Kauf / Beschaffung eines Mikroskops "Lattice Lightsheet 7 exDemo Unit"

Die Fluoreszenzmikroskopie ist aufgrund ihrer potenziell hohen Spezifität und Empfindlichkeit eine der wichtigsten Methoden auf dem Gebiet der modernen biomedizinischen Forschung. Durch die Möglichkeit, transgene Zelllinien zu erzeugen, in denen Proteine von Interesse mit fluoreszierenden Proteinen markiert sind, können zelluläre Prozesse in lebenden Zellkulturen, Geweben und Organismen dynamisch sichtbar gemacht werden. Diese Informationen können genutzt werden, um wertvolle Rückschlüsse auf die Lokalisierung, Interaktion und Migration von Molekülen in biologischen Präparaten zu ziehen. Um dynamische Prozesse zu untersuchen, ist die Bildgebung lebender Zellen erforderlich. Die Lichtmikroskopie gilt zwar als nicht-invasive Technik, doch kann die Lichteinwirkung die dynamischen Prozesse in den Zellen zum Teil dramatisch verändern. Viele der in der Garcia-Abteilung untersuchten Vorgänge sind sehr dynamisch, insbesondere die Dynamik von Mitochondrien und Mitochondrien oder die Dynamik des Vesikeltransports bei der Reparatur von Membranporen. Für ein vollständiges Verständnis des dynamischen Verhaltens dieser Prozesse ist es daher von entscheidender Bedeutung, die zellulären Komponenten von Interesse und ihre Umgebung im 3D-Raum zu untersuchen, was in der Regel mehr als eine Markierung auf einmal und in einigen Fällen eine Langzeit-Bildgebung erfordert. Um den natürlichen Verlauf dieser Vorgänge untersuchen zu können, ist daher eine mehrfarbige Bildgebung in 3D mit guter zeitlicher Auflösung und extrem niedrigen Beleuchtungsdosen erforderlich. Die Weitwinkelaufnahme kann bei moderaten Beleuchtungsstärken recht hohe Bildraten liefern, leidet aber unter dem geringen Kontrast zwischen der Fokusebene und dem Volumen darüber und darunter. Die Tatsache, dass die gesamte Probe beleuchtet wird, bedeutet auch, dass unscharfe Strukturen nicht nur einen nachteiligen Beitrag zum resultierenden Bild leisten, sondern auch dem Licht ausgesetzt sind, ohne einen sinnvollen Beitrag zum endgültigen Bild zu leisten. Die Mikroskopie mit einer einzigen Beleuchtungsebene (SPIM, auch bekannt als Lichtblattmikroskopie), bei der Anregung und Detektion entkoppelt sind, ist eine leistungsstarke Alternative zur Weitfeldbeleuchtung. Lichtblattmikroskope sind in ihrer erreichbaren Auflösung durch den Durchmesser und die Form des Lichtblattes begrenzt, das auf beiden Seiten des Fokus divergiert. Diese Einschränkung wird durch die Verwendung von Bessel-Strahlen zur Erzeugung des Lichtbogens behoben, die dünner sind als Gaußsche Strahlen und über relativ große Entfernungen nicht den gleichen Grad an Divergenz aufweisen. Der Nachteil der Sidelobes wird in der als Gitterlichtblatt bekannten Implementierung elegant gelöst, die eine nahezu isotrope Auflösung sowie eine sehr geringe Phototoxizität bietet, da der Anregungsstrahl nicht die gesamte Probe durchdringt und die Fluorophore nur in der Detektionsebene anregt. Unseres Wissens bietet diese Technik auch die schonendsten Bildgebungsbedingungen, wobei eine gute räumliche und zeitliche Auflösung erhalten bleibt (Chen et al., Science, 2014). Für die geplanten Experimente ist es erforderlich, dass die Zellen in denselben Schalen abgebildet werden können, in denen sie kultiviert werden. Je nach Zelltyp und Experiment kann es sich dabei um Mikroschalen, Multi-Well-Slides oder Multi-Well-Platten handeln. Idealerweise sollte das Mikroskop invertiert sein, um eine Kontamination der Probe zu vermeiden und eine möglichst stabile Bildgebung zu gewährleisten. Die Implementierung des Lattice Lightsheet 7 erfüllt durch das neuartige optische Design die nachfolgenden Anforderungen: • Das Mikroskop kann wie ein normales umgekehrtes Mikroskop verwendet werden. Dies bedeutet, dass die Probe nicht mit optischen (oder anderen) Komponenten in Berührung kommt, wodurch das Kontaminationsrisiko minimiert wird. Es ermöglicht auch die Verwendung von Standard-Probenträgern wie Objektträgern, Petrischalen oder Wellplatten. • Die Ausrichtung des Systems wird drastisch vereinfacht und kann vollständig über die Software erfolgen, ohne dass manuelle Einstellungen am optomechanischen System erforderlich sind. • Der Aufbau enthält drei Anregungslaser und zwei Kameras, Voraussetzung für ideale Multicolor-Imaging-Experimente.