Molekulare Diagnostik
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 Die molekulare Diagnostik birgt in sich die Möglichkeit sehr spezifisch und gleichzeitig sehr empfindlich zu sein. Die Spezifität ergibt sich durch den Nachweis von bestimmten diagnostischen molekularen Markern. Eine hohe Empfindlichkeit wird erreicht, wenn kleine Mengen von Markern beispielsweise durch Fluoreszenz nachgewiesen werden können.

Die Quantifizierung von molekularen Markern geschieht entweder direkt, indem Moleküle anhand ihres Absorptions-, Raman- oder Fluoreszenzspektrums nachgewiesen werden. Oder die Markermoleküle werden indirekt über ein Nachweismolekül, das an das Zielmolekül bindet, erkannt. Das Nachweismolekül trägt dann ein gut sichtbares Kennzeichen (Label), das beispielsweise fluoresziert.
Ohne Label durch direkte Absorptionsspektroskopie kann beispielsweise Hämoglobin sehr gut erfasst werden, das zudem bei Anlagerung von Sauerstoff sein Spektrum ändert. Hiermit wird im Bereich der Blutsensorik die Qualität von Blutprodukten ermittelt und bei der Pulsoximetrie die Sauerstoffsättigung in vivo bestimmt. Durch Raman-Spektroskopie wird in vivo die Konzentration von Antioxidantien wie ß-Karotin und Lykopin ermittelt. Mit Hilfe der Fluoreszenz bestimmter Aminosäuren kann eine Protein-Verschmutzung von gereinigten medizinischen Instrumenten oder fleischverarbeitenden Maschinen überprüft und quantifiziert werden. All diese Techniken müssen jedoch mit der Lichtstreuung, die für Gewebe typisch ist, umgehen können. Das heißt für eine richtige Quantifizierung müssen Korrekturalgorithmen angewandt werden, die die gewebeoptischen Eigenschaften, insbesondere Streuung berücksichtigen.

Sehr große Hoffnung für die zukünftige Diagnostik wird auf den indirekten Nachweis, das sogenannte molekulare Targeting gesetzt. Durch meist hochspezifische molekulare Erkennung und eine kontrastreiche Detektion durch Fluoreszenz können schon sehr frühe krankhafte Veränderungen beispielsweise bei Krebs erkannt werden. Ziel ist es, damit die therapeutische Intervention in einem gut behandelbaren Stadium zu ermöglichen. Für diese Methode gilt es geeignete Moleküle zu finden, die als Sonden geeignet sind. Ein Ansatz hierzu ist die Optimierung von Peptiden für diesen Zweck. Die Fluoreszenz wird zum einen zur Bestimmung der Qualität und der Optimierung der Peptide genutzt, aber auch im diagnostischen Einsatz in vivo zum empfindlichen Auffinden von Darmkrebszellen im Tumorfrühstadium.

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