Krebs, Virusinfektionen und neurodegenerativen Erkrankungen auf der Spur. Im EU-geförderten Forschungsprojekt „Ultra-Fast Chemical Analysis Imaging With Raman“ (kurz uCAIR) entwickelt ein Forschungsteam eine neuartige medizinische Bildgebungstechnologie.
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Eine neuartige Untersuchungsmethode
Ziel der Forschenden ist es, menschliche Zellen so schonend wie möglich zu untersuchen. Dabei setzt uCAIR auf die sogenannte Raman-Spektroskopie, einem zerstörungsfreien, optischen Analyse- und Bildgebungsverfahren, sowie innovative Photonik und Künstliche Intelligenz. Im Projekt soll es gelingen, Geschwindigkeit, Präzision und Aussagekraft der Analyse lebender Zellen und Gewebe deutlich zu erhöhen. Damit kann die Diagnostik in der Medizin entscheidend verbessert werden.
Die im uCAIR-Projekt entwickelte Technologie fokussiert sich auf molekulare Veränderungen in Zellen. Diese spielen eine Schlüsselrolle bei Krankheiten wie Krebs, Virusinfektionen oder neurodegenerativen Störungen. Bestehende Live-Zell-Bildgebung liefert nur eingeschränkte Einblicke in diese komplexen biochemischen Prozesse. uCAIR schließt hier vorhandene Lücken, mit einer kombinierten Plattform für ultraschnelle, nicht-invasive Raman-Bildgebung und KI-gestützter Signalverarbeitung. So lassen sich molekulare Signaturen in Körperflüssigkeiten und Gewebeproben schneller und genauer erfassen.
Von der Idee zum Prototyp
Das uCAIR-Team entwickelt zwei Prototypen: zunächst eine modulare, offene photonische Messplattform, um die verwendeten Systemkomponenten zu bewerten und zu optimieren. Anschließend wird ein kompaktes Diagnostikgerät für ultraschnelle, hochspezifische Analysen im klinischen Umfeld hergestellt. Die so entstehende Technologie ermöglicht neue Perspektiven für die Grundlagenforschung und praxisnahe Anwendungen, etwa bei der Analyse von Gewebeproben oder dem Aufspüren von Biomarkern in Körperflüssigkeiten wie bei Blasenkrebs. Künstliche Intelligenz beschleunigt die Datenerfassung und verbessert die Klassifikation molekularer Raman-Signaturen, wodurch die Bildgebung schneller, robuster und skalierbarer wird. Ein wichtiger Schritt hin zu realen Anwendungen in Diagnostik und Therapieunterstützung.
Internationale Zusammenarbeit für den wissenschaftlichen Fortschritt
Koordiniert von der University of Limerick bringt uCAIR 11 Partner – darunter Forschungseinrichtungen sowie kleine und mittlere Unternehmen aus Photonik und Biowissenschaften – aus sechs Ländern zusammen. Die EU fördert uCAIR mit rund 5 Millionen Euro für 3,5 Jahre bis ins Jahr 2027. Ein Team der VDI/VDE-IT verantwortet die Verwertungs- und Verbreitungsaktivitäten und unterstützt das nachhaltige Verankern von Innovationen in Photonik und Medizin in Deutschland und Europa. Das Projekt zeigt, wie gezielte Förderung internationale Zusammenarbeit und wissenschaftlichen Fortschritt im Bereich der Medizindiagnostik möglich macht.
