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Hochauflösende Lichtmikroskopie

STED (stimulated emission depletion)-Mikroskopie

In den Lebenswissenschaften wird die Lichtmikroskopie weit verbreitet eingesetzt, um zelluläre Strukturen zu visualisieren. Allerdings limitiert die Beugung die Auflösung von Lichtmikroskopen auf  250 nm. Diese Auflösungsgrenze ist nicht ausreichend, um zelluläre Details wie dicht zusammenliegende Filamente, Anhäufungen von kleinen Objekten oder Organell-umhüllende Membranen aufgelöst darzustellen.
STED (stimulated emission depletion)-Mikroskopie nutzt bestimmte Eigenschaften von fluoreszierenden Farbstoffen, um die beugungslimitierte Auflösungsgrenze zu umgehen. Die Methode wurde in den 90ern erfunden und realisiert und zu Beginn des Jahrtausends weiter verbessert und kommerziell verfügbar gemacht. Für seine Arbeiten zur STED-Mikroskopie wurde Stefan Hell mit dem Nobelpreis für Chemie 2014 ausgezeichnet.
Seit Sommer 2015 gibt es in der Einrichtung für hochauflösende Mikroskopie am LIMES-Institut ein "4-channel easy3D superresolution STED microscope (Abberior Instruments)", das Aufnahmen mit einer Auflösung bis zu 30 nm ermöglicht. Im Gegensatz zur Elektronenmikroskopie, die traditionell eingesetzt wird, um zelluläre Details mit hoher Auflösung zu visualisieren, erfordert die Methode nicht das Einbetten der Probe, das Schneiden der Probe in dünne Schnitte und die Aufnahme im Vakuum. Es können sogar lebende Zellen untersucht werden. Weiterhin kann die spezifische Markierung von Proteinen leichter erreicht werden als in der Elektronenmikroskopie.
Zellen sind die kleinsten Einheiten des Lebens. Ihre Architektur und ihre Komponenten zu verstehen ist entscheidend für die Weiterentwicklung der Lebenswissenschaften. Die STED-Mikroskopie erlaubt das Studium verschiedenster zellulärer Details wie Nanodomänen, Organellen oder dem Zytoskelett und trägt daher dazu bei, die molekulare Komplexität von lebender Materie zu enträtseln.

Anprechpartner: Prof. Dr. Thorsten Lang, thorsten.lang(at)uni-bonn(dot)de