Die Entwicklung neuer Methoden in der Fluoreszenzmikroskopie auf Basis reversibler chemischer Reaktionen

Zum besseren Verständnis lebender Organismen sind Informationen über die Organisation und Struktur zellulärer Bausteine und deren detaillierte Funktion unerlässlich. Seit kurzem erlauben neue fluoreszenzmikroskopische Methoden, die Beugungsgrenze der optischen Mikroskopie zu umgehen und dadurch Struk- turen kleiner als 200nm aufzulösen. Einige dieser Methoden basieren auf der photophysikalischen Schaltung der Fluoreszenz durch Bestrahlung mit Licht. In dieser Arbeit wurde der Ansatz der lichtunabhängigen Hochauflösungsmi- kroskopie verfolgt. Dazu wurde die reversible Bindung von Kupfer(II) an einen Liganden genutzt, welche die Fluoreszenz der Sonde ausschaltet. Mit dieser Son- de wurde eine Auflösung von 20nm erreicht, mit der strukturierte Filamente von Zellen weit unter der klassischen Beugungsgrenze aufgelöst werden können. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die chemisch schaltbare Sonde eine Mög- lichkeit zur aberrationsfreien Kolokalisation in biologischen Proben ist. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Methode der Hochauflösungsmikro- skopie bietet einen alternativen Ansatz zu lichtgetriebenen Mechanismen, um Strukturen unter der Beugungsgrenze aufzulösen. Hiermit lassen sich Probleme, wie etwa Phototoxizität und eine hohe Hintergrundfluoreszenz vermeiden, die bei anderen Methoden mit den hohen Lichtintensitäten einhergehen. Eine Li- mitierung der Methode liegt in der Natur der genutzten reversiblen chemischen Reaktion der Sonde. Die Kinetik der Reaktion begrenzt die Kontrolle über die Dauer der An/Aus-Zustände