Rewolucja w mikroskopii: Nowy algorytm przyspiesza analizę obrazu!

Rewolucja w mikroskopii: Nowy algorytm przyspiesza analizę obrazu!

14 lipca 2025 r. trzej czołowi badacze z Uniwersytetu Georg-August w Getyndze, prof. dr Lutz Ackermann, prof. dr Timo Betz i prof. dr Jörg Enderlein, otrzymali znaczący grant od Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC). Grant na weryfikację koncepcji (PoC) w wysokości 150 000 euro będzie przyznawany przez okres 18 miesięcy i jest skierowany do badaczy posiadających wcześniejsze fundusze ERBN. Dofinansowanie przeznaczone jest na wsparcie innowacyjnych projektów, które mają potencjał umożliwienia istotnego postępu naukowo-technicznego.

Prof. Ackermann koncentruje swoje fundusze na projekcie „PhotoElectroFlow”. Wiąże się to z opracowaniem przyjaznej dla środowiska technologii syntezy chemicznej wykorzystującej energię słoneczną i elektryczną. Głównym celem PhotoElectroFlow jest stworzenie elektrolizera ciągłego opartego na fotoelektrochemicznej syntezie molekularnej.

Innowacje w analizie obrazu

Kolejnym celem prof. Betza jest rozwój platformy „BiQ-Cloud”. Celem tej platformy jest zapewnienie opłacalnych narzędzi analitycznych do badań biomedycznych. BiQ-Cloud umożliwia analizę obrazów mikroskopowych w bezpiecznym środowisku chmurowym i nie wymaga drogiego oprogramowania ani rozbudowanej wiedzy informatycznej. Obecnie system służy do analizy pracy mięśnia sercowego i szkieletowego i stanowi podstawę do założenia spółki typu spin-out.

Ponadto prof. Enderlein pracuje nad innowacyjnym mikrochipem „QYieldChip”, który służy do pomiaru wydajności kwantowej luminescencji bez kalibracji. Technologia ta umożliwia precyzyjne pomiary w różnych układach luminescencyjnych i ma zastosowanie w obszarach bioobrazowania, materiałoznawstwa, rolnictwa i wykrywania środowiska.

Postępy w mikroskopii

W świecie obrazowania międzynarodowy zespół badawczy na Uniwersytecie w Tybindze opracował algorytm o nazwie DECODE (DEep CONtext DEpendent), który rewolucjonizuje mikroskopię o super rozdzielczości. Metoda ta, nagrodzona Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii w 2014 roku, umożliwia szczegółowy wgląd w struktury komórkowe i nanometryczne. Algorytm usprawnia mikroskopię lokalizacyjną pojedynczych cząsteczek (SMLM), radykalnie zmniejszając liczbę wymaganych obrazów, zwiększając w ten sposób prędkość obrazowania nawet dziesięciokrotnie, bez znaczącej utraty rozdzielczości.

Oprogramowanie do korzystania z DECODE jest bezpłatne i łatwe w instalacji, co czyni go cennym narzędziem dla badaczy. Jednocześnie DECODE ilościowo określa niepewności związane z lokalizacją i wykorzystuje głębokie uczenie się, aby osiągnąć lepsze wyniki. Algorytm ten został opracowany we współpracy z Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) w Heidelbergu i kampusem badawczym Janelia w Wirginii (USA).

Podsumowując, finansowanie Uniwersytetu w Getyndze i postęp w mikroskopii pokazują, w jaki sposób można promować innowacje w badaniach biomedycznych i w dziedzinie analizy obrazu. Rozwój przetwarzania obrazu i nowe technologie mogą potencjalnie zapewnić znaczący wgląd w podstawy procesów biologicznych i mogą mieć szerokie zastosowanie w medycynie i innych dziedzinach nauki. Więcej informacji na temat tych projektów i technologii można znaleźć na stronie internetowej Uniwersytet Georga Augusta w Getyndze, Centrum Badawcze w Jülich I Uniwersytet w Tybindze znaleźć.