Die Zusammensetzung von Biofilmen zu entschlüsseln, dauert zurzeit mindestens einen Tag – für das klinische Umfeld, in dem Biofilme lebensbedrohlich sein können, eine enorm lange Zeitspanne. Die PriMe Verbundpartner wollen nun Mehrphotonenmikroskopie und metabolische Bildgebung kombinieren, um den Prozess erheblich zu beschleunigen. Dazu entwickeln sie eine neuartige Laserstrahlquelle mit spezifisch auf die Anwendung angepassten spektralen Eigenschaften.
Über Stoffwechselprodukte Biofilm bestimmen
Mit dieser Laserquelle wollen LZH und die Becker & Hickl GmbH Stoffwechselprodukte wie die Coenzyme NADH, FAD und zusätzlich die Aminosäure Tryptophan nachweisen. Letztere ist ein zentraler Bestandteil von Proteinen und Peptiden. Die kombinierten Werte sollen es dann ermöglichen, zu bestimmen welche Bakterien in dem Biofilm vorhanden sind. Projektziel ist einen Demonstrator für Anwendertests zu entwickeln, mit dem sich klinisches Material untersuchen lässt.
Grundlage für den Demonstrator soll ein innovatives, multi-modales Ultrakurzpuls- (UKP) Faserlasersystem sein, welches das LZH zusammen mit VALO Innovations GmbH und TEM Messtechnik GmbH entwickelt. Dieses soll optimal an die Bedürfnisse der Mehrphotonenmikroskopie und der erweiterten Fluoreszenzlebenszeitmessung angepasst sein. Mit der neuen Laserquelle wollen die Wissenschaftler:innen ermöglichen, grundlegend neue Erkenntnisse zu bakteriellen Gemeinschaften und Umwelteinflüssen zu gewinnen.
Außerdem wollen sie einen Grundstein für ein neues Diagnoseverfahren legen, das die Therapie von bakteriellen Infektionen deutlich vereinfachen könnte.
Über „PriMe“
Im Verbundprojekt „PriMe“ wird die Erkennung und Klassifizierung bakteriellen Wachstums mittels Mehrphotonenmikroskopie und molekularer beziehungsweise metabolischer Bildgebung verfolgt. Verbundpartner sind TEM Messtechnik GmbH, Becker & Hickl GmbH, VALO Innovations GmbH und das Laser Zentrum Hannover e.V. Assoziierter Partner ist APE Angewandte Physik u. Elektronik GmbH. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Bauen und Digitalisierung geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen fast 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.
Das LZH bietet mit seinen Anwendungen der smarten Photonik Lösungen zu gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen. Dabei arbeiten Naturwissenschaftler:innen und Ingenieur:innen interdisziplinär zusammen entlang der Prozesskette: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme oder für Quantentechnologien bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizin- und Agrartechnik oder für den Leichtbau im Automobilsektor. 18 erfolgreiche Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie – und nutzt Licht für Innovation.