Halbleiterbasierte Zwei-Photonen-Mikroskopie zur Untersuchung der Stoffwechselleistung von tierischen Zellen

<p>Die Nutzung des Zwei-Photonen-Effekts in der Mikroskopie führte in den letzten Jahren zu wesentlichen Verbesserungen der Auflösung von Laser-Scanning-Mikroskopen. Ziel dieses Projekts ist es, den 2P-Effekt für chemisch sensitive Halbleiterbauelemente zu nutzen. Die Erzeugung von Photoströmen im Silicium soll durch die nichtlineare Anregung mittels Femtosekundenlasern realisiert werden. Mit dem aufzubauenden Laserscanningmessplatz können hochauflösende Messungen (Submikrometer-Bereich) von Grenzflächenkonzentrationen und Impedanzen dünner Schichten erfolgen. Die Kombination der nichtlinearen Anregung mit einer optimierten Einkopplung des Lasers auf Basis der SIL-Technik (solid immersion lens) lässt eine Auflösung von 200 nm erwarten.</p>
<p>Auf der pH-sensitiven Si3N4 -Schicht der Halbleiter/Isolatorstruktur sollen über eine Zucker-Lektinbindung bzw. über ein polymeres Substrat Krebszellen (NCI H125 und Lewis lung cells) sowie in einem weiteren Versuch Makrophagen (J-774A.1) immobilisiert werden. Bei den Krebszellen soll die Ausscheidung an pH-aktiven Metaboliten untersucht werden. Ziel ist hierbei eine Untersuchung der zellulären Antwort auf verschiedene Substratunterlagen (z.B. Apoptose) sowie eine Differenzierung von Zell-Unterpopulationen über zeitlich und räumlich unterschiedliche Stoffwechselmuster. In einer weiteren Versuchsreihe sollen Makrophagen immobilisiert werden. Hier wird die Ausscheidung von pH-aktiven Metaboliten nach Aktivierung der selbigen verfolgt. Mit einem derartigen Testsystem soll die Wirksamkeit von Immunstimulatien sowie die Abbaubarkeit von Biomaterialien durch Makrophagen getestet werden.</p>