Mikroskop für nichtlineare Optik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Unter den wichtigsten wissenschaftlichen Arbeiten, die aus der Nutzung des Geräts hervorgegangen sind, ist die Entwicklung eines neuen Fluoreszenzmikroskopieansatzes für verbesserte Auflösungen (SPoD, Superresolution by Polarization Demodulation) und einer nichtlinearen optischen Methode den Winkelbereich, mit dem linear polarisiertes Licht Moleküle einer bestimmten Orientierung anregt, deutlich zu verkleinern (ExPAN, Excitation Polarization Angle Narrowing). Beschreibungen für beide Verfahren sind dieses Jahr in Hafi et al., Nature Methods, 2014, erschienen. Beide Verfahren sind darüber hinaus auch international zum Patent angemeldet worden. ExPAN ermöglicht es, Moleküle bestimmter Orientierungen viel spezifischer anzuregen als es mit der üblichen Cos2-Winkelverteilung der Anregungswahrscheinlichkeit mit linear polarisiertem Licht möglich ist und kann für unterschiedlichste Anwendungen auch außerhalb der Mikroskopie eingesetzt werden, z.B. für genaue Bestimmungen der Orientierungen von fluoreszenzmarkierten Biomolekülen oder Objekten. Bei SPoD wird versucht, die Information, die die unterschiedlichen Orientierungen von Fluoreszenzmarkern beinhalten, für eine Auflösungsverbesserung in der Fluoreszenzmikroskopie zu nutzen ohne spezielle Farbstoffe oder aufwändige Apparaturen einsetzen zu müssen. In Hafi et al. wird dies anhand membranmarkierter Nervenzellen demonstriert (Kooperation mit der AG Korte). Das Großgerät wird darüberhinaus für bisher nicht veröffentlichte Arbeiten verwendet, in denen die Energieflüsse in Lichtsammelproteinen visualisiert werden sowie zur Entwicklung artifzieller Lichtsammelsysteme. In Kooperationen mit Arbeitsgruppen aus der Halbleitertechnik werden darüberhinaus einzelne Nanopartikel mit dem Großgerät mikroskopisch untersucht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "Fluorescence nanoscopy by polarization modulation and polarization angle narrowing" Nature Methods, 11, 579-584 (2014)
N. Hafi, M. Grunwald, L. S. van den Heuvel, T. Aspelmeier, J.-H. Chen, M. Zagrebelsky, O. M. Schütte, C. Steinem, M. Korte, A. Munk and P. J. Walla
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nmeth.2919)
