Zentrallabor für Mikroskopie

Mit etablierten und neuen Verfahren der optischen Mikroskopie lässt sich das Zusammenspiel einzelner Zellen und Moleküle beobachten, die bedeutend für ein besseres Verständnis der Mechanismen chronisch-entzündlicher Erkrankungen sind.

Die Expertise in CINIMA (Core facility for inovative imaging und analysis) am DRFZ umfasst Standardtechnologien der Fluoreszenzmikroskopie, z.B. Weitfeld- und Konfokalmikroskopie, ebenso wie eigene Entwicklungen der Bildgebung von lebenden Organmodellen und Organismen sowie Multiplex-Immunfluoreszenz-Bildgebung. Schwerpunkte sind die intravitale Mehr-Photonen-Mikroskopie und die automatisierte Multi Epitop Liganden Kartographie sowie multi-dimensionale Bildanalyse.

Konfokale-Laser-Raster-und Weit-Feld Fluoreszenzmikroskopie

Histologische Präparate, die relevant für die Forschung der wissenschaftlichen Gruppen am DRFZ sind, werden automatisiert am Weit-Feld-Mikroskop (Keyence) untersucht. Für den Fall, dass kleinste Strukturen (im unteren 100-nm- Bereich) aufgelöst werden sollen, wird alternativ das konfokale System Zeiss LSM 800 angewendet, das gleichzeitig durch eine CO2-begaste, temperierte Inkubationskammer die Bildgebung lebender Zellen über Stunden ermöglicht. Bis zu fünf unterschiedliche Parameter können in einer Probe spektral aufgelöst visualisiert werden.

Um Multiplexing in der Fluoreszenz-basierten Histologie zu realisieren, wird ein weiter entwickeltes Toponome Imaging Cycler verwendet. Dieses System ermöglicht die Darstellung von mehr als hundert unterschiedlichen Markern auf ein und demselben Gewebeschnitt. Die zugrunde liegende Methode wird als Multi Epitop Liganden Kartographie (engl. MELC) bezeichnet und basiert auf einer automatisierten Wiederholung von Färbe-, Fluoreszenzaufnahme- und Photobleichungsschritten. Hierbei beschäftigen wir uns ausführlich mit der Entwicklung von Algorithmen zur Analyse der Multiparameter Histozyto-metriedaten.

Seit 2018 steht im Zentrallabor ein Lichtblattmikroskop zur Verfügung, welches es ermöglicht, einzelne Zellen im Kontext ganzer Organe dreidimensional zu mikroskopieren.

Mehr-Photonen-Mikroskopie für dynamische und funktionale Bildgebung in lebenden Organismen

Anders als die zuvor beschriebenen Methoden erlaubt die Mehr-Photonen-Mikroskopie Einblicke in Prozesse, die tief im Gewebe lebender Organismen stattfinden und für ein besseres Verständnis der Mechanismen chronischer Entzündungen höchst relevant sind. In enger Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen “Biophysikalische Analytik” und “Immundynamik” wird die Technologie der Mehr-Photonen-Mikroskopie ständig weiterentwickelt und im Rahmen von CINIMA anderen Arbeitsgruppen am DRFZ, an der Charité und an der Veterinärmedizin der Freien Universität zur Verfügung gestellt.

Unter der Leitung von CINIMA wurde bereits 2011 ein überregionales Netzwerk für Intravitalmikroskopie – JIMI (Joint network for Intravital MIcroscopy) – ins Leben gerufen, das zwischen 2012 und 2016 von der DFG finanziert wurde. Darüber hinaus ist CINIMA in nationalen und internationalen Mikroskopienetzwerken wie GermanBioimaging oder CTLS (Core Technologies for Life Sciences) vertreten.

Stichworte

Epifluoreszenz Mikroskopie
Konfokalmikroskopie
Multiplex-Immunfluoreszenz
Licht-Blatt-Mikroskopie
Intravitalmikroskopie
Fluoreszenzlebensdauer Imaging