Die Deutsche Forschungsgemeinschaft meldet: Konstanzer Physiker beleuchten winzige Strukturen
Konstanzer Physiker haben jetzt die vermutlich kleinste Taschenlampe der Welt gebaut: Die Gluehbirne der Vorrichtung besteht aus einem einzelnen Molekuel, 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 zukuenftig Aufloesungen bis hinunter auf die molekulare Ebene erzielt werden koennen. Die neue Technik wurde in der Arbeitsgruppe von Professor Juergen Mlynek entwickelt, die dem seit 1996 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefoerderten Sonderforschungsbereich "Nanostrukturen an Grenzflaechen und Oberflaechen" angehoert. Auf der Grundlage der neuen Methode koennte man zukuenftig kleinste Stoffmengen optisch analysieren - was zum Beispiel bei der Untersuchung der Funktion von Biomolekuelen, wie Proteinen oder Enzymen hilfreich sein koennte.
Die Aufloesung ist ein Mass fuer die minimale Entfernung zweier Punkte, die durch das Geraet betrachtet gerade noch unterschieden werden koennen. 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 Wellenlaenge des verwendeten Lichts sind, betrachtet werden koennen.
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 Wellenlaenge des Lichtes ist. Diese beleuchtet dann einen Teil des Objekts, der etwa genau so gross ist wie die Lichtquelle selbst. Schritt fuer 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: Kuerzlich berichteten sie im angesehen Wissenschaftsmagazin "Nature", wie sie ein einzelnes Molekuel an der Spitze einer Glasfaser befestigt, zum Leuchten gebracht und damit ein sehr kleines Aluminium-Gitter untersucht haben. Das Molekuel, so genanntes Terrylen, ist fluoreszent, das heisst es wird von Laserlicht, das durch die Glasfaser geschickt wird, zum Leuchten angeregt.
Juergen Mlynek, der DFG-Vizepraesident ist und 1992 Preistraeger im Gottfried Wilhelm Leibniz-Programm der DFG war, sieht in der neuen Methode ein grosses Potenzial fuer zukuenftige Anwendungen: "Die Industrie ist sehr daran interessiert, immer kleinere Mengen beispielsweise von DNA und anderen Biomolekuelen immer genauer untersuchen zu koennen. 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 Molekuelen bestehen." Ausserdem wollen die Konstanzer Forscher versuchen, ihre molekulare Taschenlampe noch naeher an das untersuchte Objekt heranzubringen und damit die Aufloesung noch weiter zu verbessern.
Professor Juergen Mlynek ist neu gewaehlter Praesidenten der Humboldt-Universitaet zu Berlin.
