Forschung

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Arbeitsgruppe Biophotonik 2011

Prof. Dr. Herbert Schneckenburger arbeitet seit 1986 auf dem Gebiet der Biomedizinischen Optik und leitete von 1993 bis 2019 das Institut für Angewandte Forschung (IAF) sowie die Arbeitsgruppe Biophotonik. Im selben Zeitraum bearbeitete, leitete und koordinierte er 36 Drittmittel-Forschungsprojekte und betreute über 100 Diplom-, Bachelor- und Masterarbeiten sowie sechs Promotionen.

Beispielhaft sind folgende Projekte genannt:


Nanotomographie von Zelloberflächen (BMBF; 2004−2007)

Das gemeinsam mit der Hochschule Reutlingen durchgeführte Projekt wurde vom BMBF für den Deutschen Zukunftspreis 2009 des Bundespräsidenten vorgeschlagen. Es dient vor allem der Erkennung von Tumorzellen sowie der Erforschung von Ursachen neurodegenerativer Erkrankungen.


Zentrum für Angewandte Forschung ZAFH-PHOTONn (Land Baden-Württemberg und Europäischer Fonds für die regionale Entwicklung der EU; 2008−2014)

Koordinierung eines Verbundprojekts mit 6 Fachhochschulen, 2 universitären Instituten und mehreren beratenden Firmen. Hierbei wurden photonische Verfahren in ihren metrologischen Dimensionen erweitert, um neue Anwendungsfelder zu erschließen. Sieben innovative Projekte wurden in den beiden thematischen Schwerpunkten „Multidimensionale Mikroskopie“ und „Photonische Sensorik“ bearbeitet. Sie umfassten u.a. die Etablierung von tiefenauflösenden Methoden und multispektralem Imaging von 3D-Zellkulturen sowie die Erweiterung optischer 3D-Sensorsysteme zu Echtzeitsystemen und die Einführung neuer Methoden der nicht taktilen Fertigungsmesstechnik.


Mikrostrukturanalyse im Gewebeverband (Baden-Württemberg-Stiftung gGmbH; 2011−2014)

In Kooperation mit dem Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm (ILM) wurden aus Streulichtmessungen an Zell- und Gewebeproben Informationen über deren Mikrostruktur gewonnen. Dies betrifft insbesondere Änderungen der Zellmorphologie bei Nekrose oder Apoptose sowie Veränderungen der Gewebestruktur bei der Infiltration von Tumorzellen. Das Verfahren ist vor allem für eine markierungsfreie Diagnostik von Bedeutung.


Entwicklung eines Moduls für die Lichtscheibenmikroskopie (BMWi /ZIM; 2013−2015)

In Kooperation mit einem Partner der mittelständischen Industrie (J&M Analytik AG, Essingen) wurde ein konventionelles Mikroskop für die Lichtscheibenmikroskopie erweitert. Es ermöglicht hochauflösende 3D Mikroskopie lichtempfindlicher Zell- und Gewebeproben über einen längeren Zeitraum hinweg und stellt u.a. eine „Low cost“ Alternative zu bestehenden Lichtscheibenmikroskopen dar.


Innovative Verfahren zur höchstauflösenden Mikroskopie lebender Zellen (MicroLife) (Land Baden-Württemberg; 2015−2017)

Mit den entwickelten Methoden der Structured Illumination Microscopy (SIM) sowie der Axialtomographie gelang ein wesentlicher Schritt zur Super-resolution Microscopy mit einer Auflösung bis unter 100 Nanometer. Dies ermöglichte u.a. eine hochauflösende Darstellung des Zytoskeletts sowie der zellulären Aufnahme und Verteilung verschiedener Metabolite, z.B. Zytostatika (Kooperation mit Prof. Dr. C. Cremer, Universität Heidelberg).

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Abbildung: Darstellung des Zytoskeletts nach Färbung mit Tubulin TrackerTM Green mit Weitfeldmikroskopie (a) und Structured Illumination Microsocpy, SIM (b); aus V. Richter, M. Piper, M. Wagner, H. Schneckenburger: Appl. Sci. 9 (6) (2019) 1188.

Seit Herbst 2019 forscht und lehrt Herbert Schneckenburger als Professor emeritus an der Hochschule Aalen sowie an der Universität Ulm. Er ist weltweit als Referent zu wissenschaftlichen Vorträgen oder zu Vorträgen im Rahmen des Student Chapters der SPIE (Society for Optical Engineering) eingeladen. Auch ist er ein gefragter internationaler Gutachter und Autor von annähernd 300 wissenschaftlichen Publikationen. Gegenwärtig forscht er an folgenden Fragestellungen:

- Anwendung höchstauflösender Mikroskopiemethoden in der Zellbiologie und molekularen Medizin

- Messung subzellulärer Transportvorgänge sowie intermolekularer Wechselwirkungen im Nanometerbereich zur Erforschung pharmazeutischer Wirkstoffe (in Kooperation mit der Forschungs- und Entwicklungs-GmbH an der Fachhochschule Oberösterreich).

- Nutzung funktionalisierter additiv gefertigter Optiken für die Fluoreszenzmikroskopie (als Teilvorhaben eines von Prof. Dr. A. Heinrich geleiteten Forschungsvorhabens der Baden-Württemberg-Stiftung gGmbH).

Projektmitarbeiter: Dr. Verena Richter, Dipl.-Ing. (FH) Michael Wagner MSc., Claudia Hintze

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Prof. Dr. Herbert Schneckenburger

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G1 2.11