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Hingucker
Produktübersicht: Mikroskope

Seit der letzten Produktübersicht zu Mikroskopen im Elfer-Heft des Laborjournals 2004 hat sich an den Aufrechten- und Inversen Standardmikroskopen nichts Wesentliches verändert. Dafür geht bei den höchstauf-lösenden Mikroskopiersystemen und den immer ausgefuchsteren Fluoreszenzmikroskopie-Techniken umso mehr die Post ab.

Als Mikroskopie-Laie wird man von den Kürzeln für die vielen unterschiedlichen Mikroskopie-Methoden, die in den letzten Jahren auftauchten, geradezu erschlagen. Oder kommen Sie noch mit, wenn Mikroskopiker über FCS-, FLIM-, FRAP-, L2M-, LMPC-, Nipkow-, PALM-, RESOLFT-, SPIM-, STED-, 4Pi- oder TIRF-Mikroskopie fachsimpeln? Zwar sind die Broschüren, Tutorien und animierten Filmchen nett anzuschauen, auf denen die Mikroskop-Hersteller versuchen auch optischen Analphabeten wie mir die verwinkelten Strahlengänge der neuesten Fluoreszenzmikroskope nahe zu bringen. Geholfen haben sie mir recht wenig. Wer wirklich verstehen will, was sich in den Tuben, Linsen und Lochblenden abspielt, kommt nicht umhin, sich gelegentlich in Vorlesungen zur Quantenoptik blicken zu lassen. Aber letztlich reicht es ja auch aus, wenn der Biologe weiß, welche Knöpfe er drücken oder an welchen Rädchen des Mikroskops er drehen muss, um scharf aufgelöste Bilder zu sehen.


Nanoskopie

Benutzt er dazu eines der neu auf den Markt gekommenen hochauflösenden Fluoreszenzmikroskope, kann er darauf immer feinere Details, zum Beispiel einer Zelle, erkennen. Seit Stefan Hell zu Anfang des neuen Jahrtausends mit dem STED-Mikroskop (Stimulated Emission Depletion Microscopy) dem Abbe'schen Gesetz ein Schnippchen geschlagen hat, nähert sich die mit Lichtmikroskopen erreichte Auflösung immer mehr der Einnanometer-Marke. Hell spricht deshalb, wie viele seiner Kollegen aus der Mikroskopiker-Zunft auch, nicht mehr von der Mikro-, sondern von der Nanoskopie. Inzwischen entwickelt Leica Microsystems Hell's STED-Mikroskop in Lizenz weiter und brachte im Herbst letzten Jahres das erste STED-Gerät auf den Markt. Im Grunde genügt aber bereits ein separat erhältliches STED-Modul, wenn Sie Ihr konfokales Fluoreszenzmikroskop in ein höchstauflösendes STED-Mikroskop verwandeln wollen.


Vesikel-Video

Hell, der seit 2002 die Abteilung NanoBiophotonik am MPI für Biophysikalische Chemie in Göttingen leitet, reichen die bisherigen Möglichkeiten der STED-Mikroskopie noch nicht aus. Dem umtriebigen, gelernten Physiker sind die Bilder, die das STED-Mikroskop vom Zellinnern liefert, noch zu statisch. Zudem waren die Zellen, die bisher auf den Objekttischen der STED-Mikroskopiker landeten, in der Regel fixiert. Mit anderen Worten: sie waren mausetot. Für Lebenswissenschaftler, die möglichst Video-Live-Bilder aus lebenden Zellen in Echtzeit sehen wollen, eine große Einschränkung. Hells Team hat das STED-Mikroskop deshalb "getunt" und damit einen "Video-Clip" in Nanometer-Auflösung aufgezeichnet, auf dem die Bewegung von synaptischen Vesikeln in Nervenzellen zu sehen ist. Einzelne Bilder des Vesikel-Videos kann man in der Science-Ausgabe vom 11. April bewundern. Ein paar hundert Kilometer südlich von Göttingen, am EMBL in Heidelberg, feilt Ernst Stelzer an einer speziellen Variante des Fluoreszenzmikroskops, dem SPIM-Mikroskop (Single-Plain Illumination Microscopy). Letzteres basiert auf der von Stelzer bereits Anfang der 90er Jahre ausgetüftelten konfokalen Theta-Mikroskopie, die laut Hompage von Stelzers Lichtmikroskopie-Gruppe "auf simplen Prinzipien basiert."

Wenn Physiker von "simpel" reden ist meist Vorsicht geboten, aber zumindest das Grundprinzip der SPIM-Mikroskopie ist einleuchtend: Anstatt, wie beim konfokalen Fluoreszenzmikroskop üblich, parallel zur Beobachtungsrichtung, fällt das Beleuchtungslicht von der Seite auf die Probe und ein CCD-Gerät misst die senkrecht dazu emittierten Fluoreszenzstrahlen. Zudem wird die Probe nicht mit einem fokussierten Laserstrahl, sondern mit einem hauchdünnen "Lichtvorhang" beleuchtet, der das Objekt schichtweise durchdringt. Dreht man die Probe dabei schrittweise um ihre Achse, lassen sich Schichtbilder aufzeichnen, die verschiedene Ansichten der Probe zeigen. Auf diese Weise sinkt die Strahlungsbelastung drastisch und gleichzeitig werden Regionen sichtbar, die im konfokalen Fluoreszenzmikroskop verdeckt bleiben. Die SPIM-Mikroskopie ist deshalb wie geschaffen für die Aufnahme von 3D-Bildern von lebenden Objekten. Stelzers Gruppe setzt sie insbesondere zur Beobachtung dreidimensionaler Zellkulturen ein und sieht darin eine der vielversprechendsten SPIM-Anwendungen.

Das SPIM-Mikroskop ist leider noch nicht auf dem Markt. Dafür finden Sie in der aktuellen Produktübersicht vom einfachen Praktikums-Mikroskop bis zum Rasterkraftmikroskop alles , was das Herz des Mikroskopikers höher schlagen lässt.


(Erstveröffentlichung: H. Zähringer, Laborjournal 5/2008, Stand: April 2008, alle Angaben ohne Gewähr)


Hier erhalten Sie diese Produktübersicht als Acrobat Datei (.pdf):

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Letzte Änderungen: 05.06.2008