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NIM nanosystems initiative munich
Meldung

Saturday, 20 February, 2010

Resolving single-molecule assembled patterns with superresolution blink-microscopy

Neue Techniken in der Nano‐Biotechnologie erlauben es, einzelne Moleküle zu kontrollieren, sie in definierten Mustern auf der Nanometerskala anzuordnen und sogar die Beugungsgrenze mit gewöhnlichen Linsen zu überwinden. Forscher um die LMU-Professoren Gaub und Tinnefeld haben jetzt die kürzlich entwickelte Superauflösungstechnik „Blink‐Mikroskopie“ dazu genutzt, nanoskalige Muster, die anderweitig schwer charakterisierbar sind, aufzulösen (2). Diese Muster wurden mit der in der Gruppe von Gaub entwickelten „Single‐Molecule Cut and Paste“ Methode hergestellt, die mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskopes einzelne Moleküle gezielt auf Oberflächen absetzen kann (3). Aus der Kombination dieser beiden Methoden hat sich darüber hinaus ein starkes Instrument ergeben, das es ermöglicht, die verschiedenen konkurrierenden superauflösenden Mikroskopiemethoden erstmals einer detaillierten Evaluation zu unterziehen. Die Genauigkeit des AFM konnte ausgenutzt werden, um definierte Kalibrierungsobjekte auf der Grundlage einzelner Moleküle zu schaffen. Damit konnte im Folgenden nicht nur festgestellt werden, welche Genauigkeit tatsächlich in der Blink‐Mikroskopie steckt. Indem man untersucht hat, unter welchen chemischen Bedingungen die fluoreszierenden Moleküle an‐ und auszuschalten sind, konnte auch festgestellt werden, wie die höchstmögliche Genauigkeit oder auch die größte Aufnahmegeschwindigkeit in dieser Form der superauflösenden Mikroskopie erzielt werden können. Die Forschungsarbeit wurde von der VW‐Stiftung und dem Exzellenzcluster NIM gefördert.

Literatur:

(1) Thorben Cordes, Mathias Strackharn, Stefan W. Stahl, Wolfram Summerer, Christian Steinhauer, Carsten Forthmann, Elias M. Puchner, Jan Vogelsang, Hermann E. Gaub and Philip Tinnefeld (2010): Resolving single-molecule assembled patterns with superresolution blink-microscopy. - Nano Letters, 10:645-651.

(2) Jan Vogelsang, Thorben Cordes, Carsten Forthmann, Christian Steinhauer and Philip Tinnefeld (2009): Controlling the fluorescence of ordinary oxazine dyes for single-molecule switching and superresolution microscopy. - Proc Natl Acad Sci USA, 106(20):8107-8112.

(3) Stefan K Kufer, Elias M Puchner, Hermann Gumpp, Tim Liedl and Hermann Gaub (2008): Single-molecule cut-and-paste surface assembly. - Science, 319(5863):594-6

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