Baukastensystem für die optische Bildgebung aus dem 3D-Drucker

Ein Team von Forschenden, angeführt von Prof. Thorben Cordes, hat eine neue Mikroskopieplattform namens “Brick-MIC” entwickelt, die den Zugang zu modernen Mikroskopie- und Spektroskopieverfahren erheblich erleichtern soll. Brick-MIC setzt auf Komponenten, die kostengünstig im 3D-Druck hergestellt werden können, und bietet dadurch eine flexible Lösung für eine Vielzahl von wissenschaftlichen Anwendungen. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Moderne Lichtmikroskope sind essenziell für Untersuchungen in den Biowissenschaften und der Medizin, doch die Entwicklung neuer Technologien in diesem Bereich dauert oft Jahre, bevor sie allgemein verfügbar sind. Brick-MIC adressiert dieses Problem durch ein modulares, Open-Source-System, das es ermöglicht, die optischen Komponenten schnell und einfach zu wechseln. Dadurch können verschiedene Mikroskopietechniken wie Einzelmoleküldetektion und hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie kostengünstig und flexibel realisiert werden. Dies könnte beispielsweise Krankenhäusern den Zugang zu fortschrittlichen Nachweisverfahren für Viren und Bakterien erleichtern.

Gabriel Moya sagt: „Die Qualität der Daten und Bilder von Brick-MIC ist vergleichbar mit denen von Mikroskopen, die speziell für die jeweilige Technik konzipiert sind. Diese sind jedoch in der kommerziellen Anschaffung sehr teuer – oder man muss ein Spezialist in optischen Verfahren sein und das Mikroskop selbst bauen. Mit Brick-MIC können wir kostengünstig verschiedenste hochmoderne Mikroskopieverfahren für Anwender etablieren, einschließlich Einzelmoleküldetektion und hochauflösender optischer Mikroskopie. Damit könnten beispielsweise auch Krankenhäuser Zugang zu neuartigen Verfahren erhalten, um direkt Viren, Bakterien oder Krankheitsmarker nachzuweisen.“

Ein besonderes Merkmal von Brick-MIC ist die einfache Handhabung: Für die Montage der Komponenten werden keine Werkzeuge benötigt. Zudem ist das System für den Einsatz in Hochsicherheitslaboren oder bei der Feldforschung optimiert, da es handlich und robust ist. Die Plattform wurde bereits erfolgreich für den direkten Virusnachweis getestet, einschließlich eines Verfahrens zur schnellen Erkennung von SARS-CoV-2 in Flüssigkeiten.

Prof. Thorben Cordes und sein Team arbeiten derzeit an weiteren Anwendungen für Brick-MIC, sowohl in der akademischen Forschung als auch in industriellen Bereichen. Prof. Cordes sagt: „Wir erwarten ein breites Anwendungsspektrum im Bereich der akademischen und industriellen Forschung: Von der Fluoreszenzbildgebung in der Pharmazie über medizinische Zellforschungsverfahren wie die Tumormarkierung bis hin zur Überwachung von Ökosystemen durch Probenanalysen vor Ort.“