Stimulated Emission Depletion (STED)
Die STED-Mikroskopie ist ein relativ neues Verfahren der Lichtmikroskopie, das es erlaubt, lebende Zellen in einer bisher noch nie gesehenen Auflösung zu beobachten.
Das Verfahren beruht auf dem Prinzip der Fluoreszenzlöschung und wurde 1994 von Stefan W. Hell und Eric Betzig entwickelt, die dafür den Nobelpreis für Chemie im Jahr 2014 erhielten.
Wie bei der konventionellen Fluoreszenzmikroskopie werden die Präparate zunächst mit speziellen Fluoreszenz-Farbstoffen behandelt, die sich spezifisch an bestimmte Zellbestandteile, Enzyme, Proteine, mRNA-Moleküle oder Genabschnitte binden. Bei Belichtung mit UV-Licht leuchten die so markierten Komponenten dann im Mikroskop auf. Das Auflösungsvermögen dieser Fluoreszenzmikroskopie ist deutlich besser als bei einem normalen Licht-, Dunkelfeld-, Phasenkontrast- oder Interferenzkontrast-Mikroskop, kann aber noch deutlich gesteigert werden.
Bei der STED-Mikroskopie regt ein punktförmiger Laserstrahl die mit Fluoreszenzfarbstoffen markierten Bereiche der Zelle zum Leuchten an. Ein zweiter Laserstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge - diesmal aber nicht punktförmig, sondern ringförmig - erfasst nun die Randbereiche des ersten Strahls und versetzt dort die Fluoreszenzfarbstoffe wieder in ihren Grundzustand, so dass sie nicht mehr strahlen.
Grundprinzip der STED-Technik, stark vereinfacht.
Autor: Ulrich Helmich 06/2023, Lizenz: siehe Seitenende
Auf diese Weise wird der fluoreszierende Bereich stark eingeengt, und das Auflösungsvermögen des Mikroskops steigt enorm an, nämlich auf das Zehnfache des bisher erreichten.
➥STED
In diesem Film der Max-Planck-Gesellschaft finden Sie alles Wissenswerte über die verschiedenen Verfahren der Fluoreszenzmikroskopie. Am Ende wird kurz auf das STED-Verfahren eingegangen.
Ein weiteres Video der Max-Planck-Gesellschaft. Hier erläutert der Erfinder der STED-Mikroskopie, Stefan Hell (Chemie-Nobelpreis 2014), das Verfahren ausführlich und sehr anschaulich.