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PhotonicNet4lab – Photonik für das vernetztes Labor

Die zunehmende Digitalisierung im Labor- und Produktionsbereich stellt die Branche vor neue Herausforderungen, die  durch das clusterübergreifende Innovationsnetz PhotonicNet4Lab (PN4LAB) systematisch aufgegriffen werden. Bildgebende Verfahren im Laborkontext, Big Data in den bildgebenden Verfahren, multiskalige Datenfusion und Auswertung, generative Fertigungsverfahren in den Life Sciences, Probenpräparation und Usability sind die inhaltlichen Schwerpunkte des Innovationsnetzwerks PhotonicNet4lab.

Im Rahmen der Initiative des Landes Niedersachsen zur Förderung von Innovationsnetzen und -clustern bündelt die PhotonicNet GmbH zukünftig die Kompetenzen in der Photonikbranche und die der modernen Laborbranche. Das Innovationsnetzwerk PhotonicNet4lab verbindet die photonischen Technologien mit der Datenverarbeitung mit dem Ziel, Innovationen für das Life Science Labor der Zukunft zu schaffen.

Das PN4LAB-Forum „Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche“ im Rahmen der  LABVOLUTION stellt am 16. Mai 2017 verschiedene Ansätze  vor.

Optogenetik

Ob Photosynthese oder unser Sehsinn - in der Natur steuert das Licht eine Vielfalt von fundamentalen Prozessen. Die Optogenetik, eine neuartige Basistechnologie bestehend aus Optik und Gentechnik, macht sich Methoden aus beiden Bereichen zueigen. Ziel ist es, diese für Fortschritte in der Biomedizin, Robotik, Biotechnologie und weiteren Anwendungsbereichen einzusetzen.

Laser-Mikrotomie

Die Lasermikrotomie ermöglicht Schnitte von Hartgeweben ohne aufwendige Entkalkung in Serie zu Schneiden. Die Methode ist auch für implantathaltige Gewebe etabliert. Im Vergleich zur Dünnschlifftechnik wird enorm an Zeit gespart, der Materialverlust wird minimiert. Eine integrierte Bildgebung mittels optischer Kohärenz-Tomografie (OCT) ermöglicht erstmals kontrolliertes mikrometergenaues 2D- und 3D-Schneiden.

Nanometerlineale

Auf dem Gebiet der optischen Mikroskopie steht seit einigen Jahren eine Vielzahl an Technologien zur Verfügung, die in der Lage sind, die einst von Ernst Abbe formulierte klassische Auflösungsbeschränkung zu durchbrechen. Was bisher jedoch fehlte, war eine standardisierte Methode, mit deren Hilfe das real erzielte Auflösungsvermögen eines superauflösenden Systems gemessen und quantifiziert werden kann. Mithilfe von Nanometerlinealen kann die Überprüfung der optischen Auflösung nun zuverlässig und schnell vor jeder Messung durchgeführt werden.

Phosphoreszierende Mikrokugeln

Mit phosphoreszierenden Mikrokugeln lassen sich optische Sauerstoffmessungen in Zellgewebe durchführen. Eine spezielle Detektionstechnik erlaubt es auch bei schwachen und überlagerten Signalen den Sauerstoffgehalt zuverlässig in Echtzeit zu messen. Anwendungsbeispiele sind Toxizitätstests an Leberzellkulturen und die Sauerstoffüberwachung bei der Zucht von Knorpelgewebe in einem 3D-Bioreaktor.

SmartSens – Labordiagnostik mit dem Smartphone

Die Basis von SmartSens bildet ein Plastikchip mit integrierten Oberflächenplasmonen (SPR)-Sensoren, welche mit Aptameren funktionalisiert sind. Die Anwendungen ist simpel: Der Analyt wird auf den Sensor appliziert, optisch mit Hilfe der LED sowie Kamera des Smartphones ausgewertet und das Ergebnis wird grafisch auf dem Smartphone dargestellt.

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