Dreidimensionale konfokale Absorptionsmessungen zur räumlichen ...

6. Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Arbeit ist ein neuartiges Messverfahren zur dreidimensionalen Strukturbestimmung
mikroskopischer Objekte vorgestellt worden.
Dazu wurden zunächst die photochemischen Grundlagen, auf denen dieses Messverfahren
beruht, näher erläutert und basierend auf diesen Erkenntnissen ein mathematisches
Modell entwickelt, dass wesentliche Eigenschaften dieser Mikroskopiemethode zu
erklären vermag. Dieses Modell prognostiziert die Möglichkeit einer dreidimensionalen
Strukturaufklärung anhand einer Transmissionsmessung und gibt einfache Beziehungen
zur räumlichen Auflösung und zur erzielbaren Nachweisgrenze dieses Verfahrens.
Es sagt weiterhin voraus, dass noch weitere photophysikalische Eigenschaften des verwendeten
Absorbers, wie die transiente Lebensdauer der Absorbersonden, bestimmt werden
können.
Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde ein experimenteller Aufbau realisiert, mit
dem die einzelnen Voraussagen des Modells verifiziert werden konnten. Zum Ende wurden
dann die einzelnen Vorhersagen einzeln in entsprechenden Experimenten überprüft.
Es wurde experimentell gezeigt, dass eine axiale Auflösung mittels einer Transmissionsmessung
realisierbar ist und damit eine dreidimensionale Abbildung einer komplexen
Probe möglich ist. Neben der räumlichen Abbildung wurde ebenfalls gezeigt, dass ebenfalls
die Dynamik transienter Absorptionsprozesse mit diesem Verfahren aufgeklärt werden
können und es wurde weiterhin die erzielbare Nachweisempfindlichkeit abgeschätzt.
Es zeigte sich, dass das in dieser Arbeit vorgestellte Modell die experimentellen Ergebnisse
schlüssig erklären zu vermag.
Zusammenfassend lässt sich nun sagen, dass es erstmalig möglich ist rein absorbierende
Proben mit hoher räumlicher Auflösung und hoher Nachweisempfindlichkeit zu erfassen
und dreidimensional abzubilden. Dabei ist die theoretisch erzielbare räumliche Auflösung
nicht nur eine theoretische Grenze, sie lässt sich vielmehr auch praktisch relativ leicht
über eine beugungslimitierte Fokussierung realisieren. Damit erschließt sich nun eine
ganze Palette von Untersuchungsobjekten, die sich der dreidimensionalen Strukturaufklärung
via der klassischen konfokalen Mikroskopie bisher erfolgreich entzogen haben.
Weiterhin wurde auch noch der Grundstein gelegt, der es ermöglicht ortsaufgelöst die
Lebensdauer der Absorbersonden zu spektroskopieren. Viele materialwissenschaftliche
Fragestellungen, z.B. in der Membranforschung, könnten damit erfolgreich beantwortet
werden.
Ebenfalls wurde gezeigt, dass der Nachweis einzelner Moleküle bei Raumtemperatur
einzig anhand ihrer Absorption in erreichbare Nähe gerückt ist. Dies würde der Grundlagenforschung
helfen viele noch ungeklärte Fragen zu beantworten, z.B. der Frage nach
den “Dark States” bei der Einzelmoleküldetektion via der Laserinduzierten Fluoreszenz.
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