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Forschung & Entwicklung Flexible Pinzette aus Licht

Eine neue Methode der Lichtleitung ermöglicht den Einsatz optischer Fallen für die medizinische Diagnostik direkt im lebenden Gewebe.

Optische Fallen sind hochkonzentrierte Lichtbündel mit denen sich mikroskopisch kleine Objekte wie Zellen oder DNA festhalten, bewegen und untersuchen lassen. Solche Pinzetten aus Licht sind nicht neu. Aufgrund ihrer relativ großen Optiken konnten Forscher Biomoleküle und deren Funktion bislang nur außerhalb der Zelle, also nicht in ihrer natürlichen Umgebung, untersuchen.

Einem Wissenschaftler-Team um Tomáš Čižmár vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) ist es jetzt zum ersten Mal gelungen, die Lichtbündel durch haarfeine optische Glasfasern zu leiten. Die multimodalen Fasern können aufgrund ihres geringen Durchmessers in lebende Gewebe und Organismen eindringen ohne sie dabei zu beschädigen. „Wir haben nun die Möglichkeit in bisher unerreichbare Geweberegionen vorzudringen und dort Zellbestandteile oder einzelne Moleküle in ihrer natürlichen, komplexen Umgebung zu beobachten. Wir hoffen damit zelluläre Abläufe, besonders solche die zur Entstehung von Krankheiten führen, in Zukunft besser zu verstehen“, beschreibt Čižmár eine mögliche Anwendung der Technologie.

Dies zeigt, dass sich mithilfe von Licht und faserbasierten optischen Fallen dreidimensional angeordnete Mikroobjekte in Echtzeit und mit nanometergenauer Ortsauflösung beliebig positionieren lassen. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für weitere Forschungsprojekte, mit dem Ziel haarfeine endoskopische Fasersonden für die Bildgebung in schwer zugänglichen Regionen lebender Organismen zu entwickeln.

Originalveröffentlichung:

[I. T. Leite, S. Turtaev, X. Jiang, M. Šiler, A. Cuschieri, P. St. J. Russell, T. Čižmár, Three-dimensional holographic optical manipulation through a high-numerical-aperture soft-glass multimode fibre, Nat. Photonics (2017), DOI:10.1038/s41566-017-0053-8]

www.leibniz-ipht.de

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