Am Anfang war das Licht - scinexx | Das Wissensmagazin
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Am Anfang war das Licht

Vom Licht- zum Lasermikroskop

Vom Einblick in solche Größenordnungen waren die ersten Mikroskope weit entfernt, die an der Wende des 16. zum 17.Jahrhundert in holländischen Werkstätten gebaut wurden – etwa zur gleichen Zeit also, als Galileo Galilei erstmals sein Fernrohr auf den Sternenhimmel richtete.

Für eine Reise in die Welt der Atome reichen selbst die heutigen modernen Lichtmikroskope nicht aus. Der Grund: Licht breitet sich in Form von Wellen aus. Man kann den Abstand zwischen zwei Punkten nicht auflösen, wenn dieser kleiner ist als die Wellenlänge des verwendeten Lichts. Mit ultraviolettem Licht lassen sich Punkte hinab bis zu einem Abstand von rund 0,0002 Millimeter unterscheiden.

Rattennetzhaut © Forschungszentrum Jülich

Eine neue Generation von Lichtmikroskopen, die mit Laserlicht arbeiten, lösen immerhin noch Strukturen auf, die nur 0.00015 Millimeter klein sind. Mit einem „Laser-Scan-Mikroskop“ können zum Beispiel Nervenzellen in der Netzhaut und deren Aktivität untersucht werden. Damit dies gelingt, müssen die Forscher allerdings tief in die Trickkiste greifen. Zum einen müssen die gesuchten Nervenzeilen, Signal- und Botenstoffe mit einem Farbstoff angefärbt werden, der unter dem Laserlicht zu fluoreszieren beginnt. Zum anderen müssen Gewebeschichten, die sich unter- und oberhalb der Nervenzelle befinden und das Bild „vernebeln“, ausgeblendet werden.

Dies leistet ein Spezialmikroskop im „Institut für Biologische lnformationsverarbeitung“ im Forschungszentrum Jülich, das „konfokale Laser-Scan-Mikroskop“. Mit seiner Hilfe warfen sie einen Blick auf die Netzhaut einer Ratte. Durch rote und grüne Farbstoffe wurden zwei verschiedene Zelltypen sichtbar gemacht. Auf rund 60 grün gefärbte Zellen kommt zwar nur eine rot gefärbte, doch sie versorgt über ihre verzweigten Fortsätze („rotes Netz‘) die gesamte Fläche mit Information.

Im Schnitt durch die Netzhaut ekennt man die relativ großen rot und grün gefärbten Nervenzellen in der rechten Bildhälfte. Sie erhalten ihre Signale vom dichten Netz der Lichtrezeptoren am rechten Bildrand (orange auf schwarz) und geben es über ihre langen sdünnen Fortsätze nach links an Synapsen (rosa und blau) weiter. Synapsen sind eine Art Schalter, die Information an andere Nervenzellen und letztlich das Gehirn weiterleiten.

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Stand: 04.02.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Zoom aufs Atom
Reise in den Mikrokosmos

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

In der Welt der kleinsten Teilchen
Revolution im Mikrokosmos

Am Anfang war das Licht
Vom Licht- zum Lasermikroskop

Zoom aufs Atom
Vom Elektronen- zum Rastertunnelmikroskop

Welt voller Überraschungen
Von Inseln, Wellen und Wasserfällen

Fester als Stahl, stabiler als Diamant...
Den Nanoröhren auf der Spur

Spaghetti in der Nanowelt
Vom Forscher-Spielzeug zum Flachbildschirm

Das Mikroskop im Mikroskop
Rastertunnel- und Elektronenmikroskop im Teamwork

Magische Zahlen auf Kristall
Siliziumwachstum unter der Lupe

Selbstorganisation im Mikrokosmos
Gesetzmäigkeiten im Kristallwachstum eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten

Vom Störfaktor zum Bauelement
Schnelleres Schalten dank Germanium?

Licht, Laser und Elektronen
Von der Lichtmikroskopie zum Elektronenmikroskop

Atommanipulation leicht gemacht
Rastersondenmikroskope

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