Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kontrolliertes Leuchten aus der Zelle - Neue Mikroskopiertechnik liefert Bilder von Zellprozessen

18.07.2011
Eine neue Mikroskop-Technologie soll beim Kampf gegen Infektionskrankheiten, Altersdemenz und Krebs helfen.

Die Methode heißt Fluoreszenz-Superauflösungs-Mikroskopie, macht selbst kleinste Biomoleküle sichtbar und liefert so ganz neue Bilder aus lebenden Zellen: live, in 3D und hoch präzise. An Grundlagen und Feintuning arbeiten Forscher der Technischen Universität (TU) Braunschweig jetzt in einem von der Universität Würzburg koordinierten Verbundprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) mit. Die Arbeiten allein in Braunschweig werden mit knapp 590.000 Euro gefördert.


Mikroskopisches „SMILEY“ aus einzelnen mit Laserlicht zum Leuchten gebrachten Molekülen gebaut. Links mit herkömmlichen Verfahren gemessen, rechts, nachdem die einzelnen Moleküle nacheinander aufblitzen und dadurch erheblich schärfer abgebildet werden können. TU Braunschweig, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

Die neue Methode zur Biomolekülbobachtung arbeitet mit Licht. „Wir markieren Molekülstrukturen gezielt mit Farbstoffen und regen sie mit Laserlicht zum Leuchten an“, beschreibt Professor Philip Tinnefeld vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der TU Braunschweig das Vorgehen. Diese Fluoreszenz lässt sich mit einem Mikroskop erkennen und mit einer Kamera festhalten. Allerdings dürfen nicht alle Moleküle gleichzeitig leuchten. „Dann sehen wir nur einen großen Fleck, den wir nicht deuten können“, sagt er.

Deshalb schalten die Forscher die Fluoreszenz der Farbstoffe gezielt an oder aus. Mit einer Zugabe von Vitamin C zum Beispiel können sie einen natürlichen Aus-Zustand der Teilchenfluoreszenz verlängern. Wann welches markierte Teilchen in diesen Aus-Zustand geht, funktioniert nach dem Prinzip Zufall. Deshalb blitzen manche Teilchen auf, während andere noch „aus“ und erst später zu sehen sind. Mit diesen Momentaufnahmen können die Wissenschaftler einzelne Moleküle bis auf 20 Nanometer genau orten. Selbst Biomoleküle, die sehr dicht nebeneinander liegen, lassen sich auf diese Weise sicher auseinander halten.

Dass die Methode funktioniert, konnten die TU-Forscher schon zeigen. Jetzt wollen sie die Mechanismen dahinter genauer ins Visier nehmen und noch mehr Möglichkeiten zur Fluoreszenzkontrolle finden. „Das Ziel des Verbundprojektes ist, maßgeschneiderte Farb und- Zusatzstoffkombinationen für die Beobachtung verschiedener Arten Biomoleküle und Prozesse zu entwickeln“, berichtet Tinnefeld.

Außerdem konstruieren die Braunschweiger Forscher im Rahmen des Projektes Modellsubstanzen, mit denen sich die neuartigen Mikroskope kalibrieren lassen. „Die Zahl der Forschungsarbeiten zur Superauflösungs-Mikroskopie explodiert gerade“, berichtet Tinnefeld. „Doch bisher fehlt ein Standard, um die Ergebnisse vergleichen zu können.“ Auch wenn Messungen fehlschlagen, ist oft unklar, ob es an einer Geräteeinstellung oder an der Probe liegt. Verlässliche Vergleichsmessungen mit einem „nanoskopischen Lineal“ könnten das klären. In anderthalb Jahren wollen die Forscher dazu erste belastbare Ergebnisse präsentieren.

Das Projekt wird von der Universität Würzburg koordiniert. Beteiligt sind auch der Mikroskophersteller Carl Zeiss Microimaging in Jena, der Siegener Farbstoffspezialist Atto-Tec und Ibidi aus München, die Produkte für Zellanalytik liefern.

Kontakt:
Prof. Dr. Philip Tinnefeld
Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
Hans-Sommer-Strasse 10
38106 Braunschweig
Tel.: +49 531 391-5330
E-Mail: p.tinnefeld@tu-braunschweig.de

Dr. Elisabeth Hoffmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-braunschweig.de
http://www.tu-braunschweig.de/pci/forschung/tinnefeld/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie
23.01.2018 | Uniklinik Köln

nachricht Lebensrettende Mikrobläschen
23.01.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Lebensrettende Mikrobläschen

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten

23.01.2018 | Maschinenbau

CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics