Die Aufgaben des Fachbereichs bestehen in der Entwicklung neuer und in der Verbesserung bereits bekannter optischer Messverfahren für die medizinische Diagnostik und Therapiekontrolle mit dem Ziel, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit derartiger Verfahren zu erhöhen. Die Schwerpunkte derzeitiger Forschungs- und Entwicklungsarbeiten liegen bei lasergestützten Messverfahren in der Gewebeoptik und für die molekulare Bildgebung sowie für die Durchflusszytometrie und die quantitative Fluoreszenz-Mikroskopie. Die entwickelten Verfahren werden angewandt in der Onkologie, der Neurologie, der Kardiologie und Hämatologie. Wegen bedeutender Fortschritte sowie der großen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Relevanz werden insbesondere auch Arbeiten zur Entwicklung quantitativer Messverfahren für die molekulare Medizin und Biotechnologie durchgeführt.
Darüber hinaus werden durch die Mitarbeit in nationalen und internationalen Gremien, durch die Entwicklung von Normalmesseinrichtungen (Durchflusszytometer zur Bestimmung der Konzentration von Blutzellen) sowie durch die Bestimmung von Referenzwerten für das Kleine Blutbild Beiträge zur Qualitätssicherung von Messverfahren in der Medizin geleistet.
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