aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Objekte (Einzeller) lassen sich auf Grund der Phasensensitivität des Mikroskops
Einblicke in Prozesse im Innern der Objekte gewinnen. Das
Mikroskop ermöglicht zudem eine Analyse von Strömungsprozessen in
kleinen Dimensionen.
Neben der Erläuterung des Aufbaus und der Funktionweise des Mikroskops
werden wir Aufnahmen von Mikroorganismen und strömenden
Mikropartikeln zeigen.
Q 43.3 Do 17:00 HS 224
Two Photon Fluorescence Spectroscopy in Physiological Tissue
— •Christian Spitz and Ralf Menzel — Universität Potsdam,
Institut für Physik, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam
The fluorescence of endogeneous fluorophores as NADH, FAD, and
Protoporphyrin IX is a useful tool in research and clinical diagnostics as
these molecules act as markers for metabolism activity. In physiological
samples unfortunately the strong autofluorescence from connective tissue,
namely Collagen and Elastin, becomes a problem under UV illumination.
We can show how this problem can be overcome by two photon excitation
with fs-laserpulses in the near infrared. Under this excitation
conditions the fluorescence behaviour of Collagen and Elastin drastically
changes while the aimed Fluorophores act as under single photon excitation.
Q 43.4 Do 17:15 HS 224
Ultraschnelle holografische Gesichtsvermessung für medizinische
Anwendungen — •Susanne Frey 1 , Jens Bongartz 1 , Dominik
Giel 2 , Andrea Thelen 1 , Natalie Ladriere 1 , Andreas Zepp 1
und Peter Hering 1,3 — 1 Stiftung caesar, Ludwig-Erhard-Allee 2,
53175 Bonn — 2 Universität Bonn, D-53012 Bonn — 3 Institut für Lasermedizin,
Universität Düsseldorf, Universitätsstrasse 1, 40225 Düsseldorf
Holografie als Methode zur Speicherung eines Wellenfeldes birgt die
Möglichkeit der dreidimensionalen Vermessung von Oberflächen. In diesem
Beitrag wird ein holografisches System zur Vermessung von Gesichtsoberflächen
vorgestellt. Dazu wird eine Person mit einer gepulsten
holografischen Kamera aufgenommen, die auf einem frequenzverdoppelten
Nd:Ylf-Laser basiert (Pulsdauer 35 ns (FWHM), 6 m Kohärenzlänge,
2 Joule Pulsenergie, 526,5 nm). Die Kamera ist auf Portraitholografie
optimiert und augensicher. Das reelle Bild des Hologramms wird
schichtweise digitalisiert und die Bildinformation numerisch bearbeitet.
Oberflächen werden durch Fokusfindung im reellen Bild identifiziert. Die
Oberflächenmodelle werden mit der Helligkeitsinformation aus dem reellen
Bild pixelgenau texturiert. Der Einsatz von Planspiegeln erlaubt
die gleichzeitige Aufnahme mehrerer Ansichten eines Objekts oder einer
Person, wodurch Abschattungen kompensiert werden können. Hauptanwendungsbereiche
des Systems sind die Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
und die plastische Chirurgie, wo die holografische Methode bereits
für Planungen und Dokumentationen von Operationen eingesetzt wird.
Q 43.5 Do 17:30 HS 224
Nachweis von Stickstoffmonoxid aus Flüssigkeiten mit der
Faraday-Modulations-Spektroskopie — •Sven Thelen 1 , Markus
Horstjann 1 , Christoph V. Suschek 2 , Peter Hering 1
und Manfred Mürtz 1 — 1 Institut für Lasermedizin, Universität
Düsseldorf, www.ilm.uni-duesseldorf.de/tracegas — 2 Institut für
Molekulare Medizin, Universität Düsseldorf
Die Analyse des NO-Radikals aus endogenen Flüssigkeiten (z.B. Blut
oder Schweiß) eröffnet der Medizin die Möglichkeit, wichtige vom NO
im Körper gesteuerte Prozesse zu beobachten [1]. Der schnelle Transport
des NO ohne Gasaufbereitung durch die Nachweiszelle verhindert
die Wechselwirkung mit anderen Molekülen. Der dadurch in der Probe
enthaltene Anteil an gasförmigem Wasser stellt für viele herkömmliche
Nachweismethoden ein Problem dar.
Wir stellen die Faraday-Modulations-Spektroskopie (FAMOS)
als querempfindlichkeitsfreie Nachweismethode vor, die für den
zeitaufgelösten NO-Nachweis sehr gut geeignet ist. FAMOS ist eine radikalspezifische
Nachweismethode, die auf der Faraday-Drehung von linear
polarisiertem Licht basiert. Wir erreichen eine Nachweisempfindlichkeit
von 25 ppb NO bei einer Zeitauflösung von 300 ms. Als Lichtquelle
benutzen wir einen LN2-gekühlten 5,2 µm cw-Quanten-Kaskaden-Laser
(QCL). Bei unseren Untersuchungen haben wir die Freisetzung des
128
NO-Moleküls aus verschiedenen Flüssigkeiten, u.a. aus menschlichem
Schweiß, zeitaufgelöst und quantitativ beobachtet.
