Laser-Scanning Mikroskop (Erneuerung)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584856522

Es wird ein multifunktionelles Laser-Scanning-Mikroskop ertüchtigt, welches zur Untersuchung der Wechselwirkung von Nanopartikeln mit biologischer Materie in der Form von Proteinen und Zellen eigesetzt wird. Zur Ertüchtigung wird eine Erneuerung von 3 Lasern, Steuerrechner und Scanner beantragt. Das bildgebende Verfahren des Laser-Scanning-Mikroskops wird verwendet, um mit Farbstoffen oder lumineszenten Nanopartikeln Proben optisch zu untersuchen. Beispielsweise werden in Prozesse in Zellen und in ihrer Umgebung im zeitlichen Verlauf untersucht, besonders die Aufnahme, intrazelluläre Verteilung und Ausscheidung von Nanopartikeln, zusammen mit einer Färbung wichtiger Zellorganellen. Das Abtasten der Probe mit mehreren Lasern ermöglicht bildliche Darstellungen von komplexen Prozessen auch innerhalb der markierten Zellen. Dazu werden die Laser-Wellenlängen gezielt auf die Marker, wie Farbstoffe und Halbleiter-Quantenpunkte, abgestimmt. Als Laser sind in dem Gerät ein Ar Laser (mit Linien bei 458 nm, 488 nm und 514 nm), ein 633 nm HeNe Laser, ein 405 nm Di-oden Laser und ein 561 nm Dioden-gepumpter Festkörper Laser fest verbaut. Nanopartikel lassen sich für den Einsatz in Zellen mit einer Protein-Corona funktionalisieren. Besonders CdSe-Quantenpunkte (488 nm Anregungswellenlänge des Ar Laser). und die Farbstoffe Fluorescein isothiocyanate (FITC, 488 nm Anregungswellenlänge des Ar Lasers), Calcein (488 nm Anregungswellenlänge des Ar Lasers), Alexa Fluor 594 (561 nm Anregungswellenlänge des Festkörper Lasers), Nile Red (nominell 550 nm Anregungswellenlänge, 561 nm des Festkör-per Lasers), Rhodamine B (561 nm Anregungswellenlänge des Festkörper Lasers) und Alexa Fluor 633 (633 nm Anregungswellenlänge des HeNe Lasers) werden als Marker eingesetzt. Weiter wird Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS) wird verwendet, um aus dem zeitli-chen Verlauf der Fluoreszenz-Intensität in einem definierten Probenvolumen beispielsweise die Größe der Partikel zu ermitteln, die sich durch das vom Laser angeregte Volumen bewegen. Dies wird besonders zur Untersuchung der Größenzuname von Nanopartikeln durch die Bildung einer Proteinkorona verwendet. Hierzu wird häufig die 405 nm Linie des Dioden Lasers und die 458 nm Linie des Ar Lasers verwendet. Mit FCS-Messungen ist es möglich, die Protein-Corona zu charakterisieren. Dazu werden mittels FCS-Messungen verschiedene Proteine verglichen und der Einfluß ihrer Umgebung untersucht. Wie erwähnt, ein besonderem Interesse ist das Verhalten der Dissoziationskonstanten der Proteine bei Variation des pH-Wertes. Anhand des hydrodynamischen Reduktionsdurchmessers läßt sich ein Proteinabbau durch Proteasen mittels FCS-Messungen untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Laser-Scanning Mikroskop (Erneuerung)
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Universität Hamburg
• Leiter: Professor Dr. Wolfgang Parak