Zellen und andere winzige Objekte lassen sich jetzt kontaktlos in allen Raumrichtungen drehen und so unter dem Mikroskop von allen Seiten betrachten.
Bisher war es technisch kaum umzusetzen, hochempfindliche Proben unter dem Mikroskop ohne Berührung zu drehen. Mit einem laserbasierten Verfahren funktioniert es nun aber doch. Der Laser erzeugt in der Flüssigkeit, in der die Probe schwimmt, kleinste Temperaturunterschiede. Diese wiederum lösen sanfte, strudelförmige Strömungen aus und bewegen damit die Probe. Das schützt empfindliche Proben und liefert 3D-Bilder von bislang nicht erreichter Genauigkeit.
Wollen Medizinerinnen und Mediziner etwa menschliche Krebszellen untersuchen, liefern moderne Mikroskope zwar extrem scharfe Bilder in einer Ebene. In der Tiefe sind die Abbildungen jedoch oft ungenau. Um dem abzuhelfen, müssen Proben aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen und die Einzelbilder zu einem 3D-Modell zusammengesetzt werden. Dafür müssen die Untersuchungsobjekte gedreht werden.
Das laserbasierte Verfahren ermöglicht diese Drehung auf schonende Weise. Mechanische Mikro-Werkzeuge, wie winzige Pipetten, Nadeln oder Greifer, werden überflüssig.
«Wir manipulieren die Probe nicht direkt», sagt Dr. Fan Nan, einer der beteiligten Forscher am Karlsruher Institut für Technologie und Erstautor einer aktuellen Publikation zum 3D-Probendreher-Verfahren. «Stattdessen steuern wir die Bewegung der umgebenden Flüssigkeit so, dass sich das Objekt von selbst ausrichtet.»
Langfristig könnte das Verfahren auch für kontaktfreie Mikromanipulation, mikroskopische Robotik oder präzise Fertigung im Kleinstmassstab relevant werden.
