Hochauflösende Bilder für die medizinische Forschung
Neues patentiertes System vereinfacht die STED-Mikroskopie erheblich.
Die STED-Mikroskopie erzeugt hochauflösende Bilder weit unterhalb der Beugungsgrenze des sichtbaren Lichts. Die Technik dazu ist jedoch vergleichsweise komplex, was ihre Verbreitung und Nutzung behindert. Eine vom MPI für biophysikalische Chemie und dem Deutschen Krebsforschungszentrum entwickelte und nun von der Ausgründungsfirma Abberior GmbH lizenzierte Technologie namens EASYDOnut vereinfacht das optische System erheblich: EASYDOnut lenkt die Laserstrahlen des STED-Mikroskops über ein einziges optisches Element gezielt auf die zu untersuchende Probe. Die Innovation kann die Verbreitung der STED-Mikroskopie fördern – mit Gewinn auch für die medizinische Forschung.
Abb.: Bilder einer PtK2-Zelle aufgenommen mit einem konfokalen Fluoreszenz-Mikroskop sowie einem STED-Mikroskop mit EASYDOnut Phasenplatte. Der Maßstab beträgt zwei Mikrometer. (Bild: Wildanger et al.)
Lebende Zellen lassen sich mit der modernen Fluoreszenz-Mikroskopie erforschen. Dabei werden entsprechende Moleküle innerhalb der Zelle mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert, über Licht angeregt und zum Leuchten gebracht. Jedoch lassen sich mit der herkömmlichen optischen Mikroskopie keine Details unterscheiden, die näher als zweihundert Nanometer beieinander liegen. Der Grund hierfür liegt in der räumlichen Ausdehnung des Fokalpunktes eines Lichtstrahls.
Bei der STED-Mikroskopie wird nun dieser Fokalpunkt, der die fluoreszierende Probe sichtbar macht, verkleinert, indem man den Randbereich des Lichtflecks am Fluoreszieren hindert. Dazu wird neben dem zentralen Lichtstrahl ein zweiter ringförmiger Lichtstrahl mit einer anderen Wellenlänge ausgesendet, der über eine stimulierte Emission die angeregten Farbstoffmoleküle am Rand des zentralen Lichtstrahls abregt und so deren Fluoreszenz verhindert.
Bei dem EASYDOnut-System können beide Lichtstrahlen aus einer einzigen Punktlichtquelle stammen. Dadurch entfällt das aufwändige Nachjustieren beider Strahlen zueinander und der Anwender spart die bislang häufig anfallenden Kosten für technischen Service. Der große Vorteil des Systems liegt daher in seiner einfachen Handhabung. „Als führender Hersteller von kommerziell erhältlichen Fluoreszenzfarbstoffen für neue Mikroskopie-Techniken bieten wir unseren Kunden mit dem neuartigen EASYDOnut-System ein fein aufeinander abgestimmtes Angebot von optischen Komponenten und Farbstoffen für die STED-Mikroskopie“, sagt Gerald Donnert, Geschäftsführer von Abberior. Die Erfindung wurde von Max-Planck-Innovation und der Stabsstelle Technologietransfer des DKFZ zum Patent angemeldet und lizenziert.
MPG / AH
