Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laseroptik erlaubt mikroskopische Blicke unter die Oberfläche

04.12.2012
Video-Blick ins ins Innere eines Fliegenauges: Saideh Saghafi entwickelt Laseroptik, die hochauflösende dreidimensionale Mikroskopie ermöglicht.

Feine Äderchen, dünn verästelte Nervenbahnen – mit dem Ultramikroskop, das in der Abteilung für Bioelektronik des Instituts für Festkörperelektronik der TU Wien entwickelt wurde, lassen sich winzige Details biologischer Gewebe dreidimensional darstellen.


3D-Blick ins Innere einer Fruchtfliege
TU Wien

Laserstrahlen ermöglichen einen Blick in das Innere von Fliegen, Mäusen oder auch medizinischen Gewebeproben. Die Lasertechnik und Optik des Geräts wurde von Saideh Saghafi entwickelt. Ihr gelang es, aus einem Laserstrahl mit optischen Tricks eine extrem dünne zweidimensionale Laser-Fläche zu machen, mit der man die Proben Schicht für Schicht durchleuchten kann. Dafür erhielt sie nun einen wichtigen Optik-Preis.

Gewebe wird transparent

Normalerweise sind biologische Gewebe undurchsichtig, weil das Licht an den Grenzschichten zwischen unterschiedlichen Materialien gestreut wird. Aus dem selben Grund können wir nicht durch dichten Nebel hindurchsehen: Jedes einzelne schwebende Nebeltröpfchen streut das Licht – und so erkennt man nur ein diffuses Weiß.

Damit die innere Struktur von biologischem Gewebe abgebildet werden kann, muss man es zunächst für Laserstrahlen durchsichtig machen. „Die Probe wird zunächst geklärt: Das enthaltene Wasser wird durch eine Flüssigkeit mit anderen optischen Eigenschaften ersetzt, dadurch können die Laserstrahlen tief in die Probe eindringen“, erklärt Saideh Saghafi. Gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen in der Abteilung von Prof. Hans Ulrich Dodt an der TU Wien erzeugt sie so Bilder von bisher noch nie erreichter Qualität, die für die medizinische Forschung wichtige Informationen liefern. Auch für die Untersuchung und 3D Darstellung von menschlichen Tumoren aus der Pathologie ist das neuartige Ultra-Mikroskop bestens geeignet.
Ultradünne Licht-Flächen

Aus einem gewöhnlichen, runden Laserstrahl wird durch optische Tricks zuerst ein elliptischer Strahl, und daraus dann eine dünne Licht-Schicht gemacht. „Nur etwa 1.5 Mikrometer dick ist die Fläche aus Laserlicht, die wir mit unseren Linsen herstellen“, sagt Saghafi. Vom Laserlicht angeregt beginnt eine extrem dünne Schicht der Probe zu fluoreszieren – und dieses Leuchten kann mit einer Kamera aufgenommen werden. Die Grundidee der Ultramikroskopie wird an der TU Wien schon seit Jahren verwendet, doch Saghafis dünne Laser-Schichten haben die Präzision des Mikroskopes nun noch einmal entscheidend verbessert.

Schicht für Schicht durchleuchtet man die Probe mit Laserlicht und nimmt jedes Mal ein Bild auf. Daraus wird am Computer ein vollständiges dreidimensionales Modell der Probe aufgebaut. So entstehen detaillierte Bilder von winzigen Fruchtfliegen und vom komplexen neuronalen Netzwerk in Mäusegehirnen. „Ohne das Durchleuchten der Probe mit der Laser-Fläche müsste man die Probe in dünne Schichten schneiden und dann einzeln mikroskopieren. Dabei könnte man natürlich niemals die Genauigkeit erreichen, die wir mit unserem Ultramikroskop erzielen“, erklärt Saideh Saghafi.
Preis für herausragende wissenschaftliche Leistung

Edmund Optics, ein großer Hersteller optischer Elemente, prämierte kürzlich die besten wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiet der Optik. Aus etwa 750 Bewerbungen wurden die drei innovativsten und technisch wertvollsten Einreichungen ausgewählt. Unter den prämierten Arbeiten des Jahres 2012 war auch Saideh Saghafi mit ihrer Licht-Flächen-Technologie. Das Preisgeld wird in Form von wertvollen optischen Elementen ausbezahlt, mit dem die Ultramikroskopie an der TU Wien noch weiter verbessert werden soll.

