte nach Art. 91b GG) um die Erstbeschaffung eines aufrechten Konfokalen Laser Scanning Mikroskops (CLSM) mit Inkubator für die Forschung aus Werkstoff- und Lebenswissenschaften an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Am international ausgerichteten Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften 7 (Biomaterialien) der FAU werden in der AG Boccaccini u.a. Ionendotierte bioaktive Gläser für die Hart- und Weichgewebsregeneration entwickelt, Implantatoberfläche mittels Beschichtungstechniken modifiziert und durch Anwendung additiver Herstellungsverfahren in Kombination mit Biotinten zellbeladene Gewebekonstrukte hergestellt. Darüber hinaus beschäftigt sich die AG Detsch mit ortsaufgelösten Drucken kleiner Zellmengen und der biophysikalischen Stimulanz von Knochenzellen. Hier sind zum einen die flexible Anregungswellenlänge sowie Detektionsbereiche, zum anderen Fluoreszenzlebensdauer für eine erfolgreiche Messung von großer Bedeutung. Das Gerät soll hauptsächlich eingesetzt werden, um Zellentwicklungsvorgänge an und in nicht-transparenten Biomaterialien zu untersuchen. Da es sich hier um Zellreaktionen auf sehr komplexen, weichen und z.Z. auch thermosensiblen Biopolymeren und Oberflächen bzw. anorganische Nanomaterialien handelt, wird ein äußerst flexibles CLSM System benötigt. Wichtig ist hier auch die Erfassung Materialparametern, wie Rauheit, 2D und 3D Texturanalysen sowie räumliche Analysen von Poren mittels geeigneten Messmodulen. Des Weiteren spielt vor allem bei den gedruckten Gewebeanaloga die Eindringtiefe des eingesetzten Lasers sowie die Detektion der Fluoreszenzlebensdauder eine große Rolle, um z.B. die 3D Verteilung von Stammzellen im Hydrogel zu analysieren. Gemeinsam mit den AGs Prof. Anja Boßerhoff (LS für Biochemie und Molekulare Medizin), Prof. Silvia Budday (LS für Kontinuumsmechanik (Schwerpunkt Biomechanik)) und Prof. Oliver Friedrich (LS für medizinische Biotechnologie) werden weitere wissenschaftliche Fragestellungen, wie Tumorentwicklung, weiche Matrices zur biomechanische Evaluierung und zellphysiologische Untersuchungen mit diesem Mikroskop bearbeitet. Der Einsatz dieser Technik bietet in der Biomaterialwissenschaft viele Vorteile, da sowohl Material- als auch biologische Aspekte einer Probe gemeinsam hochauflösend und bei temperatursensitiven Strukturen nativ abgebildet werden können. Die Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie mit optimaler Fluoreszenzbildgebung und Reflexionsmodus ist eine entscheidende Technik zur Analyse von zellulären und subzellulären Prozessen bei Eukaryoten und sogar Prokaryoten in Anwesenheit verschiedener Biomaterialien. Zusätzlich ermöglicht sie die spatiotemporale Analyse dichter oder poröser Materialien hinsichtlich Oberflächentopographien, Mikrostrukturen, Porosität und sogar Oberflächenfehlstellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Aufrechtes Konfokales Laser Scanning Mikroskop mit Inkubator
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Aldo Boccaccini