Biophotonik und Analytik – HOT – Hannoversches Zentrum für Optische Technologien

Cytochrome-c - ein Protein als Fenster in die Bakterien.

Ramanspektrum eines Nitrosomonas Bakteriums.

Im Rahmen seiner angewandten optischen Forschung arbeitet das HOT an aktuellen Brennpunkt-Themen in der Biophotonik, den Lebenswissenschaften und der Umweltanalytik.

Unsere derzeitigen Anwendungsschwerpunkte sind hier

Mikroplastik: Online-Detektion in strömendem Wasser und Wirkungsvektoren
Mikroalgen: Karotinoide und Reaktionen auf Umwelteinflüsse
Bakterien: Nicht-invasive Verwandtschaftsbestimmung („in vivo Phylogenie“)
Biofilme: Nicht-invasive Langzeitbeobachtung, Spezies-Identifikation, und 3D Aufbau
Humanhaut: Optische Analytik (Dermatoskopie, Melanomdickenbestimmung, Quantifizierung von Karotinoiden, Vitamin D Synthese)
Innenohr: Nicht-invasive optische Diagnostik
Proteine: Proteinfunktionsanalyse

Experimentelle Methoden und Datenanalyse

Dafür arbeiten wir an neuen oder verbesserten experimentellen Methoden und Datenanalyse:

Multivariate Analyse und Clusterverfahren
zur Diskriminierung und Gruppierung von Spektren
Raman-Resonanzprofile
hochaufgelöste Resonanzprofile, Molekülidentifikation, durchstimmbare Rayleigh-Blockfilter
Simulation und Bildverarbeitung
Ramansignale, OCT, Optoakustik, Photophysik/-chemie

Optische Verfahren

Die dabei vorwiegend eingesetzten optischen Verfahren sind

Konfokale Raman Mikroskopie
ortsaufgelöst auf Zellebene; Information auf Molekülebene
Resonanz Raman Spektroskopie
Information auf Molekül- und Molekülgruppenebene
Absorptions- und Transmissionsspektroskopie
Holografische Mikroskopie
Optoakustik
Optische Kohärenz Tomographie (OCT)

und die Kombination der Verfahren untereinander.

FORSCHUNGSPROJEKTE

RRS-OA

Leitung: M. Wollweber

Jahr: 2011

Förderung: DFG
OCT

Leitung: B. Roth, M. Rahlves

Jahr: 2011
ODONTO

Jahr: 2011
Forschungsinitiative "Wasser und Sicherheit"

Leitung: B. Roth, M. Wollweber

Team: A.-K. Kniggendorf

Jahr: 2011
Hautkrebsscreening (HKS)

Entwicklung eines digitalen Dermatoskopiegerätes mit erweitertem Diagnoseumfang für das automatisierte Ganzkörper-Hautkrebs-Screening (Melanom-früherkennung)

Leitung: M. Wollweber

Jahr: 2012
Melanomdickenbestimmung mittels Optoakustik und OCT

Entwicklung eines Verfahren zur präoperativen Bestimmung der Dicke von Melanom-verdächtigen Hautläsionen.

Leitung: B. Roth, M. Wollweber, U. Morgner, M. Rahlves

Jahr: 2013

Förderung: BMBF
OPTIMUS - Ramanspektroskopie an Mikroplastik, Mikroben und Spurenstoffen

"Live"-Nachweis von kontaminiertem Mikroplastik in fließendem Trinkwasser mit Ramanspektroskopie für das BMBF-Verbundprojekt OPTIMUS mit dem Ziel eines Online Detektors zur permanenten Kontrolle von Trinkwasserströmen auf Mikroplastik.

Leitung: B. Roth

Team: A.-K. Kniggendorf

Jahr: 2016

Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Smartphone-gestützte optische Schnelltests für diagnostische Anwendungen

Entwicklung von Aptamer-funktionalisierten Oberflächenplasmonen (SPR)-Sensoren für die Smartphone-basierte patientennahe Labordiagnostik.

Leitung: K. Bremer, B. Roth

Team: M. Rahlves

Jahr: 2017

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und Europäischer Sozialfond (ESF)
AMIRA - Analyse mikrobieller Verwandtschaftsbeziehungen in vivo mit Ramanspektroskopie

Im Projekt AMIRA wird am HOT in Kooperation mit dem Arbeitsbereich Wasser- und Abwasserbiologie am Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik (ISAH) eine vollständige Methode für die phylogenetisch sensitive Analyse komplexer bakterieller Biofilme entwickelt. Dies wird erstmalig die direkte vollständige Beobachtung fortschreitender, ungestörter Biofilmbildung einschließlich der Verwandtschaftsbeziehungen der die entstehenden Mikrohabitate besiedelnden Bakterien ermöglichen.

Leitung: A.-K. Kniggendorf

Jahr: 2018

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - 397827619