Adaptive Optik in der Zwei-Photonen-Mikroskopie

Adaptive Optik wird in der Astronomie, in der Augenheilkunde und anderen Gebieten erfolgreich eingesetzt. Die Technik scheint auch für die Lichtmikroskopie vielversprechend, jedoch wurde die Relevanz von Aberrationen für viele biologische Proben noch nicht untersucht. Um die Bedeutung der adaptiven Optik für in-vivo Zwei-Photonen-Kalzium-Bildgebung in tiefen Kortexschichten im Nagergehirn abzuschätzen, wurden die von der Probe verursachten Aberrationen mittels Raytracing berechnet, und der sich ergebende Signalverlust abgeschätzt. Astigmatismus sowie die beiden niedrigsten Ordnungen der sphärischen Aberration stellten sich als dominant heraus; ihre Korrektur sollte das Fluoreszenzsignal erhöhen. Um diese theoretischen Ergebnisse zu überprüfen, wurden ein deformierbarer Spiegel und ein Wellenfrontsensor in ein Zwei-Photonen-Mikroskop integriert. Die Charakterisierung des Systems ergab, dass sich Wellenfronten im notwendigen Bereich mit einem RMS-Fehler von lambda/25 produzieren lassen, wenngleich der Betrieb als offener Regelkreis während der Zwei-Photonen-Mikroskopie noch Verbesserungen bedarf. Beim Mikroskopieren von Proben, die starke Aberrationen verursachen, werden durch die adaptive Optik Signalzunahmen von bis zu 150% erzielt; vollständige Korrektur der Aberrationen war jedoch nicht möglich. Höchste Fluoreszenzintensität wird bei Zernike-Koeffizienten beobachtet, die deutlich unter den theoretisch vorhergesagten Werten liegen. Mögliche Gründe für diese Diskrepanz werden diskutiert.

Level thesis:degree_level

master

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Author dc:creator

• Binding, Jonas Rolf Hans

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http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/10995

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