Fortschritte in der markierungsfreien multimodalen Multiphotonenabbildung lebender Gewebe

Viele aktuelle biomedizinische Anwendungen erfordern die Entwicklung fortschrittlicher nichtlinearer optischer Mikroskopiemethoden, um funktionale und nicht-invasive Bilder lebender Gewebe mit subzellulärer Auflösung bereitzustellen. Im ersten Teil des Vortrags werde ich kürzliche Fortschritte in der markierungsfreien metabolischen Abbildung lebender Gewebe durch die Zwei-Photonen-Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie (2P-FLIM) von endogenen Biomarkern präsentieren. Wir setzen die simultane Zwei-Photonen-Anregung von NAD(P)H und FAD durch Wellenlängenmischung um, um 2P-FLIM-Daten der beiden Biomarker gleichzeitig zu erfassen und eine effiziente multiparametrische metabolische Abbildung in dynamischen biologischen Systemen durchzuführen. Wir zeigen, wie 2P-FLIM der beiden metabolischen Coenzyme die Fülle und Komplexität mehrerer metabolischer Prozesse in intakten Geweben mit minimaler Phototoxizität offenbart und nicht-invasiv für longitudinale Studien in vitro und in vivo implementiert werden kann, wie beispielsweise bei der Differenzierung von Stammzellen, der Aktivierung von T-Zellen und der Embryonalentwicklung. Im zweiten Teil des Vortrags werde ich kürzliche Fortschritte in der polarisationauflösenden zweiten Harmonischen Generation (pSHG) und der Modellierung aus der molekularen Struktur von Proteinen präsentieren. Wir etablieren einen allgemeinen multi-skalaren numerischen Rahmen, der die mikrometer-scaligen SHG-Messungen bei der optischen Wellenlänge mit der atomaren und molekularen Struktur der untersuchten Proteine und deren supramolekularer Anordnung in Beziehung setzt.