eLABPS - Stereoskopie in der Biotechnologie und den Lebenswissen­schaften: Untersuchungen zur Bilderzeugung bei biologischen Proben und Möglichkeiten für die automatische Bildanalyse am Beispiel von Legionella pneumophila

Das Erstellen von planaren Bildaufnahmen biologischer Proben in Forschungs- und Routinelaboren ist bereits gängige Praxis. Eine nachfolgende automatische Auswertung dieser Bilder gestaltet sich oft schwierig oder ist fehlerbehaftet, weil Tiefeninformationen zu den abgebildeten Objekten fehlen.

Prinzipieller Ansatz zur Lösung dieses Problems ist die Nutzung stereoskopisch erzeugter Bildaufnahmen. Dazu muss als Plattform ein geeigneter, sich selbst kalibrierender Kameraaufbau (vgl. Abb. 1) entwickelt und eine Softwareplattform für den Betrieb, die Rekonstruktion von 3D-Bildern und die automatische Bildauswertung für biologische Proben etabliert werden, die später als leistungsstarkes, universelles Softwareframework bereitsteht.

Der Proof-of-Concept soll am Beispiel von Kulturen Legionella pneumophila dargestellt werden. Legionellen sind gramnegative Stäbchen die vorwiegend in Warmwasserkreisläufen der Trinkwasserversorgung vorkommen und Auslöser des Pontiac-Fiebers sowie von Legionellose sind. Um einem Ausbruch der Krankheiten vorbeugen, sind in Deutschland gemäß der deutschen Trinkwasserverordnung regelmäßige Untersuchungen von Trinkwasserinstallationen auf Legionellenbefall vorgeschrieben. Diese Analysen sind gemäß den Normen (DIN EN ISO 11731-2:2008 und ISO 11731:1998 (E)) durchzuführen und von Routinelaboren der Trinkwasseranalytik im großer Anzahl bearbeitet. Die durchzuführenden Untersuchungen und insbesondere die Probenauswertung sind von vielen manuellen Arbeitsschritten und damit von hohen Kosten gekennzeichnet.

Ziel des Projekts ist es eine Hochdurchsatz-Hard- und Softwareplattform für die automatische Bildaufnahme sowie die anschließende automatische Analyse und Auswertung der Bilddaten zu entwickeln. Durch die Kombination der stereoskopischen Bildaufnahmetechnologie mit neuen Methoden der Laborautomation wird erstmals eine automatische Erkennung und Zählung von Leitkeimen möglich sein.

Projektfinanzierung:

Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst

Projektleitung:

Projektmitarbeiter:

Projektlaufzeit:

23.07.2015 – 31.12.2016

Kontakt:

Syngelaki , Grothkopp, Otto , Lenk