[1] Suschek et al., FASEB J., 17 (13), 2003.
Q 43.6 Do 17:45 HS 224
Parts-per-trillion Empfindlichkeit für die medizinische Atemgasanalyse
mittels Infrarot-Cavity-Leak-Out Spektroskopie —
•Golo von Basum 1 , Daniel Halmer 1 , Frank Müller 2 , Frank
Kühnemann 2 , Stephan Schiller 3 , Peter Hering 1 und Manfred
Mürtz 1 — 1 Institut für Lasermedizin, Universität Düsseldorf —
2 Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn — 3 Institut für
Experimantalphysik, Universität Düsseldorf
www.ilm.uni-duesseldorf.de/tracegas
Im menschlichen Atem sind eine Vielzahl von Stoffen enthalten, die
Rückschlüsse auf verschiedene Prozesse im Organismus ermöglichen. Viele
sind aber nur in geringsten Konzentrationen vorhanden, z.B. Ethan,
das ein Marker für oxidativen Stress ist. Die Cavity-Leak-Out Spektroskopie
(CALOS) ist sehr gut geeignet für die höchstempfindliche, schnelle
Analyse von Spurengasen im sub-ppb-Bereich[1]. Unterschiedliche Laserquellen
(CO-Laser, CO-Oberton-Laser, DFG, OPO, λ=3–5µm) werden
eingesetzt, um einen Resonator hoher Güte (L=50 cm; R=99,986%) anzuregen,
wodurch effektive optische Weglängen von bis zu 3,6 km erreicht
werden. Nach der Anregung des Resonators wird die Laserstrahlung unterbrochen
und der zeitliche Verlauf der exponentiell abklingenden Strahlung
aufgezeichnet. Wir erreichen hiermit minimal nachweisbare Absorptionskoeffizienten
von 1,6×10 −10 cm −1 / √ Hz. Dies entspricht einer Nachweisgrenze
für Ethan von 6 ppt/ √ Hz. Der simultane Nachweis von Ethan,
Methan und Wasser im menschlichen Atem sowie die Analyse weiterer
relevanter Spurengase (CO, NO, OCS) werden vorgestellt.
[1] von Basum et al. J. Appl. Physiol. 95 2583 (2003)
Q 43.7 Do 18:00 HS 224
Optische Stimulation von SH-SY5Y Neuroblastoma-Zellen —
•Jörn Cordes und Sebastian Bartel — Laser Zentrum Hannover,
Hollerithallee 8, 30149 Hannover
Die elektrische Stimulation von Nervenfasern wird heute bereits routinemäßig
im klinischen Alltag eingesetzt (Herzschrittmacher, Innenohrimplantate,
u. ä.). Die dabei erreichbare räumliche Auflösung ist durch
mangelhafte elektrische Ankopplung äußerst gering und erlaubt keine selektive
Anregung einzelner Neuronen. Lediglich unter Laborbedingungen
lassen sich in sog. Patch-Clamp Messungen Einzelzellen studieren, die
während der Messung irreversibel geschädigt werden. Am Laserzentrum
Hannover führen wir derzeit Experimente zur optischen Anregung von
Neuroblastoma-Zellen mittels kurzer Pulse im sichtbaren Spektralbereich
durch. Untersucht werden dabei Möglichkeiten zur optischen Stimulation
von Ionenkanälen um das Membranpotential der Zellen kontrolliert
zu verändern und so Aktionspotentiale auszulösen. Dadurch wäre die
nicht-invasive Steuerung und Untersuchung von Reizleitungsvorgängen
möglich.
Q 43.8 Do 18:15 HS 224
A multicolor confocal laser scanning microsope with fast spectral
detection by CCD — •Joachim Walter 1 , Christian Seebacher
2 , and Rainer Uhl 1,2 — 1 Till I.D., Am Klopferspitz 19, 82152
Martinsried — 2 Bioimaging Zentrum,m Am Klopferspitz 19, 82152 Martinsried
Confocal laser scanning microscopes are routinely used in biological
research for the generation of 3D microscopical images of fluorescently
tagged structures. Simultaneous imaging of multiple structures requires
the ability to separately detect a large number of fluorochromes. Obstacles
to the spectral separation are overlapping excitation and emission
spectra of fluorochromes and limited detection efficiency of microscopes.
We present a confocal microscope setup with increased detection efficiency.
This is achieved by two approaches: First, a beamsplitter with
higher edge steepness than common dichroic mirrors is employed. Second,
a CCD camera is used as detector, which has a 2-10 times higher
quantum efficiency than commonly used photomultipliers in the relevant
spectral region. The CCD camera is part of a prism spectrograph. With
this setup full spectra or flexibly binned spectral bands of the emission
light can be recorded at timescales of microseconds.