Photothermale Mikroskopie von Nanopartikeln auf Zellen

Es stehen heute rein optische Methoden zur Verfügung, mit deren Hilfe biologische Systeme bis auf das Niveau von einzelnen Molekülen hin untersucht werden können; sie alle unterliegen jedoch Beschränkungen durch die Größe der verwendeten Marker ( > 40 nm im Fall von Single Particle Tracking) oder die kurze Bleichzeit von Fluorophoren (Sekunden oder weniger). Das Projekt, das diesem Antrag zugrunde liegt, will diese beiden Einschränkungen durch die Adaption von Photothermaler Interferenzkontrast-Mikroskopie für die Anwendung auf lebenden Zellen aufheben. Diese neue Methode benutzt ein optisches System ähnlich der DIC-Mikroskopie (differentieller Interferenzkontrast) um eine kleinen Varation im Brechungsindex zu messen, die durch eine stark lokalisierte Erwärmung eines Gold-Nanopartikel verursacht wird. Diese Goldpartikel konnen dadurch als eine neue Art von Marker verwendet werden, die nicht bleicht, nicht absättigt, biologisch inert ist und trotzdem spezifisch und kovalent an Biomoleküle gebunden werden kann. Weiters ist es möglich den Durchmesser der Partikel soweit zu verkleinern, dass sie auch in engsten Räumen wie dem synaptischen Spalt zwischen Neuronen eingesetzt werden können. Erste Versuche in vitro haben gezeigt, dass die Photothermale Interferenzkontrast-Mikroskopie Goldkügelchen von gerade 2.5 nm Durchmesser selbst in stark streuenden Medien auffinden kann. Die Expertise auf optischem als auch auf biologischem Gebiet, die in den Gruppen für Nanooptik und Zellphysiologie der Université Bordeaux gebündelt ist, bietet die beste Voraussetzung für einen Erfolg in der Entwicklung dieser neuen und anwendungsreichen Methode zum Verfolgen von Biomolekülen auf lebenden Zellen in Echtzeit.