Die Fluoreszenzmikroskopie hat sich als hilfreiche Methode fest etabliert.

Dabei werden heute in den meisten Systemen wechselbare optische Filter und monochrome Kameras zur Bildaufnahme eingesetzt. Da die spektrale Signatur der Fluoreszenzstrahlung aber eine Kerngröße für die Analytik darstellt, erschließen unsere Kamerasysteme diese neue Dimension.

In der folgenden Abbildung ist das Grundprinzip der Fluoreszenzmikroskopie dargestellt.

Funktionsschema eines Fluoreszenzmikroskops; Quelle: [https://de.wikipedia.org/wiki/Fluoreszenzmikroskopie#/media/File:Fluoreszenzmikroskopie_2008-09-28.svg]

Funktionsschema eines Fluoreszenzmikroskops; Quelle: [https://de.wikipedia.org/wiki/Fluoreszenzmikroskopie#/media/File:Fluoreszenzmikroskopie_2008-09-28.svg]

Auf eine Anwendung mit unseren hyperspektralen Kamerasystemen bezogen, ist der „Emission Filter“ ein wechselbarer Farbfilter und der Detektor eine Kamera.
Zur Erzeugung von multispektralen Analysen, wie im folgenden Bild dargestellt, müssen mehrere monochrome Aufnahmen überlagert werden.

Fluoreszierende Zellen; Quelle: [https://de.wikipedia.org/wiki/Fluoreszenzmikroskopie#/media/File:FluorescentCells.jpg]

Fluoreszierende Zellen; Quelle: [https://de.wikipedia.org/wiki/Fluoreszenzmikroskopie#/media/File:FluorescentCells.jpg]

Mit den HSI Kameras kann nun die spektrale Analyse auf Basis einer einzigen Aufnahme durchgeführt werden. Dieses ist gerade bei lebenden Proben eine sehr wichtige Eigenschaft, da sich diese über einen Untersuchungszeitraum verändern können.

Derzeit finden mit unseren Systemen Forschungsprojekte zum Thema hyperspektrale Kameratechnologie und Fluoreszenzmikroskopie statt. Dazu wird unsere TIVITA™ Tissue mit einem Fluoreszenzmikroskop per C-Mount-Anschluss verbunden.

Arbeitsplatz mit Fluoresenzmikroskop und angeschlossener TIVITA™ Tissue

Arbeitsplatz mit Fluoresenzmikroskop und angeschlossener TIVITA™ Tissue

Hier gibt es erste Ergebnisse, die zeigen, dass es möglich ist, die HSI-Technologie im Bereich Fluoreszenz anzuwenden. Die Bilder sind von unserem Forschungspartner GMBU Jena aufgenommen und ausgewertet. Um die verschiedenen Falschfarbbilder zu erhalten müssen Marker im über das Mikroskop aufgenommen Farbbild gesetzt werden. Über die dort enthaltenen Spektren können mit Hilfe verschiedener mathematischer Modelle unterschiedliche Falschfarbenbilder erzeugt werden.

Cyanobakterien und Protoberberin: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 610nm (links oben), die Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), PCA-Falschfarbenbild (links unten) und die „Principal Component“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)

Cyanobakterien und Protoberberin: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 610nm (links oben), die Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), PCA-Falschfarbenbild (links unten) und die „Principal Component“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)

Cyanobakterien und Protoberberin: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 580nm (links oben), die SNV-transformierten Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), PCA-Falschfarbenbild (links unten) und die „Principal Component“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)

Cyanobakterien und Protoberberin: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 580nm (links oben), die SNV-transformierten Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), PCA-Falschfarbenbild (links unten) und die „Principal Component“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)

Pflanzenblatt mit Tropfen Fluoreszenzfarbstoff: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 755nm (links oben), die SNV-transformierten Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), PCA-Falschfarbenbild (links unten) und die „Principal Component“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)

Pflanzenblatt mit Tropfen Fluoreszenzfarbstoff: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 755nm (links oben), die SNV-transformierten Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), PCA-Falschfarbenbild (links unten) und die „Principal Component“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)

FocalCheck™ Fluoreszenzmikroskopie Test-Slide #2: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 610nm (links oben), die Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), Correlation-Falschfarbenbild (links unten) und die „Correlation Koeffizienten“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)

FocalCheck™ Fluoreszenzmikroskopie Test-Slide #2: Anregung bei 470 nm. Dargestellt sind das Intensitätsbild bei 610nm (links oben), die Intensitätsspektren der ausgewählten Marker-Bereiche (rechts oben), Correlation-Falschfarbenbild (links unten) und die „Correlation Koeffizienten“ – Bilder und die Farbauswahl für das PCA-Modell (rechts unten)