Quantenkaskadenlaser gestütztes IR-Mikroskop

• Subject Area: Basic Research in Biology and Medicine
• Term: Funded in 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 323862450

In unserem Lehrstuhl haben wir in den letzten Jahren das Verfahren der spektralen Histopathologie (SHP) mit FTIR-Imaging an Blasen-, Darm- und Lungenkrebs etabliert. Dazu haben wir standardisierte Verfahren für die Probengewinnung und Vermessung entwickelt und erreichen Genauigkeiten für die Erkennung der Krebserkrankungen und ihrer Subtypen von über 95 % im Vergleich zur Pathologie. Nachdem das proof of concept gezeigt ist, soll das Verfahren in die klinische Translation gebracht werden. Dazu muss unbedingt die Messgeschwindigkeit erhöht werden. Mit einem FTIR-Mikroskop, ausgerüstet mit den focal plane array (FPA) Detektoren, ist dies jedoch kaum möglich, da die durch die breitbandige thermische Quelle emittierte Strahlung leistungslimitiert ist. In den letzten Jahren wurden sehr leistungsstarke Quantenkaskadenlaser (QCL) entwickelt, die im mittleren Infrarot emittieren. Durch die Kombination mehrerer QCLs ist die komplette Abdeckung des „fingerprint“-Bereichs (1800-900 cm-1) heute möglich. Zusätzlich kann jede Wellenlänge auch einzeln vermessen werden. Das beantragte QCL-basierte Mikroskop ist das einzige seiner Art auf dem Markt und wird speziell auf unsere Spezifikationen hin weiterentwickelt. Hiermit wird bei Aufnahme eines kompletten Spektrums ein Geschwindigkeitsgewinn um mindestens Faktor 70 erreicht. Das ist ein Quantensprung für die spektrale Histopathologie. Einzelne Wellenlängen können sogar in Echtzeit betrachtet werden. Dies eröffnet der SHP bisher nicht erreichbare Möglichkeiten

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: Quantenkaskadenlaser gestütztes IR-Mikroskop
• Instrumentation Group: 5730 Spezielle Laser und -Stabilisierungsgeräte (Frequenz, Mode)
• Applicant Institution: Ruhr-Universität Bochum
• Leader: Professor Dr. Klaus Gerwert