eprintid: 9785
rev_number: 8
eprint_status: archive
userid: 1
dir: disk0/00/00/97/85
datestamp: 2009-08-26 09:50:27
lastmod: 2014-04-03 21:28:24
status_changed: 2012-08-14 15:30:33
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Sauter, Dorothea
title: 4Pi live cell imaging
title_de: 4Pi Lebendmikroskopie
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-130001
adv_faculty: af-13
keywords: Lebendabbildung , Lebendbeobachtunglive cell imaging , live cell , live recording
cterms_swd: Vier-Pi-Mikroskopie
cterms_swd: Optische Abbildung
cterms_swd: Elektromagnetische Abbildung
cterms_swd: Abbildung Physik
cterms_swd: Fluoreszenz
abstract: One distinctive advantage of light microscopy over electron microscopy is it ability to selectively image sub-cellular details three-dimensionally in living cells. Live cell imaging is the domain of light microscopy. In this thesis a live cell imaging setup relying on 4Pi fluorescence microscopy is presented. To speed up the imaging process and record cellular processes of the order of a few seconds a new method of multifoci-generation via the stacking of birefringent crystals is implemented. The axial optical sectioning ability of the system is ~120 nm and the recording of an average-sized 3D data stack is accomplished in less than 10 seconds. The microscope’s applicability to live cell imaging is verified by recording both mitochondrial fusion and fission events in live yeast and the movement of PML bodies in live human U2OS cells. To push the limits of applicability of the system further, second harmonic generation is tested as an alternative label-free coherent contrast mechanism and binary amplitude filters are successfully applied. Second harmonic generation turns out to be an imaging technique confined to specific applications. With the implementation of amplitude filters 4Pi microscopy of aqueous tissue becomes convenient and broadly applicable.
abstract_translated_text: Ein entscheidender Vorteil eines Lichtmikroskops gegenüber einem Elektronenmikroskop besteht darin, selektiv und dreidimensional subzelluläre Details in lebenden Zellen abzubilden. Die Abbildung lebender Zellen ist eine Domäne der Lichtmikroskopie. In dieser Promotionsschrift wird ein Aufbau zur Lebendabbildung vorgestellt, welcher auf 4Pi Fluoreszenz-Mikroskopie basiert. Um die Aufnahmegeschwindigkeit dahingehend zu steigern, die Aufnahme von zellulären Prozessen auf der Sekundenskala zu ermöglichen, wird eine neue Methode, mehrere parallele Foki mit Hilfe aufeinandergestapelter, doppelbrechender Kristalle zu erzeugen, angewandt. Das System verfügt über eine axiale Auflösung von ~120 nm und die Aufnahme eines durchschnittlichen 3D–Datenstapels dauert nicht länger als 10 Sekunden. Die Eignung des Mikroskops für die Abbildung lebender Zellen wird verifiziert: sowohl mitochondriale Vereinigungs- und Trennungsprozesse in lebenden Hefen, als auch die Bewegung von PML Körpern in lebenden menschlichen U2OS Zellen wurden aufgenommen. Um die Grenzen der Anwendbarkeit des Systems weiterzustecken, werden sowohl die Erzeugung der zweiten Harmonischen als ein alternativer, markerfreier und kohärenter Kontrastmechanismus untersucht als auch binäre Amplitudenfilter implementiert. Die Erzeugung der zweiten Harmonischen stellt sich als Abbildungstechnik heraus, die auf spezifische Anwendungen begrenzt ist. Durch die Implementierung von Amplitudenfiltern wird 4Pi Mikroskopie von wasserhaltigem Gewebe praktisch und breit anwendbar.
abstract_translated_lang: ger
class_scheme: pacs
class_labels: 42.15.Eq, 42.25.Lc, 42.62.Be, 42.65.An, 87.16.Tb
date: 2009
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00009785
ppn_swb: 611767775
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-97855
date_accepted: 2009-06-24
advisor: HASH(0x561a6283ffd0)
language: eng
bibsort: SAUTERDORO4PILIVECEL2009
full_text_status: public
citation:   Sauter, Dorothea  (2009) 4Pi live cell imaging.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/9785/1/Dissertation_Dorothea_Sauter_2009.pdf