forschungsprogramm optische technologien - Baden-Württemberg ...

Als Beispiel sind in Abb. 1 Schwingungsspektren in unterschiedlichen
Zellkompartimenten, die mit einem CRM200 der Firma
WITec gewonnen wurden, dargestellt. Die entsprechenden
Zellkompartimente sind anhand der hellen Intensitäten in den
korrespondierenden Zellbildern zu erkennen. Diese Spektren
wurden als sog. Basisspektren verwendet. Jedes gemessene
Spektrum wurde an eine Linearkombination dieser Basisspektren
gefittet und ein sog. "similiarity mapping" oder "spectral
unmixing" für jeden Pixel vorgenommen. Die Bilder und
Spektren wurden durch Anregung mit 532 nm eines frequenzverdoppelten
Nd:YAG-Lasers gewonnen. Die Bande zwischen
1200 und 1360 cm-1 entspricht Adenin und Guanin, sowohl
Proteine als auch Lipide besitzen eine Bande bei 1600 cm-1.
Die Bande bei 1449 cm-1 entspricht der CH2-Biegeschwingung
von Proteinen.
In Abb. 2 ist in Falschfarben das entsprechende Ramanbild, welches
man nach der Methode des "similarity mapping" erhält,
dargestellt. Wie zu erkennen ist, lassen sich die verschiedenen
Bereiche der Zelle, wie Zellkern, Nukleoli, Mitochondrien sowie
Lysosomen anhand ihres unterschiedlichen Lipid-, Protein- und
DNA-Gehalts eindeutig unterscheiden – und dies ganz ohne
Anfärben der Zellen. Die konfokale Ramanmikroskopie ist damit
eine innovative und neue optische Methode, um Zellen aufgrund
molekularer Unterschiede, wie sie im Rahmen der Zelldifferenzierung
zu erwarten sind, zu identifizieren.
Abb. 2: Ramanbild einer lebenden
Zelle in Falschfarbendarstellung;
Farben entsprechen den jeweils
gefitteten Spektren.
Im Rahmen dieses Projekts wird der Prozess der Zelldifferenzierung
in lebenden Zellen durch die oben beschriebenen
mikroskopischen Techniken analysiert. Für eine erfolgreiche
Durchführung der Arbeiten sind die verschiedenen Kompetenzen
der Projektpartner essentiell.
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