Fluoreszenz-Mikroskop richtig aufbauen und einstellen für zuverlässige Untersuchungsergebnisse

PI unterstützt das GATTAscope-Projekt

Wo kommt die Fluoreszenz-Mikroskopie zum Einsatz?

Speziell in der Zytodiagnostik ─ der mikroskopischen Untersuchung von Zellen aus Körpergewebe oder -flüssigkeiten ─ liefert die Fluoreszenz-Mikroskopie phänomenale Erkenntnisse in der Grundlagenforschung z. B. zur Entstehung von Krankheiten. Doch auch zur Lokalisation von Entzündungen oder Krebszellen im Körper, zum Nachweis von Bakterien oder Arzneimitteln im Gewebe oder sogar zur Identifikation von genetischen Schädigungen in Spermien wird das Fluoreszenz-Mikroskop eingesetzt.

Faszinierende Einblicke dank Fluoreszenz-Mikroskop

Wie gelingen Aufbau und Setting?

Antworten darauf liefert das >> GATTAscope-Projekt, das GATTAquant in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern durchführt. Tutorien und Tipps & Tricks erklären den Aufbau und Einsatz von Mikroskopiesystemen am Beispiel des modular aufgebauten GATTAscope. Steht der Aufbau des Mikroskops, erfolgt mit Hilfe von Nanorulern die Prüfung der Auflösung und Genauigkeit der mikroskopischen Abbildung. Liefert das Mikroskop die zu erwartenden Ergebnisse, können systemseitige Fehler ausgeschlossen werden. 

Zur Umsetzung des Projekts hat GATTAquant für ein optimales Setup verschiedene Partner ausgewählt ─ PI ist gleich mit mehreren Komponenten dabei!

Den Einfallswinkel des Laserstrahls justieren

So geht’s!

Das GATTAscope bedient sich des TIRFM-Verfahrens (total internal reflection fluorescence microscopy). Um eine Totalreflexion zu erzeugen, trifft der Laserstrahl nicht orthogonal auf das zu untersuchende Präparat, sondern in einem flachen Winkel. Der Laserstrahl dringt dadurch nicht tief in die Probe ein, sondern regt nur die an der Oberfläche befindlichen Moleküle zur Fluoreszenz an. Das Ergebnis ist ein kontrastreicheres Bild als bei klassischen Verfahren der Fluoreszenz-Mikroskopie.

Zur Einstellung des erforderlichen kritischen Winkels wird im GATTAscope ein Strahlenkäfig mit Spiegel und Linsen vertikal verschoben, sodass der Strahl nicht mehr zentral durch das Objektiv verläuft, sondern am Rand des Objektivs mit einem bestimmten Winkel abgelenkt wird. Erfolgt diese Verschiebung präzise bis zu einem kritischen Winkel, so entsteht die Totalreflexion. Zwei Q-545 Q-Motion® Präzisions-Linearantriebe erledigen diese Aufgabe. Durch ihr piezoelektrisches Trägheitsantriebsprinzip bieten sie hohe Positionsauflösung im Nanometerbereich und sind dazu kompakt und preisgünstig. Die Ansteuerung übernimmt die E-872.401 Q-Motion® Treiberelektronik.

Aussagekräftige Bilder durch hochpräzise Probenpositionierung

Zunächst positioniert der PILine® Tisch U-760.DNOS die Probe schnell und mikrometergenau in der Ebene, angesteuert durch einen C-867 PILine® Motion Controller.

Auf den PILine® Tisch ist ein sehr flaches hochpräzises PInano® XYZ-Piezosystem montiert, der P-545.3R8S. Für tiefe Einblicke und aufschlussreiche Bilder scannt dieser die gesamte Probe in Nanometerschritten in X- und Y- Richtung. 3D-Messungen werden durch feinste Bewegung in Z-Richtung und damit verbundener Fokusverschiebung realisiert.

Der PInano® bietet zudem rauscharme Positionierung mit einem sehr schnellen und zuverlässigen E-727 Controller.

Was steckt im PILine® Tisch?

Herausragende Eigenschaft des PILine® Ultraschall-Antriebs ist dessen hohe Geschwindigkeit bis 500 mm/s, die eine rasche Positionierung bei einer Auflösung bis 2 nm ermöglicht. Der selbsthemmende Antrieb hält die Position des Verstellers im ausgeschalteten Zustand mechanisch stabil. Energieverbrauch und Wärmeentwicklung sind somit gering.

Der Clou ist das einzigartige Antriebsprinzip:

Ein Piezoaktor wird über ein Kopplungselement gegen einen beweglich geführten Läufer vorgespannt und mit einer hochfrequenten Wechselspannung zu Ultraschallschwingungen zwischen 100 und 200 kHz angeregt. Dadurch verändert der Aktor seine Form und schiebt mit dem Kopplungselement den Läufer um wenige Nanometer vorwärts oder rückwärts. Die schnelle Wiederholung dieser Bewegung führt zu den hohen Geschwindigkeiten der PILine® Antriebe.



Über den Autor

Kathrin Mössinger

Global Campaign Manager, Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG

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