2022

Masterarbeit

zum Thema:

"Softwareentwicklung für ein multimodales Hochdurchsatz-Bildgebungs- und Spektroskopiesystem zur Zellanalyse"

Ayman Bali

Aufgrund der Beibehaltung der Probenintegrität besitzen Marker-freie Bildgebungsverfahren für die Untersuchung biologischer Zellprozesse eine entscheidende Bedeutung. Die Raman-Spektroskopie als markierungsfreier Bildgebungsansatz erfuhr vor allem im vergangenen Jahrzehnt große Aufmerksamkeit in der Forschung und sogar bei therapeutischen Anwendungen.

Wegen der manuellen Durchführung sind Raman-Messungen im Allgemeinen sehr zeitaufwändig. Dies führt häufig zur Analyse einer nur geringen Probenanzahl und einer aus diesem Grund fehlenden Eindeutigkeit von statistischen Auswertungen. Die Verwendung der Raman-Spektroskopie in Kombination mit der Mikroskopie bietet jedoch das Potenzial, ein schnelles automatisiertes, markierungsfreies Screening von Zellen zu ermöglichen.

Diese Masterarbeit setzte sich das Ziel der Entwicklung einer LabVIEW-Software für die multimodale Mikroskopie-Bildgebung mit hohem Durchsatz und die Sammlung von Raman-Spektren biologischer Zellen. Zu den multimodalen Methoden zählen die Hellfeld-, Phasenkontrast- und Fluoreszenzmikroskopie. Darüber hinaus wurden verschiedene Bildverarbeitungsalgorithmen, darunter der Autofokus und die Zellerkennung zur Verkürzung der Aufnahmezeiten bei der Zellanalyse, in die Software integriert.
Die simultane Spektrenerfassung und Bildgebung mit mehreren Mikroskopiemethoden ermöglicht den Erhalt detaillierter spektraler und räumlicher Informationen der Proben. Aus der zusätzlichen Kombination mit der automatisierten spektralen Erfassung des molekularen Fingerabdrucks von Zellen resultiert des Weiteren ein markierungsfreies Hochdurchsatz-Screening der Probe.