Das Unsichtbare sichtbar machen – das ist ein wichtiges Ziel in den Biowissenschaften. An der TU Wien gibt es eine ganze Reihe von Forschungsgruppen an den Fakultäten für Technische Chemie und Physik, die sich mit Präzisionsmessungen für die Biowissenschaften beschäftigen: Dort geht es etwa darum, winzige Spuren bestimmter Atome oder Moleküle aufzuspüren oder Strukturen sichtbar zu machen, die mit gewöhnlichen Lichtmikroskopen nicht erkennbar sind.

Mit dieser Expertise im Bio-Imaging spielt die TU Wien nun auch eine zentrale Rolle im neuen österreichischen Forschungskonsortium „Austrian BioImaging/CMI“. Neun österreichische Universitäten und Forschungseinrichtungen haben sich zusammengeschlossen, um im Rahmen des Europäischen Forschungsinfrastrukturkonsortiums ERIC nun einen Bildgebungs-Hub zu starten.

Imaging an der TU Wien: Von der Zelle bis zum Atom

Im Forschungsbereich Biophysik der TU Wien arbeitet man daran, zellbiologische Vorgänge besser zu verstehen, indem man die daran beteiligten Biomoleküle genau untersucht. Dazu ist es nötig, spezielle hochsensitive mikroskopische Messmethoden zu entwickeln. Einzelne Moleküle in biologischen Zellen werden mit Farbstoffen markiert, dann lässt sich untersuchen, wie sich diese Moleküle bewegen und verändern.

Mit High-Tech-Mikroskopiemethoden beschäftigt man sich auch am USTEM, der Universitären Service-Einrichtung für Transmissions-Elektronenmikroskopie der TU Wien. Dort wird Elektronenmikroskopie verwendet, um Strukturen bis zur atomaren Auflösung abzubilden. Gleichzeitig können auch chemische Analysen durchgeführt werden – bis zu einer Ortsauflösung im Nanometerbereich.

Die Massenspektrometrie ist ein Verfahren, das besonders in der chemischen Analytik eine wichtige Rolle spielt: Atome und Moleküle unterschiedlicher Masse werden getrennt voneinander detektiert. Überall dort, wo Gewebe und bestimmte Analyten darin spezifisch nachgewiesen werden sollen, spielt die bildgebende Massenspektrometrie eine große Rolle. Die Darstellung der „(bio)chemischen Landkarte“ gibt somit den räumlich-morphologischen Zusammenhang wieder.

Auf atomarer Ebene lassen sich Proben auch mit Hilfe ionisierender Strahlung untersuchen – etwa mit zerstörungsfreien röntgenanalytischen Messmethoden (Röntgenfluoreszenzspektrometrie), die an der TU Wien weiterentwickelt werden, um geringste Konzentrationen von Spurenelementen und ihre Verteilung in einem Objekt zu untersuchen. Das spielt für eine Vielfalt an interdisziplinären Fragestellungen eine Rolle, etwa im Bereich der Physik, Material-, Umwelt- und Lebenswissenschaften.

Neun Institutionen

Austrian BioImaging/CMI wird gemeinsam von der Medizinischen Universität Wien, Vienna BioCenter Core Facilities, der Technischen Universität Wien, der Veterinärmedizinischen Universität Wien, der Universität Wien, Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), der Fachhochschule Oberösterreich, VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung und der Ludwig Boltzmann Gesellschaft finanziert.