SELFLED - Selektive Fluoreszenzmikroskopie von Einzelzellen auf Basis hoch-integrierter MikroLED-Arrays

SELFLED ist ein Verbundprojekt von fünf Instituten und Unternehmen, die gemeinsam an der Effizienzsteigerung der Fluoreszenzmikroskopie durch Automatisierung, Parallelisierung und Miniaturisierung des Beleuchtungssystems forschen.

Die Fluoreszenzmikroskopie ermöglicht eine hochaufgelöste Untersuchung von Zellen in Mikroumgebungen und stellt damit ein zentrales Instrument in der medizinischen Forschung, bspw. in der Medikamentenentwicklung und Krebsforschung, dar. Die Projektpartner haben sich zum Ziel gesetzt mit Hilfe eines optischen Packages, das neben einem MikroLED-Array aus einem Mikrolinsen-Array bestehen soll, die Photobleichung der Fluorophore zu minimieren und den photooxidativen Stress der Proteine zu reduzieren. Dazu gilt es, dass selektive Ausleuchten der Wells bei einer möglichst geringen Randstreuung in benachbarten, unbeobachteten Proben, umzusetzen.

Das ITA ist im Projekt schwerpunktmäßig für die iterative zielgerichtete Simulation des gesamten optischen Packages und die Designauslegung des Mikrolinsen-Arrays verantwortlich. Neben der Entwicklung von Algorithmen, die auf Basis variierender Eingangsparameter die optimalen Geometrien der Freiform Linse berechnen, erfolgt die Vermessung der Optiken am Institut. Hierfür wird ein optischer Messplatz derart erweitert, dass teilautomatisierte Messungen durchgeführt werden können. Zusätzlich soll KI-basierte Bildverarbeitung das Alignment der Mikrokomponenten vereinfachen. Die gewonnenen Kenntnisse werden im späteren Verlauf für die aktive Justage des Packages verwendet.