Polarisations Lichtblatt-Mikroskopie

Polarisations-Lichtblatt-Mikroskopie

Die Lichtblatt-Mikroskopie hat im Laufe der letzten Jahre zunehmend an Bedeutung gewonnen. Sie ermöglicht es, auf sehr schonende Art und Weise Proben mit großen Volumina schnell und mit guter Auflösung aufzunehmen. An der Universitätsmedizin Göttingen ist nun eine Erweiterung dieser Technologie entwickelt worden, die die Polarisationseigenschaften der Probe nutzt und so weitere Messwerte liefert sowie den Kontrast der aufgenommenen Bilder erhöhen kann. Zusätzlich kann durch den Einsatz von nematischen Flüssigkeiten ein neuer Kontrastmechanismus erzeugt werden.

Problemstellung

Die Polarisations-Mikroskopie ist ein seit langem sehr erfolgreich angewendetes Verfahren, um ausreichend Kontrast in sonst überwiegend transparenten Proben zu erhalten. Allerdings ist eine Auflösung entlang des zur Abbildung verwendeten Strahles nicht möglich.
Die in den letzten Jahren neu aufgekommene und inzwischen sehr erfolgreich eingesetzte Lichtblatt-Mikroskopie nimmt die Bilder dagegen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Anregungslichtes auf. Diese Art der Mikroskopie ist unter anderem gut dazu geeignet große Volumina in kurzer Zeit zu messen. Streulicht kann hier den Kontrast der aufgenommenen Bilder jedoch deutlich schmälern.

Unsere Lösung

Tyhmus-Präparation mit Lichtblatt-Mirkoskopie aufgenommen (Quelle: Prof. Fred Wouters-Bunt).

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, dass das bei der Lichtbatt-Mikroskopie zur Anregung genutzte Lichtblatt linear polarisiert ist und dass das gleiche Schnittbild mehrfach mit unterschiedlich polarisiertem Anregungslicht aufgenommen wird. Zusätzlich kann eine Aufteilung des Emissionslichtes nach Polarisationsrichtungen vorgesehen sein.
Im Ergebnis erhält man so lokale Intensitätsänderungen des beobachteten Lichtes in Abhängigkeit von den optischen Eigenschaften der Probe und der gewählten Polarisation. Es können somit weitere Eigenschaften der Probe vermessen werden. Außerdem lässt sich für jeden Punkt der Probe die Polarisationsrichtung auswählen, bei der der Streulichtanteil minimal ist, dadurch wird der Kontrast der Abbildung verbessert.
Durch das zusätzliche Einbringen von optisch aktiven nematischen Flüssigkeiten in das zu untersuchende Objekt und das Anlegen eines elektrischen Feldes kann die optische Aktivität des zu beobachtenden Objektes weiter verstärkt werden bzw. ein eigener neuer Kontrastmechanismus erzeugt werden. Mit Hilfe dieser nematischen Flüssigkeiten kann außerdem z.B. die Permeabilität eines untersuchten Objektes, oder bestimmter Kompartimente des Objektes, anhand der Diffusionsgeschwindigkeit einer nematischen Flüssigkeit in das Objekt, untersucht werden.

Vorteile

Verbesserte Abbildungsqualität
Verstärkung des Kontrasts
Weitere Messparameter
Quantifizierung polarisationsabhängiger Intensitätsänderungen
Mit nematischen Flüssigkeiten kann ein neuer Kontrastmechanismus erzeugt werden
Mit nematischen Flüssigkeiten kann z.B. auch die Permeabilität der Probe untersucht werden

Anwendungsbereiche

Lichtblatt-Mikroskopie
Besonders geeignet für optisch stark drehende Proben

Entwicklungsstand

Erste Testmessungen wurden erfolgreich an unterschiedlichen Proben durchgeführt.

Patentsituation

Deutsche Patentanmeldung: DE102016105798A1
Internationale Patentanmeldung: WO2017167911A1

Patentinhaber:
Georg-August-Universität Göttingen Stiftung Öffentlichen Rechts, Universitätsmedizin

Kontakt

Dr. Tilmann Götze
Patentmanager Physik & Technik
E-Mail: tgoetze(at)sciencebridge.de
Tel.: +49 (0) 551 30 724 159
Referenz: CPA-1732-UMG