Leuchtende Blutzellen

Mit gepulsten Laserblitzen lässt sich der rote Blutfarbstoff Hämoglobin zum Leuchten anregen – eine Grundlage für neue Mikroskopiemethode

Rote Blutkörperchen
Rote Blutkörperchen

Cambridge (USA) - Wie gut eine Arznei wirkt, hängt oft von der raschen Verteilung innerhalb des Körpers ab. Dreidimensional und detailreich könnten diese Vorgänge in Zukunft mit einer neuen Variante der Fluoreszenz-Mikroskopie beobachtet werden. Die Basis dafür legten Forscher von der Harvard University in Cambridge. Wie sie in der Zeitschrift "Nature" berichteten, konnten sie erstmals den roten Blutfarbstoff Hämoglobin ganz ohne zusätzliche Fluoreszenzmarker zum Leuchten anregen und so unter einem Mikroskop verfolgen.

Den Schlüssel zum Erfolg fand das Team um Xiouliang Sunney Xie vom Department of Chemistry and Chemical Biology in einer geschickten Doppelanregung der Farbstoffmoleküle. "Viele Farbstoffe wie Hämoglobin absorbieren Licht, haben aber nur eine nicht nachweisbare Fluoreszenz", schreiben die Forscher. Doch wenn auf einen extrem kurzen gelborangen Laserpuls nach einem Bruchteil einer billionstel Sekunde ein roter Lichtblitz auf das Farbstoffmolekül trifft, sendet es ebenfalls ein rotes Lichtteilchen aus. Diese stimulierte Emission bildet die Grundlage für ein hochaufgelöstes Bild von den Transportprozessen in filigranen Blutbahnen.

Xie und Kollegen haben diese Methode erfolgreich an extrem feinen Blutbahnen aus einem Mausohr getestet. Durch die stimulierte Emission der Hämoglobinmoleküle im Blut konnten sie ein exaktes Abbild der Blutgefäße erstellen. Auch andere, synthetisch erzeugte Farbstoffe, die normalerweise nicht fluoreszieren, konnten die Forscher über die stimulierte Emission zum Leuchten anregen. Begrenzt wird die Auflösung dieser Methode derzeit von der Wellenlänge und Fokussierung der Laserblitze auf einige hundert Nanometer.

Das Potenzial dieser Methode ist groß. Denn Mikrobiologen und Zellforscher müssten nicht mehr aufwendig Fluoreszenzmarker an alle Moleküle, die sie beobachten wollen, andocken. Zumindest für Farbstoffmoleküle wie Hämoglobin wäre das mit der neuen Methode überflüssig. Nach weiteren Verbesserungen dieser Methode könnte sie schon in einigen Jahren zur Marktreife gebracht werden.