Schlüssel zur Einzelzelltomographie entdeckt

Ein Forscherteam der Universität Leipzig hat in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus Jena und Cambridge eine Methode entwickelt, mit der biologische Proben mittels Laserstrahlen eingefangen und präzise um definierte Winkel gedreht werden können. „Das könnte der
Schlüssel zur Einzelzelltomographie sein", sagt Moritz Kreysing aus der Arbeitsgruppe Josef Käs.

Abb.: Links im Bild: Eine biologische Zelle wird von denen aus zwei Glasfasern austretenden Laserstrahlen auf dem Mikroskoptisch gehalten und gedreht. Rechts: Veranschaulichung der Zelldrehung . (Bild Universität Leibzig)

Obgleich schon mehr als 400 Jahre alt, stellt die optische Mikroskopie auch heute noch eine der wichtigsten Methoden in der medizinischen Forschung dar. Ihr Potential könnte sich jedoch in Folge einer Erfindung der Leipziger Forscher in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universitäten
Cambridge und Jena noch bedeutend erhöht werden, "denn das neue Verfahren könnte der Schlüssel zur bereits seit Längerem erprobten, zur Zeit aber noch unpraktikablen Einzelzelltomographie sein.", sagt Kreysing. Anders als in der klassischen Mikroskopie, werden biologische Zellen bei dem neuen Verfahren unter dem Mikroskop gedreht und die dabei aufgenommenen Bilder computergestützt zu einem dreidimensionalen Modell verrechnet. Die so erzielbare Auflösung in der dritten Dimension ist dabei rund 2.5 mal höher als bei den heutigen Standards mit der Konfokal- und Dekonvolutionsmikroskopie.

Von fundamentaler Bedeutung ist die neue Erfindung im Zusammenhang mit der tomographischen Mikroskopie für die Integrität der lebenden Proben. Während Zellen, um ausgerichtet zu werden, bisher starken elektrischen Feldern oder unphysiologischem Greifwerkzeug ausgesetzt werden mussten, ermöglicht der sogenannte optische Zellrotator einen weit schonenderen Umgang mit dem anspruchsvollen Material. "Dieses bekommt von den eingesetzten Infrarotlasern außer einer minimalen Temperaturerhöhung praktisch nichts mit", so Kreysing. Das wohl interessanteste Anwendungsgebiet erschließe sich für die Erfindung daher wahrscheinlich in der von Artefakten geplagten Stammzellenforschung.

Universität Leipzig


Weitere Infos:

• Originalpublikation: OpticsExpress, Volume 16, Issue 21
  www.opticsinfobase.org/oe/viewmedia.cfm?uri=oe-16-21-16984&seq=0 (Open access)
  
• Animiertes Bild:
  www.opticsinfobase.org/oe/issue.cfm?volume=16&issue=21
• Soft Matter Physics, University of Leipzig
  http://www.uni-leipzig.de/~pwm/kas/

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