Neuartiges Lichtmikroskop am BMC

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Die Lichtmikroskopie hat in den vergangenen Jahren rasante Fortschritte gemacht. Immer kleinere Strukturen lassen sich detektieren. Zelluläre Strukturen erscheinen mit einer bislang unerreichten Detailschärfe auf dem Computerschirm, möglich sind die Aufnahmen dank immer raffinierterer Detektionsverfahren für fluoreszierende Farbstoffe, mit denen sich zentrale Biomoleküle markieren lassen. Nun hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) der LMU ein neuartiges spezielles Lichtmikroskop bewilligt. Im Rahmen einer sogenannten Großgeräteinitiative, die 13 Hochschulen in Deutschland ermöglichen soll, „hoch entwickelte, noch wenig etablierte Technologien aus dem Bereich der Lichtmikroskopie“ zu nutzen, fördert die DFG die Anschaffung an der LMU mit knapp 1,5 Millionen. Für die Nutzung des Mikroskops, das in die Core Facility Bioimaging des Biomedizinischen Centrums (BMC) eingebunden wird, hatten zehn Forschergruppen aus den Lebenswissenschaften Projektvorschläge eingereicht.

Das neuartige Mikroskopieverfahren, das unter der Abkürzung FLIM (Fluorescence lifetime imaging microsopy) läuft, arbeitet nicht mit der Intensität des Fluoreszenzsignals, mit der gängige Verfahren beispielsweise Häufungen markierter Moleküle zeigen. FLIM misst, wie lange die Farbstoffmoleküle in einem angeregten Zustand bleiben, bevor sie das Fluoreszenzsignal aussenden und wieder in einen Grundzustand zurückfallen. Diese Zeitspanne liegt im Bereich von wenigen Nanosekunden (Milliardstel Sekunden) und ist spezifisch für den Farbstoff, kann aber mit den physiologischen Bedingungen wie pH-Wert, Temperatur oder Sauerstoffgehalt variieren, eine ideale Voraussetzung für Untersuchungen von Molekül- und Zellfunktionen. Die Werte sind aber unabhängig von der Molekülkonzentration, von der Probenbeschaffenheit und verfälschenden Effekten wie dem „Wegbleichen“ des fluoreszierenden Signals, sagt Dr. Steffen Dietzel, Leiter der Core Facility Bioimaging am BMC, was ein hochpräzise Darstellung erwarten lasse. Die neue Generation der FLIM-Mikroskope erlaubt eine sehr viel schnellere Aufnahme. „Was früher Minuten dauerte, ist jetzt in Sekunden erledigt. Dadurch können wir auch dynamische Prozesse in lebenden Zellen beobachten.“