Applikationsbeispiel: Fluoreszenz und Spectral-Imaging für Bioreader-Applikationen
Im Rahmen von Verbundprojekten zu Untersuchungsmethoden von Genom-Interaktionen sowie der entsprechenden Fluoreszenz-Nachweistechnik entstanden mehrere laserbasierte Fluoreszenz- Detektionsanordnungen. Damit ist eine orts- und spektralaufgelöste Fluoreszenzdetektion an beliebigen Biochips möglich. Durch Anpassung der Laser-Strahlungsquelle, der Filteranordnungen sowie der Detektoren (Foto-Multiplier, CCD-Array) lassen sich die verschiedensten Anforderungen erfüllen. Möglich sind unter anderem:
Als neueste Entwicklung wurde ein Spectral-Imaging-Verfahren basierend auf der Kombination eines Imaging-Spektrografen von SPECIM mit einer höchstempfindlichen EMCCD-Kamera von ANDOR, für die Mehrfarben-Bioreadertechnik (Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5) entwickelt, mit der eine deutliche Reduzierung von falsch-positiven Biospotsignalen gelang. Zur Auswertung spektraler Datensätze werden Verfahren der multivariaten Datenanalyse (Unmixing) eingesetzt. Es bestehen Erfahrungen mit unterschiedlichen überwachten und unüberwachten Methoden. Die Entwicklungsarbeiten wurden in enger Zusammenarbeit mit dem Leibniz Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V. / Hans-Knöll-Institut (HKI) durchgeführt. Applikationsbeispiel: Bildgebende optische Spektralsensorik zur automatischen Reglung von Gasbrennern für die Glas verarbeitende Industrie
Die genaue Zusammensetzung des Brennstoffgemischs von Gasbrennern ist ausschlaggebend für die maximal erreichbare Flammentemperatur sowie für den ökonomischen Rohstoffeinsatz. Hierfür wurde ein mobiles Gerät zur optischen Flammenanalyse und Optimierung der Gasversorgung industrieller Brenner entwickelt. Das relative Brennstoff-Sauerstoff-Verhältnis kann anhand der spektralen Emission im sichtbaren und UV-Bereich eingeschätzt werden, indem die Verteilung der Gasemissionen entlang der Flamme ausgewertet wird. Für fachliche Auskünfte stehen Herr Diese E-Mail Adresse ist gegen Spam Bots geschützt, Sie müssen Javascript aktivieren, damit Sie es sehen können (Spectral-Imaging-Gerätetechnik), Diese E-Mail Adresse ist gegen Spam Bots geschützt, Sie müssen Javascript aktivieren, damit Sie es sehen können (Applikationen), Diese E-Mail Adresse ist gegen Spam Bots geschützt, Sie müssen Javascript aktivieren, damit Sie es sehen können (Unmixing) sowie Diese E-Mail Adresse ist gegen Spam Bots geschützt, Sie müssen Javascript aktivieren, damit Sie es sehen können (Fluoreszenzfarbstoffe) zur Verfügung. |
Spectral-Imaging-Aufbau zur Aufnahme von fluoreszenzmarkierter Biochips
Schema des Spectral-Imaging-Aufbaus bestehend aus der Detektionseinrichtung: Imaging-Spektrogaf, Kamera, Objektiv und Emissionsfilter, aus der Anregungseinrichtung: Laser mit Emissionsfilter und Linienprojektions-Optik, und aus der Scaneinrichtung: Biochip-Halterung, motorisierter Lineartisch, alles eingeschlossen in ein lichtdichtes Gehäuse für Experimente mit langer Belichtungszeit
Linienhafte Anregung von Spots auf dem Biochip mit einem 532 nm-Laser
Prinzip des Spectral-Imaging - Kombination zweier optischer Gebiete: konventionelle Bildverarbeitung und klassische Spektroskopie
Beispiel einer überlagerten spektralen Signatur eines dreifach markierten Spots, angeregt mit
Der Spectral-Imaging-Sensor nimmt Chemolumineszenz und thermische Emission aus einer Reihe von Punkten auf, die längs eines Schnittes durch die Flamme liegen.
Aus dem aufgenommenen spektralen Datensatz werden durch ein Unmixing-Verfahren die Konzentrationen einzelner Komponenten entlang der Flamme ermittelt. Für jedes Reaktionsprodukt CO, OH, usw. entsteht ein Konzentrations-Profil (rechts).