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Neue Farbstoffe für biomedizinische Anwendungen

Die ständige Weiterentwicklung der In-vivo-Bildgebung wie auch der Diagnostik ist noch immer eine der größten Aufgaben der biomedizinischen Forschung. Europäische Forscher entwickelten nun neue Farbstoffe, die auf dem Prinzip der Zwei-Photonen-Absorption beruhen.
Neue Farbstoffe für biomedizinische Anwendungen
Die Zwei-Photonen-Absorption ist ein neues Forschungsfeld, das Expertise aus der Biologie, Chemie, Physik und den Ingenieurwissenschaften vereint. Anwendungen für diese Technologie der 2-Photonen-Anregung reichen von der medizinischen Bildgebung über Medizintechnik bis hin zur Medizinforschung.

Farbstoffe für die Zwei-Photonen-Absorption sollten bestimmte Parameter erfüllen: eine hohe Sensibilität für die Zwei-Photonen-Absorption sowie mit biologischen Systemen und entsprechenden Apparaten kompatible Eigenschaften.

Vor diesem Hintergrund entwickelte und evaluierte das EU-finanzierte Forschungsprojekt (Two photon absorbers for biomedical applications) neue Farbstoffe für die Zwei-Photonen-Absorption. In Zusammenarbeit mit anderen Fachbereichen wie synthetischer Chemie, Zellbiologie und Lasertechnik sollten innovative Methoden entwickelt werden.

So wurden computergestützte Anwendungen entwickelt, um zu untersuchen, wie verschiedenste Moleküle auf die Zwei-Photonen-Absorption reagieren und entsprechende Modelle zu erstellen. In diese Modelle fließen auch Umweltfaktoren ein, da mittels Zwei-Photonen-Absorption auch minimale Umweltveränderungen nachgewiesen werden können. Grundlagenkenntnisse zu den molekularen Eigenschaften, die effiziente Farbstoffe für die Zwei-Photonen-Absorption aufweisen sollten, erleichtern deren technische Herstellung.

Für die Charakterisierung von fluoreszenten und nicht fluoreszenten Farbstoffen für die einzelnen Spektren der Zwei-Photonen-Absorption wurden Experimentieranordnungen erstellt, insbesondere für die Synthese mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe für die Zwei-Photonen-Absorption im biologischen Spektrum.

Neben der Weiterentwicklung der In-vivo-Bildgebung und diagnostischen Genauigkeit hat die TOPBIO-Studie weitere hervorragende Ergebnisse vorzuweisen: entdeckt und weiter erforscht wurde beispielsweise der durch Zwei-Photonen-Absorption induzierte Zelltod. Auf dieser Basis könnten künftig Krebsmedikamente für die photodynamische Therapie entwickelt werden.

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