Dr. Florian Aigner | Technische Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.youtube.com/watch?v=SA8yUixmTLE
http://www.tuwien.ac.at/dle/pr/aktuelles/downloads/2012/laseroptik/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Komplexität vor Größe: Altweltaffe hatte ein winziges aber komplexes Gehirn
03.07.2015 | Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig

nachricht Quantenpunkt-Spektrometer passt jetzt ins Handy
03.07.2015 | Massachusetts Institute of Technology (MIT)

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: Forschungsschiff Heincke seit 25 Jahren im Dienst der Wissenschaft

Ein Vierteljahrhundert alt, über 900.000 Kilometer (488.842 nautische Meilen) gefahren und trotzdem auf dem neuesten wissenschaftlichen und technischen Stand: Die Indienststellung des Forschungsschiffes Heincke jährt sich am 8. Juli 2015 zum 25. Mal.

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), das die Heincke betreibt, nehmen ebenso regelmäßig an...

Im Focus: Solardächer produzieren Strom für Fahrzeuge

Studentische Industriekooperation zwischen HAW Hamburg und Webasto erarbeitet Ergebnisse für EU-Zertifizierungsprozess von Solardächern zur Verbesserung der Öko-Bilanz von Fahrzeugen.

Unter der Leitung von Dr.-Ing. Volker Skwarek, Professor für technische Informatik an der HAW Hamburg, erarbeiteten sechs Studierende des...

Im Focus: Viaducts with wind turbines, the new renewable energy source

Wind turbines could be installed under some of the biggest bridges on the road network to produce electricity. So it is confirmed by calculations carried out by a European researchers team, that have taken a viaduct in the Canary Islands as a reference. This concept could be applied in heavily built-up territories or natural areas with new constructions limitations.

The Juncal Viaduct, in Gran Canaria, has served as a reference for Spanish and British researchers to verify that the wind blowing between the pillars on this...

Im Focus: Aus alt mach neu - Rohstoffquelle Elektroschrott

Der Markt für Unterhaltungselektronik boomt: Rund 60 Millionen Fernsehgeräte wurden im letzten Jahr in Europa verkauft. Früher oder später werden sie zurückkehren – als Elektroschrott.

Die Recycling-Industrie hat darauf reagiert: Kupfer, Aluminium, Eisen- und Edelmetalle sowie ausgewählte Kunststoffe werden bereits wiederverwertet. Allerdings...

Im Focus: Radar schützt vor Weltraummüll

Die Bedrohung im All durch Weltraummüll ist groß. Aktive Satelliten und Raumfahrzeuge können beschädigt oder zerstört werden. Ein neues, nationales Weltraumüberwachungssystem soll ab 2018 vor Gefahren im Orbit schützen. Fraunhofer-Forscher entwickeln das Radar im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagement.

Die »Verkehrssituation« im All ist angespannt: Neben unzähligen Satelliten umkreisen Weltraumtrümmer wie beispielsweise ausgebrannte Raketenstufen und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Flurförderzeuge im Zeichen der Zeit

03.07.2015 | Veranstaltungen

Aktuelles aus Forschung und Betrieb: 27. Deutscher Flammentag

02.07.2015 | Veranstaltungen

Call for ideas: Gute Ideen für bessere Städte

02.07.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Siemens erhält Auftrag für Offshore-Windkraftwerk in Großbritannien

03.07.2015 | Unternehmensmeldung

Flurförderzeuge im Zeichen der Zeit

03.07.2015 | Veranstaltungsnachrichten

Kompakter Time Converter für zuverlässigen Einsatz in rauen Umgebungen

03.07.2015 | Energie und Elektrotechnik