Den tieferen Sinn des Lebens erkennen
Die nichtlineare Mikroskopie (Zwei-Photonen- oder Multi-Photonen-Mikroskopie) eröffnet neue Möglichkeiten für die hochauflösende, 3D-Darstellung von Zellen und Gewebe. Die ultrakurzen Lichtimpulse zeichnen sich durch hohe Leistungsspitzen und geringe Impulsenergie aus und verbessern die Auflösung ohne Schädigung der zellulären Umgebung. Das EU-finanzierte Projekt STELUM (Spatio-temporal engineering of light. Ultimate multiphoton microscopy) untersuchte weitere Eigenschaften der Laserstrahlen, um die Darstellung noch zu verbessern. Forscher des "Super-resolution Light Microscopy & Nanoscopy Lab" haben mit Hilfe der Strahlformung die räumlichen und zeitlichen Eigenschaften des Impulses in der Zwei-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie mit adaptiver Optik verändert und sich dabei auf die einzigartige Leistung des HASO-Wellenfrontsensors und des verformbaren Spiegels Mirao 52-e verlassen. Erstmals überhaupt konnten probeninduzierte Abweichungen in der nichtlinearen Mikroskopie in einem einzigen Arbeitsschritt gemessen und korrigiert werden. Außerdem war für die Korrektur keine Modifikation der Probe nötig. Dies führte zu einem erhöhten Kontrast, einer verbesserten Querauflösung und einer größeren Bildtiefe. Bei vorbereiteten oder biologischen In-vivo-Proben wie C. Elegans und Hirngewebe erhöhte die Technik die Signalstärke um das 10-fache. STELUM entwickelte auch Prototypenalgorithmen, um Abweichungen bei der Eindringtiefe zu korrigieren und die Marktreife zu beschleunigen. Obwohl diese Algorithmen in Laboratorien bereits verwendet werden, sind sie noch nicht erhältlich.Weiterhin wird an der Entwicklung eines Multi-Photonen-Endoskops für klinische Anwendungen gearbeitet. Die kostengünstige und benutzerfreundliche grafische Benutzeroberfläche von STELUM kann die Pulscharakterisierung deutlich verbessern, da die Mikroskopplattform nur minimal verändert werden muss. Die bahnbrechende Studie verbessert die Darstellungsgenauigkeit nicht-linearer Mikroskopie für die hochauflösende Bildgebung an lebenden Zellen, was für viele Fachbereiche interessant sein dürfte. Die Klärung komplexer biologischer Funktionen wird die Entwicklung klinischer Anwendungen befördern und die Lebensqualität der EU-Bürger deutlich erhöhen.
