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Einzelmolekülmikroskopie

In den letzten Jahren hat die Entwicklung neuer Methoden zur direkten Visualisierung einzelner Moleküle große Fortschritte gemacht. Von besonderem Interesse für unsere Arbeitsgruppe ist die Detektion und Verfolgung einzelner Moleküle (SPT, single particle tracking) in der Plasmamembran lebender Zellen mittels Einzelmolekülmikroskopie. Die Identifizierung einzelner Signale und ihre Verfolgung zeitabhängig durch eine Serie von Bildern führen zu Trajektorien individueller Moleküle. Die Erkennung einzelner Moleküle wird ermöglicht durch die Verwendung von Weitfeld-Fluoreszenzmikroskopie in Kombination mit Laserlichtanregung und einem hochsensitiven und schnellen EMCCD Kamerasystem (515 Bilder/s im Vollbildmodus). Einzelne Moleküle können auf diese Weise als beugungsbegrenzte Lichtpunkte abgebildet werden. Die Approximation einer zweidimensionalen Gaußfunktion ermöglicht, die Position eines Moleküls mit einer Präzision im niedrigen zweistelligen Nanometerbereich zu bestimmen. Die Kombination einer Einzelmoleküldetektion mit hoher zeitlicher Auflösung - Integrationszeiten von bis zu 2 ms sind erreichbar - und Nanometerlokalisierung erlaubt eine präzise Aufnahme von individuellen Molekülpfaden. Durch die sich anschließende Mobilitätsanalyse können Informationen sowohl zum Diffusionsverhalten in verschiedenen Zellbereichen als auch zu unterschiedlichen Bewegungscharakteristika erhalten werden. Zusätzlich kann die Existenz funktioneller Mikrodomänen innerhalb der Plasmamembran direkt geprüft werden.

psf

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