Inaugural Dissertation - Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
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2.4. Hochauflösende Mikroskopiemethoden<br />
Abbildung 2.4.5.: Schematischer Querschnitt durch ein Präparat der 4PI-Mikroskopie [Mic05].<br />
2.4.3. SMI-Mikroskopie<br />
Das in der Arbeitsgruppe Cremer entwickelte und etablierte Verfahren der SMI-Mikroskopie (engl.: Spatially<br />
Modulated Illumination) basiert auf der SW-Mikroskopie (engl.: Standing Wave) ( [BFTL93],<br />
[LTW86]). Im Gegensatz zur 4PI-Mikroskopie ist die SMI-Mikroskopie ein Verfahren, bei dem mit<br />
Weitfeld-Anregung und -Detektion gearbeitet wird. Die SMI-Mikroskopie liefert zwar im strengen Sinne<br />
keine Auflösungsverbesserung, jedoch kann mit ihrer Hilfe, wenn Zusatzinformation über die Objektform<br />
vorhanden ist, eine Verbesserung der Messgenauigkeit erreicht werden. Somit können mit den<br />
entsprechenden Auswertealgorithmen axiale Ausdehnungen optisch isolierter Objekte in einem Bereich<br />
von etwa 30-200nm, was ca. 1/20 der Anregungswellenlänge entspricht, sowie Objektpositionen sehr<br />
genau bestimmt werden.<br />
Da der theoretische Hintergrund der SMI-Mikroskopie bereits in vorangehenden Arbeiten ( [Alb02],<br />
[Spö04], [Wag04], [Bad07], [Rey07]) behandelt wurde, wird in dieser Arbeit nur auf die wesentlichen<br />
Aspekte eingegangen.<br />
Theorie der SMI-Mikroskopie<br />
Das SMI-Mikroskop ist ein Fluoreszenzmikroskop mit Weitfelddetektion und strukturierter Beleuchtung<br />
in axialer Richtung. Zur Erzeugung dieser Beleuchtungsstruktur werden zwei gegeneinander laufende,<br />
linear polarisierte, kohärente und kollimierte Laserstrahlen im Objektraum zur Interferenz gebracht. Das<br />
Intensitätsprofil des so erzeugten stehenden Wellenfeldes besitzt äquidistante Intensitätsmaxima und -<br />
minima entlang der optischen Achse und erfüllt die Bedingung [Sch99]:<br />
[<br />
I(z) = I 0 cos 2 k z z + ∆Φ ]<br />
2<br />
(2.4.10)<br />
mit k z = 2πncos(Θ)/λ exc . Die cos 2 -Form des Wellenfeldes ist somit abhängig von der Vakuumswellenlänge<br />
des Anregungslichts λ exc , dem Brechungsindex n der Probe, der Distanz z entlang der optischen<br />
Achse, dem Winkel Θ zwischen den interferierenden Strahlen, sowie deren Phasendifferenz ∆Φ.<br />
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