3D-@-6T-Projekt druckt Kupferantennen bis 6 THz direkt auf Chips; Direkter Chip-Anschluss reduziert Verluste
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3D STED Mikroskop (Erneuerung) (FUGG)
2.11 Grundlagen der Biologie und Medizin
Die beantragte Erneuerung des 2D
3D-STED-Mikroskops ist unerlässlich, um aktuellen und zukünftigen wissenschaftlichen Anforderungen in biomedizinischer und interdisziplinärer Forschung gerecht zu werden. Zahlreiche Projekte benötigen eine laterale Auflösung unter 30 nm und eine isotrope 3D-Auflösung bis 50 nm, um subzelluläre Strukturen wie dendritische Dornen (~100 nm), synaptische Spalten (~50 nm), aktive Zonen in präsynaptischen Endigungen, t-Tubuli in Herzmuskelzellen und Intraprotein-Domänen aufzulösen. Diese sind mit beugungsbegrenzter Mikroskopie nicht darstellbar, was die STED-Technik unverzichtbar macht. Adaptive Optiken sind entscheidend, um Superauflösung in dicken, optisch heterogenen Geweben wie Hirnschnitten, Herzmuskeln und Organoiden zu ermöglichen. Lichtstreuung verursacht Aberrationen, die die Bildqualität stark beeinträchtigen. Eine Echtzeitkorrektur sichert zuverlässige Bildgebung in vielfältigen biologischen Kontexten, etwa bei Untersuchungen der extrazellulären Matrix, Herzfibrose oder synaptischen Organisation bei neurologischen Störungen. Die Superauflösungsbildgebung lebender Zellen ist eine zentrale Anforderung. Dynamische Anpassung von Anregungs- und Depletionsdosen minimiert Photobleaching und Phototoxizität, ermöglicht Langzeitbeobachtungen dynamischer Prozesse und ist besonders wichtig für empfindliche Proben wie Neuronen, Epithelmonolayer, Organoide und Immunzellen. Diese Funktionen sind essenziell für die Echtzeitverfolgung von synaptischer Plastizität, Aktindynamik, Vesikeltransport und Matrixumbau. Fluoreszenzlebensdauer-Bildgebung (FLIM) erweitert die strukturellen Daten um eine funktionale Dimension. Projekte erfordern lebensdauerbasierte Quantifizierung von Membranspannung, molekularer Verdichtung, Konformationsänderungen oder Stoffwechselverschiebungen (z. B. NAD+
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