Digitale Bildgebung und Rekonstruktion von lichtbrechenden Proben in den Lebenswissenschaften

Digitale Bildgebung ermöglicht die Darstellung von biologischen Organismen durch Kombination von physikalischen Messungen und numerischen Rekonstruktionsalgorithmen. Gegenstand dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung zweier Techniken der digitalen Bildgebung in den Lebenswissenschaften, der Scanning Laser Optical Tomography (SLOT) und der digitalen Holographie. Erstmalig werden native humane Stammzellaggregate in Glaskapillaren mit SLOT bildgegeben. Durch Lichtbrechung an der Glaskapillare entstehen Rekonstruktionsartefakte, die theoretisch und experimentell untersucht sowie korrigiert werden. Mit der digitalen Holographie wird erstmalig die Goldnanopartikel-vermittelte Zellperforation untersucht. So wird eine Brücke zwischen der Forschung auf subzellulärer Ebene und der Forschung an Zellkulturen im Hochdurchsatz geschlagen. Auf Basis der Erkenntnisse werden für beide Techniken neuartige Rekonstruktionsalgorithmen entwickelt, die das Potential haben, die Leistungsfähigkeit der Bildgebungstechniken zur in vitro Bildgebung und im Hochdurchsatz signifikant zu steigern.