4Pi-SMS-Mikroskopie

Ein SMS-Bild ergibt sich im einfachsten Fall aus dem Histogramm von hinreichend vielen Markerpositionen, wobei jede einzelne Position aus dem beugungslimitierten Fluoreszenzbild eines einzelnen Emitters berechnet wird. Bei der dreidimensionalen Lokalisation stellt insbesondere die axiale Lokalisierung eine Herausforderung dar. Das 4Pi-SMS-Mikroskop meistert diese, indem es zur Fluoreszenzdetektion zwei gegenüberliegende Objektive kohärent verwendet [Aquino et al., 2011]. Eine Analyse von mindestens drei, mit unterschiedlicher relativer Phase erzeugten, Interferenzbildern pro Marker ermöglicht seine axiale Lokalisation mit sehr hoher Genauigkeit.

Das 4Pi-SMS-Mikroskop erlaubt eine Lokalisation besser als 10 nm in allen drei Raumrichtungen und dies über einen ausgedehnten axialen Bereich von ca. 650 nm. Zusätzlich bietet es die Möglichkeit, unterschiedliche Spezies von Markermolekülen, z. B. spektral, zu unterscheiden.

	Links: xy-SMS-Bild von Mikrotubuli (rot) und von Peroxisomen (blau) in einer intakten PtK2 Zelle. Größenbalken: 1 µm. Rechts: gleicher Ausschnitt mit farblicher Codierung der axialen Position. (Bild aus [Aquino et al., 2011])

Weiterführende Informationen:

Aquino, D., A. Schönle, C. Geisler, C. v. Middendorff, C. A. Wurm, Y. Okamura, T. Lang, S. W. Hell, A. Egner (2011):
"Two-color nanoscopy of three-dimensional volumes by 4Pi detection of stochastically switched fluorophores"
Nature Methods, 8 (4), 353 - 359

Hell, S. W., R. Schmidt, A. Egner (2009):
"Diffraction-unlimited three-dimensional optical nanoscopy with opposing lenses"
Nature Photonics 3, 381 - 387

Middendorff, C. v, A. Egner, C. Geisler, S. W. Hell, A. Schönle (2008):
"Isotropic 3D Nanoscopy based on single emitter switching"
Opt. Expr. 16 (25), 20774-20788