Nichtlineare Mikroskopie mit adaptiver Optik

Die Auflösung optischer Mikroskope wird oftmals durch die zu untersuchenden Proben selbst begrenzt. Dieser Effekt ist bei der Untersuchung dicker biologischer Proben, wie zum Beispiel Säugetier-Embryonen im frühen Entwicklungsstadium, besonders problematisch. Um die morphogenetischen Ereignisse zu verstehen, die in Säugetier-Embryonen zur korrekten räumlichen Anordnung differenzierter Zellen führen, sind jedoch hochaufgelöste Bildsequenzen des embryonalen Entwicklungsprozesses von großer Bedeutung. Die Erstellung solcher Bildsequenzen könnte mithilfe kombinierter Zwei- und Drei-Photonen-angeregter Fluoreszenz- Mikroskopie gelingen. Eine besondere Herausforderung für die Bildgebung besteht dabei in der Größe der Embryonen: Die große Pixelzahl verlangt optimale Signalerzeugung, um die erforderlichen hohen Bildraten zu ermöglichen. Diese wiederum erfordert nahezu perfektes Fokussieren des Anregungslichts in das Zielgewebe, was durch Streuprozesse an den darüberliegenden Schichten erschwert wird. Das Ziel der geplanten Forschungsarbeiten ist die Entwicklung von Strategien, die es mithilfe adaptiver Optiken erlauben die Auswirkungen solcher Streuprozesse auszugleichen und somit die Qualität des Fokus wiederherzustellen. Solche Strategien würden die Aufnahme hochaufgelöster dreidimensionaler Bildsequenzen lebender Maus-Embryonen ermöglichen. Die geplante Forschung beinhaltet sowohl die Untersuchung bereits existierender Strategien als auch die Entwicklung von Verbesserungen, die speziell auf die Untersuchung dicker Gewebeschichten mittels kombinierter Zwei- und Drei-Photonen-angeregter Fluoreszenz-Mikroskopie abzielen.