Fakultätsbericht 2016-2017

Abb. 2. Prinzip des integrierten Feldspektrometers (unten). Das Mikrolinsenarray (µLA) erzeugt viele Punkte, die dann mit Hilfe eines Prismas in viele nebeneinander liegende Spektren gewandelt werden (oben). TL: Tubuslines, C: Kamera. Raman-Mikroskopie ist ein Verfahren mit großem Potential, da es ohne Färbung ortsaufgelöste chemische Information von Zellen und deren Um- gebung liefert. Jedoch schränkt die herkömmliche Art der konfokalen Datenaufnahme (ca. 4 Stunden für ein Bild) die Nutzbarkeit deutlich ein. Durch Beleuchtung der Probe mit einer von der Seite einfallenden Lichtschicht kann der Vorgang er- heblich parallelisiert werden, während sich die Lichtleistung besser auf die Probe verteilt. Die parallele Datenaufnahme vieler (mehrere Millionen) Spektren stellt jedoch ein Problem dar. Eine viel beachtete Arbeit stützt sich hier auf das Verfah- ren der Fourier-Spektroskopie [5]. Um eine weite- re Effizienzerhöhung zu erreichen, ist es sinnvoll, alle Spektralinformationen simultan und in einem Belichtungsvorgang aufzunehmen. Dies soll mit Hilfe eines integrierten Feldspektrometers erreicht werden, wie es auch in der Astronomie Verwen- dung findet (Abb. 2). Mit Mikrolinsen wird ein stark vergrößertes Bild in Elemente geteilt (eine Linse pro Teil), die zu Punkten fokussiert werden, FORSCHUNG — 59 Raman-Lichtschichtmikroskopie die wiederum spektral aufgespalten (P, Abb. 2) und auf der Kamera abgebildet werden. Ein wei- teres Ziel dieser Entwicklung ist eine Anregung der Ramanstreuung im nahen Infrarot (785 nm). [5] Müller, W., Kielhorn, M., Schmitt, M., Popp, J., Heintzmann, R. (2016): Light sheet Raman micro-spectroscopy, Optica 3, 452-457. Am Lehrstuhl werden zuneh- mend 3D-Drucktechnologien eingesetzt. Der Arbeitsgruppe stehen nunmehr drei Drucker zur Verfügung, die es ermögli- chen Werkstücke von maßge- schneiderten Adapterteilen und Optikhalterungen, bis hin zu ganzen Mikroskopstativen ein- fach auszudrucken (inspiriert von Richard Bowman, Univ. of Bath). Die Druckkosten liegen meist unter 10 Euro, wobei der recht stabile Kunststoff ABS eingesetzt wird. Eine Motivation für den 3D- Druck ist das schnelle und un- komplizierte Realisieren neuer Ideen. Was üblicherweise einen Auftrag in der feinmechanischen Werkstatt und oft zwei Wochen Wartezeit bedeutet, kann nun innerhalb einer Stunde skizziert und anschließend gedruckt werden. Eine weitere Motivation sind die geringen Kosten, wel- che, insbesondere in Verbin- dung mit dem Einsatz der Tech- nik in Mobiltelefonen (Abb. 3), den Bau sehr günstiger Mikro- skopie-Systeme mit beachtlichen Leistungen z. B. für den Einsatz in Entwicklungsländern erlauben. Aktuelles Ziel ist es, einen Groß- teil der hochauflösenden Ver- fahren (z. B. dSTORM) mit kleins- tem Budget zu demonstrieren. 3D-Druck und der Einsatz von Mobiltelefonen in der Mikroskopie Abb. 3. Beispiel eines gedruckten Mikroskops als Baukastensystem. (B. Diederich und B. Maršiková, FA Mikroskopie, Leibniz-IPHT Jena)