Mobile-Menu
English China

Neue Fluoreszenzmikroskopie Eintauchen in die Zellwelt, mit 5-Nanometer-Auflösung

Quelle: Pressemitteilung Georg-August-Universität Göttingen 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Georg-August-Universität Göttingen
Kern & Sohn GmbH
Labexchange - Die Laborgerätebörse GmbH
PCE Deutschland GmbH

Eine neue Technik der Fluoreszenzmikroskopie verbessert die bisher erzielte Auflösungsgrenze von zehn auf fünf Nanometer. Damit werden Einblicke in feinste Strukturen wie Zellgerüste oder den synaptischen Spalt möglich.

Schematische Darstellung des hochempfindlichen Detektors. Dieser besteht aus 23 einzelnen Detektoren, wodurch die Auflösung des Fluoreszenzmikroskops verdoppelt werden konnte.(Bild: Alexey Chizhik, Universität Göttingen)
Schematische Darstellung des hochempfindlichen Detektors. Dieser besteht aus 23 einzelnen Detektoren, wodurch die Auflösung des Fluoreszenzmikroskops verdoppelt werden konnte.
(Bild: Alexey Chizhik, Universität Göttingen)

Wie sieht das Innere einer Zelle wirklich aus? Bisherige Mikroskope stoßen bei dieser Frage oft an ihre Grenzen. Nun ist es Forschenden der Universitäten Göttingen und Oxford in Zusammenarbeit mit der Universitätsmedizin Göttingen gelungen, ein Mikroskop mit Auflösungen von besser als fünf Nanometern (fünf Milliardstel Meter) zu entwickeln. Das entspricht in etwa der Breite eines Haares, das in 10.000 Teile gespalten ist.

Viele Strukturen in Zellen sind so klein, dass gewöhnliche Mikroskope sie nur lückenhaft abbilden können. So enthalten zum Beispiel unsere Zellen eine Art Gerüst mit feinen Röhrchen, die nur etwa sieben Nanometer breit sind. Auch der synaptische Spalt, also der Abstand zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen einer Nerven- und einer Muskelzelle, ist mit etwa 10 bis 50 Nanometern zu klein für herkömmliche Mikroskope, deren Auflösung erst bei etwa 200 Nanometern beginnt. Bessere Einblicke verspricht das neue Mikroskop, das Forscher der Universität Göttingen mit entwickelt haben: Dank einer Auflösung von besser als fünf Nanometern erfasst es selbst kleinste Zellstrukturen.

Neues Level der Fluoreszenzmikroskopie

Bei dem Mikroskop handelt es sich um ein Fluoreszenzmikroskop. Grundlage dieser Technik ist die so genannte Einzel-Molekül-Lokalisierungs-Mikroskopie, bei der einzelne aufleuchtende Moleküle in einer Probe ein- und ausgeschaltet und dann deren Positionen einzeln sehr präzise bestimmt werden. Aus diesen Molekülpositionen kann die gesamte Struktur der Probe nachgebildet werden. Das Verfahren ermöglicht inzwischen Auflösungen von rund 10 bis 20 Nanometern. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jörg Enderlein vom III. Physikalischen Institut der Universität Göttingen konnte diese Auflösung jetzt nochmals verdoppeln – mithilfe eines hoch empfindlichen Detektors und einer speziellen Datenanalyse. Damit bringt es selbst winzige Details der Proteinorganisation im Verbindungsbereich zwischen zwei Nervenzellen sehr genau ans Licht.

„Diese neu entwickelte Technik bietet nicht nur Auflösungen im einstelligen Nanometerbereich, sondern ist im Vergleich zu anderen Methoden besonders kostengünstig und einfach zu handhaben“, sagt Enderlein. Die Wissenschaftler entwickelten im Zuge der Veröffentlichung auch ein Open-Source-Softwarepaket zur Datenverarbeitung. Damit soll diese Art der Mikroskopie in Zukunft breiten Fachkreisen zur Verfügung stehen.

Originalpublikation: Radmacher, N., Nevskyi, O., Gallea, J.I. et al. Doubling the resolution of fluorescence-lifetime single-molecule localization microscopy with image scanning microscopy. Nat. Photon. (2024); DOI: 10.1038/s41566-024-01481-4

(ID:50123429)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte