26.01.2024

Röntgenfluoreszenz weiterentwickeln

Bildgebungsverfahren soll auch ohne Synchrotronanlagen einsetzbar werden.

Wie bewegen sich Immunzellen in entzündlichen Körperregionen? Und wie gelangen neu entwickelte Wirkstoffe dorthin, wo sie beispielsweise Tumore bekämpfen können? Die an der Universität Hamburg weiterentwickelte Methode der Röntgenfluoreszenz-Bildgebung erlaubt bei diesen Fragestellungen neuartige Einblicke. Nun will ein Team der Universität Hamburg den Zugang zu dieser Technologie verbessern, gemeinsam mit Siemens Healthineers und der TU Berlin. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.


Abb.: Florian Grüner
Abb.: Florian Grüner
Quelle: privat

Bei der Röntgenfluoreszenz-Bildgebung könnte es sich um eine Schlüsselanwendung für das Verständnis medizinischer und pharmakologischer Fragestellungen handeln. An der Universität Hamburg forscht ein Team um den Experimentalphysiker Florian Grüner daran. Trotz erster Durchbrüche bleibt ein bisher ungelöstes Problem: Die Bildgebungsmethode kann bisher nur an Teilchenbeschleuniger-basierten Synchrotronanlagen angewendet werden, weil nur diese Großanlagen in der Lage sind, die speziellen, für die Bildgebung erforderlichen Parameter der Röntgenstrahlen zu liefern. Damit aber bleibt der Zugang zu dieser vielversprechenden Bildgebung stark eingeschränkt – etwa für den globalen Süden.

Gemeinsam mit Forschern der TU Berlin um Birgit Kanngießer hat das Team der Universität Hamburg deswegen begonnen zu untersuchen, ob konventionelle Röntgenröhren möglicherweise doch, entgegen der bisherigen Annahmen, die erforderliche Strahlqualität liefern könnten. Diese Röntgenquellen sind weltweit im Einsatz. Bisher schien die Qualität solcher Röntgenstrahlen nicht ausreichend, man konnte die schwachen Signale der Röntgen-Fluoreszenz nicht nachweisen. Nun gelang dem UHH-Team der experimentelle Nachweis, dass ein Röntgen-Fluoreszenz-Spektrum, gemessen mit einem ersten Labor-Prototypen im CFEL-Labor, genauso aussieht, als wäre das Spektrum an einem Synchrotron gemessen worden. Allerdings dauerte die Messzeit mit dem Laborsystem noch sehr lange – zirka um den Faktor 15 länger als am Synchrotron bei gleicher Qualität.

Genau diesen Faktor möchte das Team nun in einer Kooperation mit dem Team von Jörg Freudenberger von Siemens Healthineers und mit Hilfe einer BMBF-Förderung (ErUM-Transfer) überwinden. Florian Grüner und Jörg Freudenberger kennen sich bereits aus dem früheren Münchener Exzellenzcluster MAP. Siemens Healthineers ist weltweit führend bei Hochleistungs-Röntgenstrahlern – und genau dies soll den verbleibenden Faktor realisieren.

Die enge Kooperation mit Siemens Healthineers wird helfen, den großen Schritt von der Grundlagenforschung hin zu einer Anwendung in der Gesellschaft zu meistern. Nur in Konstellation dieser Partnerschaft lässt sich das übergeordnete Ziel erreichen, die Röntgenfluoreszenz-Bildgebung in vielen, weltweit verteilten Laboren anwenden zu können – was sicherlich das Innovationspotential dieser Bildgebung deutlich vergrößern wird. Schließlich gilt: Je mehr Daten vorhanden sind, desto mehr Ideen werden geboren“, sagt Florian Grüner.

U. Hamburg / DE


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