Forradalom a mikroszkópiában: Az új algoritmus felgyorsítja a képelemzést!

Forradalom a mikroszkópiában: Az új algoritmus felgyorsítja a képelemzést!

2025. július 14-én a Göttingeni Georg-August Egyetem három vezető kutatója, Prof. Dr. Lutz Ackermann, Prof. Dr. Timo Betz és Prof. Dr. Jörg Enderlein jelentős támogatást kapott az Európai Kutatási Tanácstól (ERC). Ezt a 150 000 eurós Proof of Concept (PoC) támogatást 18 hónapos időszak alatt nyújtják, és az ERC korábbi támogatásával rendelkező kutatóknak szól. A finanszírozás célja olyan innovatív projektek támogatása, amelyek jelentős előrelépést tesznek lehetővé a tudomány és a technológia területén.

Prof. Ackermann a „PhotoElectroFlow” projektre összpontosítja finanszírozását. Ez magában foglalja egy környezetbarát kémiai szintézis technológia kifejlesztését, amely napenergiát és elektromos energiát használ. A PhotoElectroFlow fő célja egy fotoelektrokémiai molekulaszintézisen alapuló folyamatos elektrolizátor létrehozása.

Újítások a képelemzésben

Prof. Betz másik célja a „BiQ-Cloud” platform fejlesztése. Ennek a platformnak az a célja, hogy költséghatékony elemzési eszközöket biztosítson az orvosbiológiai kutatásokhoz. A BiQ-Cloud lehetővé teszi a mikroszkópos képek elemzését biztonságos felhőkörnyezetben, és nem igényel drága szoftvert vagy kiterjedt informatikai ismereteket. A rendszert jelenleg szív- és vázizmok elemzésére használják, és alapul szolgál egy spin-out cég alapításához.

Emellett Prof. Enderlein egy innovatív mikrochipen dolgozik, a „QYieldChip”-en, amely a lumineszcencia kvantumhozamának kalibrálás nélküli mérésére szolgál. Ez a technológia pontos méréseket tesz lehetővé különböző lumineszcens rendszerekben, és alkalmazható a bioképalkotás, az anyagtudomány, a mezőgazdaság és a környezeti érzékelés területén.

A mikroszkópia fejlődése

A képalkotás világában a Tübingeni Egyetemen kutató nemzetközi csapat kifejlesztett egy DECODE (DEep COntext DEpendent) nevű algoritmust, amely forradalmasítja a szuperfelbontású mikroszkópiát. Ez a módszer, amelyet 2014-ben kémiai Nobel-díjjal tüntettek ki, részletes betekintést tesz lehetővé a sejt- és nanometrikus struktúrákba. Az algoritmus javítja az egymolekulás lokalizációs mikroszkópot (SMLM) azáltal, hogy drámai módon csökkenti a szükséges képek számát, ezáltal akár tízszeresére növeli a képalkotási sebességet, anélkül, hogy jelentős felbontást veszítene.

A DECODE használatához szükséges szoftver ingyenes és könnyen telepíthető, így értékes eszköz a kutatók számára. Ugyanakkor a DECODE számszerűsíti a lokalizáció bizonytalanságát, és mély tanulást alkalmaz a jobb eredmények elérése érdekében. Ezt az algoritmust a heidelbergi European Molecular Biology Laboratory (EMBL) és a virginiai (USA) Janelia Research Campusszal együttműködésben fejlesztették ki.

Összefoglalva, a Göttingeni Egyetem finanszírozása és a mikroszkópia fejlődése megmutatja, hogyan lehet előmozdítani az orvosbiológiai kutatások és a képelemzés terén megvalósuló innovációkat. A képfeldolgozás és az új technológiák fejlődése jelentős betekintést nyújthat a biológiai folyamatok alapjaiba, és széles körben alkalmazható az orvostudományban és más tudományos területeken. Ezekről a projektekről és technológiákról további információk találhatók a weboldalon Georg August Göttingeni Egyetem, Jülich Kutatóközpont és Tübingeni Egyetem megtalálni.