Das Institut für Nanophotonik Göttingen e.V. startet zusammen mit der Ionovation GmbH das Projekt „ARIES – Entwicklung einer adaptiven Optik für die Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie“.
Adaptive Optiken sind essenzielle Bestandteile bodengebundener Teleskope, denn Turbulenzen in der Erdatmosphäre verzerren die Aufnahmen der Himmelsobjekte. Verformbare Spiegel – sogenannte adaptive Optiken – korrigieren daher diese Abbildungsfehler computergesteuert und in Echtzeit. Auch in den Lebenswissenschaften stellen Abbildungsfehler eine Herausforderung dar. Ziele sind hier das Messen, Beschreiben und das Verstehen von biologischen Interaktionen auf molekularer Ebene.
Die Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) ist ein optisches Messverfahren, das häufig in den Lebenswissenschaften eingesetzt wird. Sie ist in der Lage, die Dynamik einzelner Moleküle berührungslos zu erfassen, was insbesondere für die Entwicklung von Medikamenten von entscheidender Bedeutung ist. Um zu zeigen, ob ein potenzieller Wirkstoff ein bestimmtes Zielprotein in einer Zelle oder einem Gewebeverbund besetzt und darüber seine Wirksamkeit entfaltet, müsste diese Interaktion idealerweise direkt in dieser Umgebung verfolgt werden. Bei Messungen in Zellen oder Gewebe verfälschen jedoch probeninduzierte Abbildungsfehler sehr häufig die Ergebnisse und verhindern somit eine genaue Analyse. Aus diesem Grund werden potenzielle Wirkstoffe meist nur in einem biochemischen Modellsystem bestehend aus funktionalisierten Derivaten untersucht. Aus dem Kontext der Zelle gerissen sind diese isolierten und gereinigten Komponenten bezüglich Interaktion und Bindungskinetik experimentell zwar gut zugänglich, doch werden so die in vivo Verhältnisse nicht realitätsgetreu widergespiegelt.
Um dieses Problem zu lösen und den molekularen Blick in die Zelle für die FCS zu schärfen, forscht das Institut für Nanophotonik gemeinsam mit der Ionovation GmbH an einer Methode zur Korrektur von Abbildungsfehlern auf Basis von adaptiven Optiken. Hierdurch soll eine technologische Lücke geschlossen werden, so dass Dynamikmessungen in lebenden Zellen oder Gewebeverbünden ermöglicht werden und diese auch im Rahmen von industriellen Hochdurchsatz-Screenings eingesetzt werden können.
Das Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.