Mikroskopie in der Zukunft

[Jan_B]

Hallo zusammen,

für eine kleine Hausarbeit brauche ich Informationen darüber, in welche Richtungen sich die Mikroskopie in der Zukunft entwickeln könnte. Gibt es eine generellen Weg, in die der ganze Bereich geht? Gibt es fiktionale Modelle, die eventuell bald hergestellt werden können? Irgendwelche sonstigen Utopien? Vielleicht neue Anwendungsbereiche, für die die Mikroskopie interessant werden könnte?

Versteht mich nicht falsch, ich erwarte nicht, dass mir hier nun irgendwer meine Arbeit abnimmt. Ich würde mich aber trotzdem über ein paar Anregungen in Form von Schlagworten, Links oder Literatur freuen. In der Suchfunktion bin ich nicht fündig geworden. Falls es doch einen ähnlichen Themenbereich gibt, bitte zermatert mich nicht. Vielleicht könnte hier ansonsten auch eine kleine Diskussion über das Thema enstehen.

Danke im Voraus

Jan

[JB]

Hallo Jan,

Meine kleine Einschaetzung zur gegenwaertigen Lage in der biologisch/biomedizinischen Mikroskopie fuer die Forschung. Fuer Routineuntersuchungen gibt es natuerlich noch immer die selben Verfahren wie vorher.

Nachdem es in der 2. Haelfte des 20. Jhd. eine Dominanz der Elektronenmikroskopie gab, sind in den letzten ca. 30 Jahren praktisch alle Innovationen auf Grundlage von fluoreszenzmikroskopischen Verfahren gemacht worden.

Dabei koennen mit fluoreszenz-markieren Antikoerpern etc. einzelne Zellbestandteile hochspezifisch nachgewiesen werden. Auf dieser Grundlage wurden immer ausgefeiltere Mikroskopsysteme gebaut, die diese Nachweise (insbesondere Lokalisierungen) immer genauer machen koennen.

Besonders hohe Aufloesungen erreicht man dabei mit Konfokaler Mikroskopie. Diese Mikroskope sind schon ausgereift und kommerziell erhaeltlich.

In den letzten Jahren wurden auf dieser Grundlage Verfahren der super-resolution microscopy oder nanoscopy entwickelt, bei denen besonders hohe Aufloesungen moeglich werden. Die meisten dieser Verfahren existieren bereits als Prototypen oder sogar als erste kommerzielle Systeme.

Konfokale Mikroskopie und super-resolution microscopy generieren sehr grosse Datenmengen. Erhebliche Fortschritte werden deshalb auch bei der elektronischen Bildverarbeitung und der Extraktion von Messdaten aus diesen Bildern gemacht.

Eine weiterer Innovationsschwerpunkt ist die Beobachtung von ganzen lebenden Organismen ueber laengere Zeitraeume. Dazu dient zB light sheet microscopy, und intravital fluorescence microscopy auf Grundlage von infraroter Fluoreszenz (lebendes Gewebe ist fuer Infrarot recht gut durchlaessig).

Sind Sie Schueler oder Student? Als Student finden Sie eine Fuelle von Neuheiten in der Zeitschrift Nature Methods.

Beste Gruesse,

Jon

[TPL]

Hallo Jan,

Jon hat schon erwähnt, wo seit einigen Jahren/Jahrzehnten bei der Weiterentwicklung der Mikroskopie "die Musik spielt". Einen sicher nicht so ausgewogenen, dafür aber kostenlosen Einblick in moderne mikroskopische Verfahren vermittelt die Zeitschrift Microscopy & Analysis. Aber Vorsicht: auch die Fachartikel sind häufig relativ "herstellernah" und wer keine Werbung mag, wird mit diesem "Journal" nicht glücklich.

Eine ganz andere Ecke, in der sich etwas Aufregendes tut, ist die Entwicklung von Mikroskopen für die Verbesserung der medizinischen (und tiermedizinischen) Versorgung in Entwicklungsländern:
http://www.millennium-microscope.org/ http://www.newtonmicroscopes.com/

Viel Erfolg,
Thomas

[abbeköhl]

Hallo Jan,

Ich denke mir, dass die Zukunft der Attomikroskopie gehört
Dass soll nicht heissen, dass man in Zukunft auf die anderen Verfahren verzichten kann oder wird.

http://www.atto.ethz.ch/
http://www.youtube.com/watch?v=6zxzJqvzZMY
http://www.google.ch/#q=attosecond+microscopy
http://www.mpq.mpg.de/cms/mpq/en/news/press/archiv/2010/10_08_05.html
http://www.dctp.tv/#/filme/fluestern-der-elektronen/

Schöni Grüess us dä Schwyz, Reto B.

[Jan_B]

Super, vielen Dank für die Antworten. Da hebe ich ersteinmal was zum Durcharbeiten.

[Leandra]

Hallo,

dieses Thema ist zwar schon etwas älter und die Hausarbeit sicher längst geschrieben.
Aber da hier super resolution microscopy erwähnt wurde, würde ich gerne etwas fragen:

Vor einem oder zwei Jahren habe ich gehört, dass es es Labore gibt, die super resolution mit EM kombinieren. Anscheinend gibt es ein spezielles freezing Verfahren mit dem man Proben für super resolution und EM vorbereiten und verwenden kann. Außerdem werden die Proben dabei im Vergleich zu herkömmlichen (EM) Methoden kaum verändert.

Ich habe damals in einem Vortrag davon gehört, habe es aber nicht so ganz verstanden.
Weiß zufällig jemand, wie dieses Verfahren heißt, wo man mehr darüber findet und ob man wirklich die selben Proben für super resolution und EM verwenden kann?

[JB]

Hallo,

Schon seit langem wird versucht, Proben nacheinander im Licht- und dann im Elektronenmikroskop zu untersuchen (mindestens seit den 70ern).

Das ganze heisst dann "Correlative Light and Electron Microscopy" http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/referencelibrary/clem.html

Natuerlich kann man das auch mit Fluoreszenz (superresolution) und EM/Tomographie tun, wobei man entsprechende konstruierte fluoreszierende Proteine oder markierte Nachweisreagenzien benoetigt, die zuwohl mit Fluoreszenz als auch mit EM nachweisbar sind.

Kostenlos:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22474357
Kopek (2012): Correlative 3D superresolution fluorescence and electron microscopy reveal the relationship of mitochondrial nucleoids to membranes. PNAS 109(16):6136-41

doi:10.1371/journal.pone.0077209
Kopek 2013: Correlative Photoactivated Localization and Scanning Electron Microscopy. PLoS ONE 8(10): e77209.

Jon