Optische Nanoskopie

Zelluläre Strukturanalyse mit optischer Nanoskopie

 

Die optische Analyse von Strukturen in Säugetierzellen, insbesondere in menschlichen Krebszellen, ist essentiell für ein mechanistisches Verständnis der Antwort der Zellen auf DNA Schäden und der Zellkommunikation.

Konventionelle optische Epifluoreszenzmikroskopie ist für diese Analysen nur begrenzt geeignet, da sie beugungsbegrenzt ist und eine Auflösung von ca. 250 nm nicht unterschreiten kann. Diese fundamentale Grenze wurde bereits im 19. Jahrhundert von Ernst Abbe beschrieben. Moderne Mikroskopiemethoden haben Möglichkeiten gefunden diese Begrenzung zu umgehen und Auflösungen von 100 nm bis wenige 10 nm zu erreichen.

Das am Institut für angewandte Physik und Messtechnik installierte kommerzielle Leica TCS SP8 3X STED (stimulated emission depletion) Mikroskop nutzt die räumliche Überlagerung von Anregungslaser und doughnutförmigen Abregungslaser aus um die Auflösung auf unter 100 nm zu verbessern. Für die Erfindung dieser Mikroskopiemethode wurde Stefan W. Hell 2014 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.

Das STED Mikroskop bietet nun einerseits die Möglichkeit Anlagerungen von DNA Doppelstrangbruch Reparaturproteinen mit gesteigerter Auflösung zu untersuchen und somit das Zusammenspiel verschiedener Protein untereinander und mit der DNA zu analysieren.

Andererseits können mithilfe der zusätzlich installierten Klimakammer Studien an lebenden Zellen durchgeführt werden. Der Anwendungsbereich reicht von Analysen zur Netzwerkbildung unter schiedlicher Zellen, der Zell-Zell-Kommunikation bis hin zur Untersuchung von strukturellen Veränderungen von Zellorganellen.

Wir bieten die Nutzung unseres STED Mikroskops sowohl für Studien an fixierten, als auch lebenden Zellen für potentielle User in dem Gebiet der Strahlen- und der Zellbiologie an. Hierbei kann ein Biolabor mit allen für mikroskopische Experimente notwendigen Apparturen, Zellkulturen und Färbe- und Mikroskopieprotokolle mitbenutzt werden. Das zur Verfügung stehende Personal ist auch gerne bereit neue Protokolle mit zu entwickeln und die Mikroskopie in Zusammenarbeit mit externen Nutzern durchzuführen.  Außerdem besteht die Möglichkeit die nanoskopischen Studien in Verbindung mit Strahlenbiologischen Experimenten am Rasterionenmikroskop SNAKE durchzuführen.