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NanoDetect – Revolutionäre Krebsdiagnostik durch Nanodiamant-Relaxometrie

Krebserkrankungen zählen weiterhin zu den häufigsten Todesursachen. Eine frühzeitige und präzisere Diagnose kann die Heilungschancen erheblich verbessern. Das Forschungsprojekt NanoDetect verfolgt daher einen innovativen Ansatz zur Krebsdiagnostik, der auf der sogenannten Relaxometrie basiert. Dabei werden nanoskopische Diamanten als optische Sensoren in Zellen eingesetzt, um mit Hilfe von Laserbestrahlung einzelne Tumorzellen mit einem abweichenden Zellstoffwechsel zu identifizieren. Gegenüber herkömmlichen Methoden weist das neue Konzept den Vorteil auf, dass Veränderungen in Zellen wesentlich schneller erkannt werden können. Ziel ist die Entwicklung und Evaluierung eines prototypischen Versuchsaufbaus, der sich in Forschungseinrichtungen und medizinischen Laboren einsetzen lässt.

Diese bahnbrechende Technologie erfordert Fachwissen aus verschiedenen Disziplinen, darunter molekulare Biologie, Materialwissenschaften, Optik, Elektronik und Informatik. Im interdisziplinären Konsortium aus deutschen und niederländischen Forschungs- und Unternehmenspartnern sind die notwendigen Kompetenzen gebündelt. Es besteht aus: FH Münster, bill-X GmbH (Osnabrück), IOM Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V., Jüke Systemtechnik GmbH, QTsense, University Medical Center Groningen (UMCG) und der Universität Osnabrück.

Die Arbeitsgruppe Technische Informatik bringt ihre Erfahrungen im Bereich energieeffizienter KI-Systeme und Mikroelektronik in das Projekt ein. Die Bewegung der Zellen erfordert ein kontinuierliches Nachjustieren des Lasers. Dieser Vorgang soll mit Hilfe von Spezialhardware automatisiert erfolgen. Darüber hinaus sollen die gewonnen Daten mit Hilfe von Methoden der künstlichen Intelligenz direkt auf der Diagnoseplattform analysiert werden. Auf diese Weise kann das Laborpersonal bestmöglich unterstützt und gleichzeitig ein Maximum an Privatsphäre sichergestellt werden. Für die rechenaufwändigen KI-Algorithmen kommen spezielle ressourcenschonende Beschleuniger zum Einsatz, die von uns im Rahmen von NanoDetect entwickelt werden.