Forschung & Entwicklung

Ultrakurze Lichtblitze für die Krebsforschung

Mit neuartigen Ansätzen für ultraschnelle Faserlaser soll der Wellenlängenbereich erweitert und eine neue technologische Plattform etabliert werden, um per Infrarotspektroskopie Krebs zu diagnostizieren. Ultraschnelle Lasertechnik eignet sich dazu in besonderer Weise.

Von Moskau über Birmingham nach Jena: Für Dr. Maria Chernysheva ist ihr Start am Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) nicht nur geografisch eine neue Station ihrer wissenschaftlichen Laufbahn. Ihre neue Position als Leiterin der Nachwuchsforschergruppe für Ultrakurzzeit-Faserlaser markiert für die junge Ingenieurin auch einen Wandel im Denken. „Wenn ich einen Laser entwickelt habe, passierte häufig Folgendes: Der Artikel war erfolgreich veröffentlicht, ein Phänomen neu entdeckt — und der Laser landete im Regal. Dort wurde er entweder abgestaubt oder irgendwann auseinander gebaut, für die nächste Versuchsanordnung.“ Diese Routine habe sie zweifeln lassen an ihrer eigenen Forschung, berichtet Chernysheva. Sie suchte gezielt nach Anwendungsideen und begann mit Forscherteams aus Medizin und Sensorik zusammenzuarbeiten — etwa mit der Herz-Kreislauf-Forschung an der Medical School der britischen Aston University. Dort entwickelte Maria Chernysheva vor ihrem Wechsel nach Jena Laserinstrumente für die Herzchirurgie.

Die neue Station an einem der führenden Forschungsinstitute auf dem Gebiet der optischen Gesundheitstechnologien ist für die Wissenschaftlerin da nur konsequent. Als Teilnehmerin des internationalen Karriereworkshops ‚Women in Photonics‘ des Leibniz-IPHT im April 2018 war der Nachwuchswissenschaftlerin, die 2014 am Forschungszentrum für Faseroptik der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau in Laserphysik promovierte, das Institut zudem bereits vertraut. Was sie besonders überzeugte: die geschlossene Technologiekette, die es Forscherteams ermöglicht, von der Idee bis zur Anwendung zu gelangen.

Mit neuartigen Ultrakurzzeit-Faserlasern will Maria Chernysheva den Bereich des mittleren Infrarots erschließen. So möchte sie neue Möglichkeiten eröffnen, um Krebs zu diagnostizieren und Veränderungen in Zellen präzise auf die Spur zu kommen. Gefördert mit einem Stipendium der Königlichen Akademie für Ingenieurwesen, entwickelte Maria Chernysheva an der Aston University zuletzt Femtosekunden-Mid-IR-Laser und Instrumente, um den biochemischen Gehalt von Gewebe nichtinvasiv zu beurteilen.

„Ultrakurzzeit-Faserlaser sind zu einem Zugpferd geworden, wenn leistungsstarke Energiequellen und hohe Präzision gebraucht werden“, erläutert Chernysheva. Zum Beispiel in der Chirurgie sowie in der Bearbeitung von Werkstücken in kleinsten Dimensionen, im Mikro- und Nanobereich. Weitere Anwendungen sind optische Speicher und die Drei-Photonen-Mikroskopie, mit der etwa Neurowissenschaftler Bilder von der Arbeit lebender Zellen erhalten können.

von mn

www.leibniz-ipht.de

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