"dSTORM": Auflösungsschub für Mikroskope

Kernporenkomplex (oben) sowie dSTORM-Bilder.

Bild: uni-wuerzburg.de

Forscher der Universität Würzburg haben dem Hochleistungs-Lichtmikroskop mit der sogenannten "dSTORM"-Methode einen Auflösungsschub verpasst. Dazu bedampften sie den Glasträger, auf dem das beobachtete Objekt liegt, mit maßgeschneiderten biokompatiblen Nanoschichten, die einen Spiegeleffekt bewirken. Die Studie wurde in der Zeitschrift "Nature" unter dem Titel "Light: Science and Applications" veröffentlicht.

Zehn Mal bessere Auflösung

Bei der dSTORM-Methode werden bestimmte Strukturen - zum Beispiel eine Pore eines Zellkerns - mit fluoreszierenden Farbstoffen angefärbt. Jedes der Farbstoff-Moleküle blinkt in unregelmäßigen Abständen auf und repräsentiert einen Teil der Pore. Das Bild der kompletten Kernporen ist also zunächst nicht sichtbar, sondern entsteht erst nach der Bildbearbeitung durch die Überlagerung mehrerer tausend Bilder.

Mittels dSTORM lässt sich die Auflösung eines herkömmlichen Lichtmikroskops um den Faktor zehn steigern. "Dadurch ist zum Beispiel die Architektur einer Zelle bis auf Molekül-Niveau sichtbar", so Forscherin Hannah Heil. Sie konnte die Methode nun zusammen mit ihren Kollegen noch einmal entscheidend verbessern: Mithilfe eines einfachen Tricks ist es ihnen gelungen, die Auflösung nahezu zu verdoppeln.

Dazu bedampften sie ein Deckglas, auf dem die Zelle während der Beobachtung liegt, mit einer dünnen spiegelnden Nanobeschichtung, die aus Silber und transparentem Silizium-Nitrit bestand. Die Beschichtung ist biokompatibel, schädigt also die Zelle nicht. Mit dieser Methode erzielten die beiden Arbeitsgruppen zwei Effekte: Einerseits reflektierte der Spiegel das von der Pore ausgestrahlte Licht zurück zum Mikroskop, wodurch sich die Helligkeit des Fluoreszenzsignals erhöhte und somit ebenfalls die effektive Bildschärfe.

Irrelevantes wird ausgeblendet

Die ausgestrahlten und die reflektierten Lichtwellen überlagern sich zudem. Dabei wird je nach Entfernung zum Spiegel das Licht verstärkt oder abgeschwächt. "Auf diese Weise sehen wir vor allem Strukturen in einer bestimmten Bildebene. Alles was sich darüber oder darunter befindet und das Bild eventuell stören könnte, wird dagegen ausgeblendet", sagt Heil. Damit genau die gewünschten Bildteile sichtbar werden, muss die Dicke der auf den Spiegel aufgebrachten transparenten Lage passend gewählt werden. Hierzu werden Computer-Simulationen genutzt, um die Beschichtung je nach Objekt maßzuschneidern.

Quelle: www.pressetext.com/Florian Fügemann