Wissenschaftler von Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein neues Verfahren zur Untersuchung lebender Zellen entwickelt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Mikroskopie muss die Zelle dabei nicht mit Fluoreszenzmolekülen markiert werden und kann daher im natürlichen Zustand beobachtet werden. Durch Rotation der in dem Verfahren eingesetzten Laserstrahlen kann sogar ein dreidimensionales Bild aufgenommen werden.
In ihrer Pilotstudie zeigen Michael Feld und seine Kollegen Bilder von Gebärmutterkrebszellen in drei Dimensionen, aufgenommen mit Hilfe eines überraschend einfach anmutenden Verfahrens. Dabei wurde wie in der gewöhnlichen Lasermikroskopie die Zelle von einem Laserstrahl abgerastert.
Bevor dieser allerdings auf die Zelle traf, spalteten die Forscher einen Teil des Strahls mit Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels ab. Dieser Referenzstrahl wurde dann vor dem Detektor wieder mit dem Strahl, der durch die Zelle hindurchging, vereinigt. Da Licht eine Wellennatur besitzt, hing die Intensität der von dem Detektor wahrgenommenen Strahlung von der Phasendifferenz zwischen den Teilstrahlen ab.
Die Stärke des Phasensprungs des durch die Zelle scheinenden Strahls hing nun von dem Brechungsindex der Materie ab, die sich im Strahl befand. Daher daher konnte mit einem Computerprogramm ein zweidimensionales Bild der Zelle errechnet werden.
Zum Sprung in die dritte Dimension musste der Strahl nun nur noch mittels eines Spiegels rotiert werden, so dass er unter unterschiedlichen Winkeln in die Zelle eindrang. Feld glaubt, dass die Einfachheit dieser Methode schon bald zu ihrem breiten Einsatz führen wird.
Obwohl die Auflösung im Vergleich zu der von Elektronenmikroskopen um mehrere Größenordnungen schlechter ist, liegt sie mit etwa einem halben Mikrometer jedoch schon jetzt im Bereich der Beugungsgrenze. Der große Vorteil des neuen Verfahrens besteht zweifellos darin, dass damit lebende Zellen untersucht werden können.
Nature Methods, Online-Vorabverföffentlichung, DOI: 10.1038/nmeth1078 Stefan Maier
