Ohne Farbstoff in lebende Zellen schauen: Stanford stellt neues Mikroskop vor
Ein Team um Nobelpreisträger W. E. Moerner beobachtet Strukturen in lebenden Zellen mit 120 Nanometern Auflösung – ganz ohne Leuchtmarker, die verblassen oder die Zelle stören können.
Archivbild · Foto: Christopher Michel / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Forschende der Stanford University haben ein Mikroskop entwickelt, mit dem sich Vorgänge in lebenden Zellen in Echtzeit verfolgen lassen, ohne sie vorher mit fluoreszierenden Farbstoffen zu markieren. Das Verfahren heißt Interferometric Image Scanning Microscopy (iISM) und erreicht nach Angaben des Teams eine seitliche Auflösung von etwa 120 Nanometern. Die Studie von Michelle Küppers und W. E. Moerner erschien im Fachjournal „Light: Science & Applications“. Moerner erhielt 2014 den Chemie-Nobelpreis für hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie.
Das Prinzip: Ein Laser beleuchtet die Zelle, das gestreute Licht wird durch Überlagerung mit einem zweiten Laserstrahl verstärkt. Ein Detektorfeld, wie es in modernen Konfokalmikroskopen steckt, nimmt Dutzende bis Hunderte Ansichten auf, die ein Rechenverfahren zu schärferen Bildern mit mehr Kontrast und Tiefeninformation verbindet. Fluoreszenzmarker können dagegen meist nur wenige Strukturen gleichzeitig zeigen, verblassen mit der Zeit und können das Verhalten der markierten Moleküle verändern. iISM kommt laut Stanford zudem mit deutlich weniger Licht aus als vergleichbare markerfreie Methoden, was Zellschäden vorbeugt.
Als Ersatz für die Fluoreszenz sieht das Team die Methode nicht, sondern als Ergänzung. „Das ist keine Nischentechnik“, sagte Küppers. Geplant sind Untersuchungen, wie Pflanzenzellen, Pilze und Bakterien miteinander wechselwirken und wie ein Krebsmedikament in die Zelle gelangt; in Vorbereitung sind Studien zur Verformung roter Blutkörperchen bei Malaria. Die Forschenden arbeiten daran, das Gerät für viele Bereiche der Biologie verfügbar zu machen.