Eine kurze Einführung in die Super-Resolution-Mikroskopie

Unter hochauflösender Mikroskopie bzw. „Super-resolution Microscopy“ oder „Imaging“ versteht man in der Regel alle mikroskopischen Verfahren, die in der Lage sind, unterhalb der Beugungsgrenze aufzulösen.

Von Dr Jakob Bierwagen, AHF analyentechnik AG

Alle Methoden verwenden dabei Techniken, um Fluorophore durch unterschiedliche Zustände unterscheiden zu können. Diese können beispielsweise der S0 und der S1-Zustand oder cis- und trans- oder die Unterscheidung durch verschiedene Hell- und Dunkelzustände sein. Die bekanntesten Methoden dafür sind: STED und die anderen RESOLFT-Methoden, STORM, PALM, GSDIM und SOFI, sowie SIM, SSIM und MINFLUX. Man kann diese Methoden in folgende Kategorien einteilen:

STED und die anderen RESOLFT- Methoden basieren auf rein physikalischen Methoden, welche die Auflösung erhöhen, z.B. durch stimulierte Emission-Löschung bei STED.

STORM, PALM, GSDIM, SOFI und deren Derivate basieren auf (rechnerischer) Lokalisation der Fluorophore, die durch Überlagerung vieler Aufnahmen ein Bild ergeben.

SIM und SSIM verwenden hauptsächlich Entfaltungsmethoden, um das „wahre“ Objekt aus dem Bild errechnen zu können. Dafür wird die Probe strukturiert beleuchtet.

MINFLUX schließlich verwendet sowohl RESOLFT-Techniken, als auch Techniken aus den Lokalisationsverfahren und erreicht dadurch eine herausragende Auflösung mit vorher nichtgeahnter Aufnahmegeschwindigkeit.