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Konstanzer Physiker haben jetzt die vermutlich kleinste Taschenlampe der Welt gebaut: Die Glühbirne der Vorrichtung besteht aus einem einzelnen Molekül, das sie an der Spitze einer Glasfaser befestigt und durch Laserbestrahlung zum Leuchten gebracht haben. Die winzige Lichtquelle ist in ein Mikroskop eingebaut, mit dem dank der neuen Methode zukünftig Auflösungen bis hinunter auf die molekulare Ebene erzielt werden können. Die neue Technik wurde in der Arbeitsgruppe von Professor Jürgen Mlynek entwickelt, die dem seit 1996 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereich "Nanostrukturen an Grenzflächen und Oberflächen" angehört. Auf der Grundlage der neuen Methode könnte man zukünftig kleinste Stoffmengen optisch analysieren - was zum Beispiel bei der Untersuchung der Funktion von Biomolekülen, wie Proteinen oder Enzymen hilfreich sein könnte.
Die Auflösung ist ein Maß für die minimale Entfernung zweier Punkte, die durch das Gerät betrachtet gerade noch unterschieden werden können. Darum sind Lichtmikroskope zur Untersuchung sehr kleiner Objekte eigentlich nicht geeignet. Schuld sind die Gesetze der Optik, die dem Mikroskop zugrunde liegen: Sie verhindern, dass Strukturen, die wesentlich kleiner als die Wellenlänge des verwendeten Lichts sind, betrachtet werden können.
Mit der so genannten optischen Nahfeld-Mikroskopie haben Physiker einen "Trick" gefunden, dieses Problem zu umgehen: Sie beleuchten das zu untersuchende Objekt mit einer Lichtquelle, die kleiner als die Wellenlänge des Lichtes ist. Diese beleuchtet dann einen Teil des Objekts, der etwa genau so groß ist wie die Lichtquelle selbst. Schritt für Schritt kann man so ein Bild des gesamten Objekts aus vielen Einzelmessungen zusammensetzen.
Projektleiter Dr. Vahid Sandoghar und seine Konstanzer Kollegen haben diesen Trick nun auf die Spitze getrieben, und zwar im wahrsten Sinne des Wortes: Kürzlich berichteten sie im angesehen Wissenschaftsmagazin "Nature", wie sie ein einzelnes Molekül an der Spitze einer Glasfaser befestigt, zum Leuchten gebracht und damit ein sehr kleines Aluminium-Gitter untersucht haben. Das Molekül, so genanntes Terrylen, ist fluoreszent, das heißt es wird von Laserlicht, das durch die Glasfaser geschickt wird, zum Leuchten angeregt.
Jürgen Mlynek, der DFG-Vizepräsident ist und 1992 Preisträger im Gottfried Wilhelm Leibniz-Programm der DFG war, sieht in der neuen Methode ein großes Potenzial für zukünftige Anwendungen: "Die Industrie ist sehr daran interessiert, immer kleinere Mengen beispielsweise von DNA und anderen Biomolekülen immer genauer untersuchen zu können. Auch bei der Suche nach neuen Medikamenten sind Analysetechniken gefragt, die mit geringste Stoffmengen gelingen. Vielleicht kann man eines Tages Proben untersuchen, die aus nur wenigen Molekülen bestehen." Außerdem wollen die Konstanzer Forscher versuchen, ihre molekulare Taschenlampe noch näher an das untersuchte Objekt heranzubringen und damit die Auflösung noch weiter zu verbessern.
Weitere Informationen erteilt Dr. Vahid Sandoghdar, Universität Konstanz, Telefon: 07531/88-3824, Telefax 07531/88-3072, E-Mail: Vahid.Sandoghdar@uni-konstanz.de.
Criteria of this press release:
Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research results
German
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