Forschung & Entwicklung -

Neuartiges tomografisches Bildgebungsverfahren

Die Laser-Raster-Tomografie SLOT ist eine schnelle Methode zur 3D-Abbildung biologischer Gewebe bis hin zu kompletten Organen in hoher Auflösung.

Ein vom Laser Zentrum Hannover e.V. unter der Bezeichnung Scanning Laser Optical Tomography (SLOT) zum Patent angemeldetes Verfahren kann als lichttechnisches Äquivalent zur Computertomografie angesehen werden. Es arbeitet mit isotroper Auflösung von mindestens 1/1000 der Objektgröße und erfasst simultan sowohl Transmissions- als auch Streu- und Fluoreszenzlicht. Im Vergleich zur Optischen Projektionstomografie birgt diese Methode entscheidende Vorteile: Neben einer homogenen Beleuchtung mit 300-fach höherer Photonenausbeute sowie einem sehr hohen Signal-zu-Rauschverhältnis von 1090 dB lassen sich Ringartefakte und Speckles aufgrund eindimensionaler Detektion vermeiden. Des Weiteren erlaubt das Verfahren die Verwendung sowohl intrinsischer (Absorption, Streuung, Autofluoreszenz) als auch extrinsischer Kontrastmechanismen (Fluoreszenz- und Absorptionsmarker).Forscher des LZH demonstrierten die Technik an hochaufgelösten volumetrischen ex-vivo-Darstellungen u.a. von Heuschreckengehirnen und Mäuselungen. SLOT eignet sich außerdem für intransparente Probenoberflächen. So gelang die Visualisierung von Bakterienwachstum auf der Oberfläche von Dentalimplantaten sowie die Darstellung der in-vitro-Entwicklung von Mikroorganismen ohne Fluoreszenzfärbung. Denkbar ist in Zukunft auch die Überwachung von NAD/NADH, cAMP und Calcium-Ionen oder die Analyse der intra- wie extrazellulären Anlagerung von Mikro- und Nanopartikeln in Zellaggregaten sowie eine nicht-invasive, zeit- und ortsaufgelöste Untersuchung beim Wachstum künstlichen Gewebes.Ein derzeit in der Entwicklung befindliches vollautomatisiertes Laser-Scanning Tomographic Module (LSTM) soll in bestehende konfokale und 2-Photonen-Mikroskope integrierbar sein. Projektpartner des LZH sind die LaVision BioTec GmbH sowie die Scivis wissenschaftliche Bildverarbeitung GmbH. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) fördert die Entwicklung des Laser-Raster-Tomografiemoduls im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM).

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