Thema der Dissertation:
Zweiphotonenmikroskopie mit zeitlicher und räumlicher Femtosekundenlaser-Pulsformung
Zweiphotonenmikroskopie mit zeitlicher und räumlicher Femtosekundenlaser-Pulsformung
Abstract: Die Verwendung von Multi-Photonen-Absorptionsprozessen in der Laser basierten Mikroskopie bietet durch ihre Intensitätsabhängigkeit die Möglichkeit, hochauflösende Abbildungen von zellulären Strukturen bis hin zu lebenden Gewebeproben in Form von Schnitten zu erzeugen. Im Vergleich zur Konfokalmikroskopie erfolgt keine Absorption außerhalb des Fokus, wodurch eine verminderte Phototoxizität der Probe resultiert, gleichzeitig erlaubt die Verwendung von infrarotem Licht zur Anregung eine höhere Eindringtiefe. Im Mittelpunkt meiner Forschungsarbeit steht die Erweiterung eines Zweiphotonenmikroskops mit adaptiven Optiken, die eine vielseitige Kontrolle über die Intensitätsbestimmenden Eigenschaften der Femtosekunden-Laserpulse bieten.
In ersten Messungen an biologischen Proben konnte ich die Struktur der Epidermis mit den charakteristischen Papillarkörpern visualisieren sowie die Zellkörper von gefärbten Keratinozyten aus einer Zellkolonie identifizieren und vermessen. Mit der Integration sowohl des zeitlichen Laserpuls-, als auch des Wellenfront-Formers wurde das Zweiphotonenmikroskop zu einem einzigartigen System weiterentwickelt, das die simultane Manipulation der Femtosekunden-Laserpulse in Raum, Zeit und Polarisierung erlaubt. Ultrakurze Laserpulse unterliegen in optischen Aufbauten und in Proben spektralen sowie räumlichen Aberrationen, die sich negativ beispielsweise auf die Intensität im Fokus und somit auf die erzeugte Multi-Photonen-Fluoreszenz auswirken. Ich konnte zeigen, dass mit Hilfe gemessener spektraler und räumlicher Phasen die Intensität einer Zwei-Photonen angeregten Fluoreszenz erhöht werden kann und die Auflösung optimiert wird.
Mit der Kombination aus Phasen- und Polarisierungsformung sowie der Manipulation der Wellenfront ließen sich unterschiedlichste neuartige Anwendungen für die Laser basierte Mikroskopie entwickeln.
In ersten Messungen an biologischen Proben konnte ich die Struktur der Epidermis mit den charakteristischen Papillarkörpern visualisieren sowie die Zellkörper von gefärbten Keratinozyten aus einer Zellkolonie identifizieren und vermessen. Mit der Integration sowohl des zeitlichen Laserpuls-, als auch des Wellenfront-Formers wurde das Zweiphotonenmikroskop zu einem einzigartigen System weiterentwickelt, das die simultane Manipulation der Femtosekunden-Laserpulse in Raum, Zeit und Polarisierung erlaubt. Ultrakurze Laserpulse unterliegen in optischen Aufbauten und in Proben spektralen sowie räumlichen Aberrationen, die sich negativ beispielsweise auf die Intensität im Fokus und somit auf die erzeugte Multi-Photonen-Fluoreszenz auswirken. Ich konnte zeigen, dass mit Hilfe gemessener spektraler und räumlicher Phasen die Intensität einer Zwei-Photonen angeregten Fluoreszenz erhöht werden kann und die Auflösung optimiert wird.
Mit der Kombination aus Phasen- und Polarisierungsformung sowie der Manipulation der Wellenfront ließen sich unterschiedlichste neuartige Anwendungen für die Laser basierte Mikroskopie entwickeln.
Zeit & Ort
11.07.2025 | 14:30
Hörsaal B (0.1.01)
(Fachbereich Physik, Arnimallee 14, 14195 Berlin)