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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

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

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