DFG-Projekt GRK 2543-A2

Gewebedifferenzierung mittles IR-Spektroskopie

Bei der Proliferation von Tumorzellen verändern sich die Verhältnisse der Gewebebestandteile, was auch zu einer Änderung der optischen Eigenschaften führt. Da tumoröses Gewebe andere Absorptionskoeffizienten und somit auch andere IR-Spektren aufweist als gesundes Gewebe, ist es möglich diese zuverlässig voneinander zu unterscheiden.

Die spektroskopische Untersuchung von organischem Material wurde bisher üblicherweise mit FTIR-Spektrometern durchgeführt, welche aber inzwischen durch moderne IR-Spektrometer ersetzt werden, die auf dem Prinzip der abgeschwächten Totalreflexion beruhen. Vorherige Arbeiten haben zudem gezeigt, dass ein stark begrenztes Spektrum mit nur wenigen Banden zur Unterscheidung von malignem und benignem Gewebe ausreichen kann. Deshalb sollen in diesem Projekt nur einige wenige schmalbandige DFB-Quantenkaskadenlaser in einem Sensor vereint und genutzt werden.

Dies bringt einige Vorteile mit sich:

  • besseres Signal-Rausch-Verhältnis
  • kürzere Aufnahmedauer
  • Minimierung der Störeffekte durch unerwünschte Schwingungen

Die erste Zielsetzung in diesem Projekt liegt darin, dass geeignete Wellenlängen zur bestmöglichen Unterscheidung des Gewebes gefunden werden müssen. Dabei werden die folgenden unterschiedliche Ansätze verfolgt:

  1. Analyse von IR-Spektren aus der Literatur, von Simulationen und Experimenten
  2. Datenanalysen mit multivariaten statistischen Methoden (z.B. Principle Component Analyse)
  3. Einsatz neuronaler Netze
Mikrotomschnitt eines Blasenkarzinom-Organoiden unter einem IR-Mikroskop (links). Die roten Quadrate markieren die Positionen und Integrationsbereiche zur IR-Spektroskopie. Die Spektren werden auf der rechten Seite dargestellt.

Gefördert durch:

DFG

Verantwortlicher

Dieses Bild zeigt Felix Fischer
M.Sc.

Felix Fischer

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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