Optische & magnetische Kraftmessung bei der Sekretion von Surfactants

Betreuer: O. Marti

Ziel dieses Projektes ist, von der Physik her zusammen mit Kooperationspartner aus den Ingenieurwissenschaften und der Medizin Werk¬zeuge für die mechanische Charakterisierung der in der Lunge abgesonderten Sekrete bereitzustellen, weiterzuentwickeln und anzuwenden. Existierende und funktionierende mikrorheologische Verfahren mit Mikrometer- und Submikrometer Partikeln mit optischer Auslesung (AG Marti) und magnetischer Auslesung (AG Herr, Ingenieurwissenschaften) sollen kombiniert werden.

Die folgenden vier miteinander verknüpften Arbeitsstränge werden bearbeitet:

  1. Die Designs der beiden Fallentypen müssen modifiziert und füreinander kompatibel gemacht werden. Dazu müssen auch Berechnungen von magnetischen und optischen Feldern durchgeführt und Auswertesoftware adaptiert werden (Zusammenarbeit AG Gottschalk).
  2. Die Eigenschaften magnetischer Beads in der optischen Falle (z. B. optische plasmonische Anregungen) müssen charakterisiert und optimiert werden. Es soll ein quantitatives Modell der relevanten Physik erarbeitet werden.
  3. Die verschiedenen Methoden, viskoelastische Materialparameter zu bestimmen (aktive optische Mikrorheologie, optische Mehrpunktmikrorheologie, magnetische Mikrorheologie, magnetische Mehrpunktmikrorheologie) sollen in Kombinationsexperimenten miteinander verglichen und dadurch kalibriert werden.
  4. Die mechanischen Eigenschaften von primär isolierten Lungenzellen (AG Miklavc, Medizin) und ihrer Sekrete sollen in der optisch/magnetischen Falle untersucht und "minimalinvasiv" manipuliert werden.

Kernkompetenzen, welche Doktoranden im Projekt erlangen

Kenntnisse der Physik und der Handhabung optischer und magnetischer Fallen, Mikrorheologie, Sensorik mit Magneten, Integration mehrerer Sensorkonzepte, biochemische Probenpräparation, Mikroskopie, Zellbiologie.