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KraftmikroskopieSauerstoff zum Ein- und Ausschalten

Kraftmikroskop an der TU Wien. (Copyright: TU Wien)

An der TU Wien ist es gelungen, einen chemisch höchst wichtigen Prozess gezielt zu steuern: Sauerstoffmoleküle können zwischen einem reaktiven und einem nicht reaktiven Zustand umgeschaltet werden.

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CLEM-EinrichtungGesünder für lebende Zellen

Photobleaching und Phototoxizität sind die Achillesfersen in der konfokalen Laser-Scanning-Fluoreszenzmikroskopie. Die Übeltäter sind reaktive Sauerstoffradikale, die als Nebenprodukte bei der Fluoreszenzanregung entstehen und quasi Gift für lebende Zellen sind sowie das Bleichen mit verursachen. „Controlled Light Exposure Microscopy“ (CLEM) ist eine neue, einfache Methode, durch die Photobleaching und Phototoxizität um 2-…10-fach reduziert werden, ohne dass Kompromisse bei der Bildqualität gemacht werden. Lebende Zellen, die Fluoreszenzmarker (z.B. GFP) enthalten, zeigen mit CLEM erst wesentlich später phototoxisch induzierte Schädigungen (z.B. Blebbing, Absterben) im Vergleich zu den relativ schnell erkennbaren Schädigungen bei konventioneller konfokaler Fluoreszenzmikroskopie.

CLEM-Einrichtung: Gesünder für lebende Zellen

Bei konventioneller Laser-Scanning-Mikroskopie rastert der vom Objektiv fokussierte Laser Pixel für Pixel ein ganzes (quadratisches) Objektfeld ab. Auch Bereiche, in denen keine Fluoreszenzmarker sind (z.B. Hintergrund) werden vom relativ energiereichen und voluminösen Lichtkegel getroffen. Die Vermeidung dieser unnötigen Lichtbelastung könnte die Bildung von Sauerstoffradikalen eindämmen und somit das Photobleaching und die -toxizität reduzieren. Genau dies macht CLEM: Integrierbar in Nikons konfokale Systeme C1 zwischen Laser-/AOM-Einheit und PMT-Detektor sorgt die CLEM-Box dafür, dass Laserlicht nur dann ins Objektiv gelangt, wenn von dem jeweiligen Ort in der Probe (Pixel) eine Fluoreszenzemission zu erwarten ist; das Licht bleibt sogar auch dann aus, wenn Bereiche mit übersättigter Fluoreszenz getroffen werden. Natürlich arbeitet die CLEM-Elektronik im µs-Bereich, so dass mit normaler Scan-Geschwindigkeit lange Time-lapse Imaging-Sequenzen von länger gesund bleibenden Zellen gemacht werden können.

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CLEM wurde von Eric Manders und seinen Mitarbeitern im Swammerdam Institute for Life Science der Universität Amsterdam entwickelt und von Nikon Instruments Europe BV zu einem Produkt gemacht. Die CLEM-Einrichtung ergänzt Nikons Reihe konfokaler Mikroskopsysteme „C1“.

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