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Neue Broschüre setzt Erfolge der Biophotonik ins rechte Licht

17.06.2008 - (idw) Forschungsschwerpunkt Biophotonik

Verbesserte Umweltanalytik, frühe und schonende Krebserkennung oder schneller Nachweis von Keimen - das sind nur einige der Ergebnisse, die die Biophotonik-Förderinitiative nach nur sieben Jahren Laufzeit vorzuweisen hat. Jetzt gibt der Forschungsschwerpunkt Biophotonik eine Broschüre heraus, die über die ungewöhnlich schnellen Erfolge eines fortschrittlichen Förderkonzepts informiert, welches Forscher, Ingenieure und Ärzte im Dienste der Gesundheitsforschung zusammenbringt. Der Physikochemiker Prof. Dr. Jürgen Popp von der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist Sprecher des Forschungsschwerpunkts. Im Jahr 2001 hat die deutsche Regierung die Biophotonik-Förderinitiative ins Leben gerufen: ein Programm zur Entwicklung optischer Lösungen für biologische und medizinische Fragestellungen. Seither haben über 100 Institutionen - Unternehmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen - ihre Kräfte in 25 Forschungsprojekten gebündelt. Auch die Uni Jena beteiligt sich an mehreren dieser Projekte. Im Rahmen der Förderinitiative stehen insgesamt fast 100 Millionen Euro an Mitteln zur Verfügung, wovon das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ca. 50 Millionen Euro bereitstellt. Dieselbe Summe investieren die beteiligten Industrieunternehmen zusätzlich in die Projekte.

Die Broschüre "Biophotonik: Neue Erfolge in der Gesundheitsforschung" informiert beispielsweise über das erfolgreich abgeschlossene Projekt "OMNIBUSS", das insbesondere Heuschnupfengeplagte aufatmen lassen wird. Um die Pollenflugvorhersage weiter zu verbessern, hat sich der deutsche Wetterdienst (DWD) mit Wissenschaftlern und Geräteentwicklern zusammengetan und einen automatischen Pollenmonitor entwickelt. Er basiert wie die herkömmlichen Methoden der Pollenbestimmung auf einer mikroskopischen Auswertung der gesammelten Pollen. Identifiziert werden diese jedoch nicht durch eine Fachkraft, sondern vor Ort durch ein automatisches Mustererkennungsverfahren. Dabei wird den Pollen quasi ein Fingerabdruck abgenommen, anhand dessen die Pollenarten erkannt werden. Somit stehen die Messdaten noch am selben Tag zur Verfügung, was bisher nicht möglich war. Nachdem das Gerät für den reibungslosen automatischen Betrieb weiter optimiert wurde, planen zwei Unternehmen für 2008 erste Serienlieferungen. Auch die Ausschreibung des DWD für ein geplantes Messnetz wird noch dieses Jahr erwartet. Wetterdienste aus ganz Europa zeigen sich interessiert, ähnliche Messnetze aufzubauen.

Das Forschungsprojekt "Exprimage" will neue Parameter in die Krebsdiagnostik einbringen und damit ermöglichen, dass der Verlauf von Krebserkrankungen künftig besser vorhergesagt und Therapieempfehlungen gegeben werden können. Das Projekt ist ein Musterbeispiel für die enge Zusammenarbeit von Ärzten, Naturwissenschaftlern und Ingenieuren. Mit Hilfe modernster optischer Verfahren wird Gewebe zunächst "durchleuchtet", um detaillierte Informationen, z.B. über eine veränderte chemische Zusammensetzung, zu gewinnen. Die Kombination unterschiedlicher innovativer Methoden wie digitale Mikroskopie, automatische Bildanalyse, Raman-Spektroskopie oder optische Elastizitätsmessung von Zellen liefert verschiedenste Daten, die idealerweise einen Krebsherd so genau beschreiben, dass sich seine weitere Entwicklung vorhersagen lässt. Mit dieser praxisnahen Art der Tumordiagnostik soll künftig behandelnden Ärzten geholfen werden, individuelle Therapiepläne zu erstellen.

Mit dem Ziel, Bakterien schneller zu erkennen als bisher, startete das Projekt "OMIB" vor fünf Jahren. Obwohl Bakterien allgegenwärtig sind - sie befinden sich in der Luft, auf der Haut, im Boden und in Lebensmitteln - wäre ihre Anwesenheit in manchen Situationen verhängnisvoll. In der Luft von Operationssälen oder Reinräumen können schon einzelnen Bakterienzellen großen Schaden anrichten. Dort ist es von entscheidender Bedeutung, sie schnell und eindeutig zu identifizieren. Bisher funktionierte das nur nach einer mehrtägigen Kultivierung auf Nährböden. Der Verbund jedoch hat die Grundlagen für einen schnellen Vor-Ort-Monitor erforscht. Die dabei verwendete Raman-Spektroskopie beruht darauf, dass jedes Molekül einfallendes Laserlicht in ganz spezifischer Weise streut. Somit erhält man einen unverwechselbaren "molekularen Fingerabdruck" für jede Mikrobe, der per Mustererkennung ausgewertet wird. Nach Abschluss der Entwicklungsarbeiten für einen automatischen Monitor, der Bakterien binnen weniger Minuten identifizieren kann, will ein Berliner Unternehmen dieses System noch in diesem Jahr auf den Markt bringen. Dieser neue Biopartikel-Explorer ist vor allem für Krankenhäuser sowie für Produzenten von Medikamenten und Lebensmitteln eine wichtige Hilfe beim Nachweis schädlicher Keime in der Raumluft.

Wie vielseitig die wissenschaftliche Disziplin der Biophotonik sein kann, zeigen allein diese wenigen Beispiele. Wer mehr darüber erfahren möchte, wie die Biophotonik Patienten, Gesellschaft und Wirtschaft zu nutzen vermag, kann die Broschüre auf der Homepage des Forschungsschwerpunkts Biophotonik (www.biophotonik.org) herunterladen oder gern auch bestellen bei:


Nadine Ritter
Öffentlichkeitsarbeit Forschungsschwerpunkt Biophotonik
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Institut für Physikalische Chemie
Tel. 03641 206 034
E-Mail: nadine.ritter@uni-jena.de
Weitere Informationen: http://www.biophotonik.org - Internetauftritt des Forschungsschwerpunkts Biophotonik
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