Fluoreszenz-Imaging von Sauerstoff, pH-Wert und Temperatur mit Hilfe optischer Sensoren

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In diesem stark materialwissenschaftlich bzw. spektroskopisch orientierten Projekt sollen neue fluoreszenzanalytische Methoden und neue Materialien (Sensoren, Nanopartikel, Fluoreszenzindikatoren, etc.) entwickelt werden. Konkret beinhaltet dies folgende zwei Bereiche:(1) Biokompatible bzw. sprühbare Sensoren, die es ermöglichen, nach ihrer Aufbringung auf Hautwunden deren pH-Wert bzw. pO2 mit Hilfe des Fluoreszenz-Lifetime-Imagings ortsaufgelöst zu bestimmen bzw. kontinuierlich zu verfolgen. Dazu müssen neue sensorische Konzepte sowie geeignete Polymermatrizen gefunden werden. Die erhaltenen Sensormaterialien sollen danach in der Praxis hinsichtlich ihrer klinischen Anwendbarkeit überprüft werden. Die Sensoren sind primär für dermatologische Fragestellungen konzipiert, sollen in Folge aber auch in anderen medizinischen Gebieten Verwendung finden. (2) Die Entwicklung von biokompatiblen planaren Dual- und Tripelsensoren zur gleichzeitigen Bestimmung von pH-Wert, Sauerstoff und/oder Temperatur. Dazu sollen Indikatoren eingesetzt werden, die in Mikro- bzw. Nanopartikel eingebettet vorliegen, um gegenseitige Störungen zu minimieren und identische, biokompatible Globalmatrizen benutzen zu können. Des Weiteren sollen Fehlerquellen eliminiert und Ansprechzeiten minimiert werden, um so schlussendlich den spezifischen Randbedingungen der Biotechnologie bzw. experimentellen Medizin zu genügen. Insbesondere sollen sie auch dicht auf der Haut aufliegen, vom Gewebe nicht abgestoßen werden und nicht toxisch wirken. Damit sollte es erstmals möglich werden, die beiden so wichtigen Größen gleichzeitig und ortsaufgelöst in biologischen Matrizen zu verfolgen. Bei der speziellen Anwendung auf Fragen der Dermatologie soll dies zu neuen und grundlegenden Erkenntnissen über den Verlauf chronischer Hautwundenerkrankungen führen.