Holografische Pinzette jagt Zellen


Optische Pinzetten nutzen die Möglichkeit, mittels Licht einen Impuls auf ein Objekt zu übertragen und damit Kräfte wirken zu lassen. Ein zweiter Weg sind so genannte Laserskalpelle, bei denen man die Energie des Lichts zum Schneiden, Verschmelzen oder Zerstören verschiedenster Materialien einsetzt.

Kombiniert lassen sich beide Methoden in vielen modernen Technologiebereichen wie der Mikro- oder Nanotechnik und den Lebenswissenschaften einsetzen.

Dabei werden die Lichtfelder in konventionellen Systemen mechanisch, in der Regel mit Hilfe von Spiegeln, bewegt. Arbeitet man mit mehreren Zellen gleichzeitig, stößt dies jedoch schnell an Grenzen. Hier sollen holografisch gesteuerte Systeme, wie sie das Institut für Technische Optik (ITO) der Uni Stuttgart entwickelt, Abhilfe schaffen: Durch den Einsatz eines hochauflösenden dynamischen Lichtmodulators als Hologramm lässt sich eine nahezu beliebige Anzahl von Einfang- oder Bearbeitungslichtfeldern erzeugen, die völlig unabhängig voneinander dreidimensional bewegt werden können.

Die so erzeugten Lichtpunkte sind auf wenige Nanometer genau steuerbar. Neben einer dreidimensionalen Bewegung lassen sich Zellen auch gezielt rotieren oder kippen. Die Berechnung der Hologramme erfolgt – auch für große Fallzahlen – in Videoechtzeit auf einem konventionellen PC.

Die Wissenschaftler des ITO entwickelten und konstruierten nun erstmals ein Kombinationswerkzeug für das Einfangen und die Bearbeitung von Mikroobjekten, das komplett holografisch gesteuert wird. Die holografische Pinzette arbeitet im zellschonenden nahen Infrarotbereich bei einer Wellenlänge von 1.064 Nanometern. Gesteuert wird sie durch ein LC-Display, wie es auch in konventionellen Daten- oder Videoprojektoren eingesetzt wird. Das holografische Mikroskalpell hingegen wird im nahen Ultraviolettbereich bei 355 Nanometern betrieben.

Die Kombination aus holografisch gesteuerter Pinzette und holografischem Mikroskalpell ist deutlich preisgünstiger und genauer als vergleichbare mechanische Systeme.

COMPAMED.de; Quelle: Universität Stuttgart