285416 Nanoskopie (V) (WiSe 2022/2023)

“Nanoscopy” oder auch super-auflösende Mikroskopie, bezeichnet optische Verfahren, die Strukturen jenseits der optischen Beugungsgrenze auflösen können. Verschiedene Methoden nutzen z.B. das stochastische oder deterministische Schaltverhalten von Farbstoffen, die Modulation und Interferenz von Laserlicht, oder eine Kombination aus beidem, um die Auflösung zu erhöhen. Diese superauflösenden Verfahren nutzen eine Kombination aus präziser Optik und Opto-Mechanik, hochempfindlichen Bildsensoren, Laserlichtquellen und algorithmischer Bildverarbeitung. Ihre Entwicklung ist interdisziplinäre Arbeit in Gebieten der Physik, Optik, Computerwissenschaft und Chemie. Die Verfahren finden in aktueller biologischer und biomedizinischer Forschung Anwendung.

In dieser Vorlesung lernen sie die theoretischen Grundlagen verschiedener fortschrittlicher Mikroskopietechniken, und bekommen in praktischen Übungen einen Einblick in die Funktionsweise der in Bielefeld zu Forschungszwecken genutzten und im Aufbau befindlichen Mikroskope.

Auf Wunsch kann diese Veranstaltung auf Englisch angeboten werden.

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse

Grundkenntnisse aus den Einführungsveranstaltungen in geometrischer Optik (Funktionsweise von Linsen, Abbildungsgleichung, Vergrößerung), Interferenz und Beugung (Kohärenz von Licht, Interferenz am Einzel- und Doppelspalt) sowie grundlegenden Quanteneffekten (Quantisierung und Energie von Photonen, Anregungszustände von Molekülen, Photoeffekt) sind notwendig, um der Vorlesung zu folgen.
Grundkenntnisse in Molekularbiologie (Aufbau von Zellen, Funktion von Antikörpern, etc.) sind hilfreich, aber nicht zwingend notwendig.

Literaturangaben

Paper: Schermelleh, L., Heintzmann, R., and Leonhardt, H. (2010). A guide to super-resolution fluorescence microscopy. J Cell Biol 190, 165-175.
Buch: Introduction to Fourier Optics (3rd ed., 2005) Goodman, Joseph W.

https://www.olympus-lifescience.com/en/microscope-resource/
http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu
https://www.microscopyu.com
https://www.leica-microsystems.com/science-lab/topics/basics-in-microscopy/