Fluoreszenz-Korrelations-Spektrometer verfolgt Einzelmoleküle in lebenden Zellen

Die neueste Version des Fluoreszenz-Korrelations-Spektrometers ConfoCor 2 von Carl Zeiss bietet in der biomedizinischen Forschung neue Möglichkeiten für Zelluntersuchungen. Mit erweiterter Hard- und Software können nun molekulare Wechselwirkungen mit höchster Genauigkeit auch in subzellulären Strukturen geringer Ausdehnung effektiv untersucht werden.

Bisher war das Erstellen eines Helligkeitsprofils auf die Z-Richtung beschränkt. Mit dem neuen System ist dies jetzt auch in der XY-Ebene möglich. Damit sind die drei Raumkoordinaten einer untersuchten Struktur, die sich in der Helligkeit von ihrer Umgebung unterscheidet, schnell und komfortabel bestimmbar, so dass der für die nachfolgenden Beobachtungen eingesetzte Laserstahl exakt auf diese Struktur gerichtet werden kann – automatisch und mit höchster Präzision. Das erlaubt erstmals die Untersuchung auch subzellulärer Strukturen von der Größe weniger Nanometer mit Fluoreszenz Korrelations Spektroskopie. Die Positioniergenauigkeit kann mit einem Nano-Tisch noch einmal um den Faktor 100 erhöht werden.

Die Integration einer maßgeschneiderten Inkubationskammer ermöglicht jetzt auch Langzeitbeobachtungen zellulärer Prozesse. Durch genaue Temperaturregelung wird für die gesamte Dauer des Experiments eine stabile Probenumgebung gewährleistet.

Die hohe Variabilität der Laserleistung bietet die Möglichkeit zur Schonung der Präparate einerseits und zur Nutzung eines noch breiteren Konzentrationsbereiches der zu beobachtenden exprimierten Proteine andererseits. Ein wesentlicher Vorteil der neuen Software ist die Möglichkeit, Rohdaten zu bearbeiten. Daten, die bisher durch oft in zellulären Umgebungen vorkommende Artefakte unbrauchbar gemacht wurden, wie z.B. durch zeitweilig vorkommende sehr helle Molekülaggregate, werden nun durch einfaches Eliminieren der störenden Signale in sichere Informationen umgewandelt. Neue grafische Darstellungen ergänzen die ausgefeilten Analysetools. So können z.B. Korrelationskurven in normierter Form dargestellt und leicht miteinander verglichen werden.

Die in ihrer Empfindlichkeit und quantitativen Leistungsfähigkeit unübertroffene Methode der Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) liefert als eigenständiges Verfahren neue Erkenntnisse über schnelle dynamische Prozesse in der Zelle. Sie ergänzt aber auch Abbildungsverfahren wie FRAP und FRET. So leistet das Laser Scanning Mikroskop LSM 510 in der einzigartigen Kombination mit dem ConfoCor 2 weit mehr als bloße Abbildung.