Göttingen (D) – Onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Biofysische Chemie in Göttingen hebben een techniek uitgevonden waarmee ze met een laserstraal details in weefsels kunnen bestuderen die kleiner zijn dan de golflengte van het laserlicht.


Voor elke vorm van microscopie bestaat een harde grens aan de mogelijke vergroting: je kunt geen details zien die kleiner zijn dan de golflengte van het licht dat je gebruikt. De lichtgolven passeren elk voorwerp dat kleiner is dan de golflengte, zonder er door beïnvloed te worden. Dat levert een grens aan de resolutie van de techniek, die bekendstaat als de diffractielimiet.
Voor onderzoek met laserbundels geldt hetzelfde. Onderzoekers in Göttingen willen met laserbundels details van levende organismen bestuderen. Hoe kleiner de lichtvlek van de bundel, hoe preciezer ze de organismen kunnen bestuderen. De lichtvlek is echter minstens zo groot als de golflengte van het gebruikte laserlicht. Ook dit is een voorbeeld van de diffractielimiet.
Stefan Hell en zijn groep in het Max Planck Instituut voor Biofysische Chemie in Göttingen schakelden een tweede laser in om de diffractielimiet te omzeilen. De eerste, groene laser beschijnt de levende organismen. Die hebben een fluorescerende stof toegediend gekregen, waardoor er een groene vlek oplicht op de plaats waar de laser het organisme raakt. De vlek is ongeveer even groot als de golflengte van het laserlicht.
De tweede laser schijnt in het nabij-infrarode gebied. Hij wordt op dezelfde plek gericht. Moleculen die zich aan de rand van de groen oplichtende vlek bevinden, worden door het nabije infrarood in een toestand van nog hogere energie gebracht. Van daaruit vallen ze terug naar hun grondtoestand zonder te fluoresceren (dus zonder licht uit te zenden). Alleen de moleculen in het centrum van de groene vlek fluoresceren. De lichtvlek wordt zo een stuk kleiner, zodat de onderzoekers kleinere details van de organismen kunnen bestuderen.
Eerder dit jaar werden al andere technieken gemeld die de diffractielimiet omzeilen. De techniek uit Göttingen is echter van toepassing op een driedimensionale vlek in een levend organisme, terwijl de eerdere technieken alleen van toepassing zijn op een oppervlak. De Göttingse lichtvlek wordt een factor zes kleiner in de richting van de lichtstraal, en krimpt met een factor twee in de radiale richting.

Paul Bastiaansen