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Very fast Imaging by Broadband coherent RAman

Projektbeschreibung

DEENESFRITPL

Nicht-invasives Mikroskopieverfahren in Echtzeit könnte die zelluläre Bildgebung revolutionieren

Das ERC-finanzierte Projekt VIBRA plant die Entwicklung eines innovativen Mikroskops für die nicht-invasive Echtzeit-Bildgebung von Zellen und Geweben, das die Biologie und das Ingenieurwesen revolutionieren könnte. Durch die Kombination detaillierter molekularer Informationen aus dem gesamten Schwingungsspektrum mit einer Erfassungsgeschwindigkeit nahe der Videorate werden die Forschenden versuchen, die Grenzen der derzeitigen Raman-Spektroskopieverfahren zu überwinden. Dazu werden die Forschenden an der Verbesserung gepulster Laserquellen, der Optimierung nichtlinearer Wechselwirkungen, der Erhöhung der Erfassungsgeschwindigkeit und der Implementierung paralleler integrierter Datenverarbeitung arbeiten. In der abschließenden Anwendungsphase wird VIBRA die Leistungsfähigkeit des neuartigen Bildgebungssystems durch die Untersuchung der Differenzierung von Krebszellen und die Erkennung neuronaler Tumore validieren. Die Projektergebnisse könnten den Weg für eine künftige virtuelle Histopathologie ebnen, die eine In-vivo-Visualisierung der funktionellen Eigenschaften von Zellen und Geweben ermöglicht.

Ziel

The VIBRA project aims at developing an innovative microscope for real-time non-invasive imaging of cells and tissues, which promises to have a revolutionary impact on several fields of biology and medicine. Chemically specific vibrational signatures of molecules enable their direct structural characterization. Reliable and quantitative endogenous bio-markers can be established, e.g. to follow cell differentiation and to identify crucial properties of tissues (malignant vs benign phenotype of a tumour). In this way neoplasms can be located and their borders with normal tissue traced for surgery.

Spontaneous Raman spectroscopy demonstrated this capability, but it is intrinsically too slow for imaging. Coherent Raman microscopy, on the other hand, can reach extremely high speed (up to the video rate) but at the expense of poor chemical selectivity, being limited to a single vibrational frequency.

The ground-breaking goal of VIBRA is to combine the most detailed molecular information over the entire vibrational spectrum with the highest acquisition speed. The PI will develop a complete coherent Raman microscope for near-video-rate broadband vibrational imaging. This high risk/high gain goal will be achieved by the combination of four key developments: improved pulsed laser source; optimized non-linear interaction, enhancing the signal; increase in acquisition speed, thanks to innovative spectrometers; parallel on-board data processing.

In the final application phase, the VIBRA project will validate the performances of the novel vibrational imaging system studying two important bio-medical problems: cancerous cell differentiation and detection of neuronal tumours. This will pave the way towards future “virtual histopathology”: intraoperative non-invasive evaluation of cancerous tissue. My vision is to allow researchers and doctors without a specific knowledge in lasers and optics to routinely visualize functional properties of cells and tissues in vivo.

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Thema/Themen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

ERC-2014-CoG

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Finanzierungsplan

ERC-COG - Consolidator Grant

Gastgebende Einrichtung

POLITECNICO DI MILANO
Netto-EU-Beitrag
€ 1 822 500,00
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italien

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Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 1 822 500,00

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Letzte Aktualisierung: 5 Juni 2023

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Permalink: https://cordis.europa.eu/project/id/648615/de

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