1
00:00:00,000 --> 00:00:13,500
33C3 Vorspannmusik
2
00:00:13,500 --> 00:00:18,010
Herald: Ich begrüße jetzt André Lampe.
3
00:00:18,010 --> 00:00:23,730
Applaus
4
00:00:23,730 --> 00:00:27,540
Er ist Laserphysiker, was ziemlich
großartig klingt, Wissenschaftskommunikator
5
00:00:27,540 --> 00:00:32,080
und erfolgreicher Science-Slammer. Und er
guckt heute mit uns auf die kleinen Dinge
6
00:00:32,080 --> 00:00:36,500
im Leben. Und obwohl es ein sehr großes
Bild ist, ist es nicht Big Picture,
7
00:00:36,500 --> 00:00:41,450
sondern Hochauflösungsmikroskopie. Es
geht um Bilder, Messergebnisse und wie sie
8
00:00:41,450 --> 00:00:47,460
zusammenhängen. Und wie unser Denken
eigentlich von Wahrnehmungen geprägt wird.
9
00:00:47,460 --> 00:00:50,469
Eine große Runde Applaus und los gehts!
10
00:00:50,469 --> 00:00:51,959
Applaus
11
00:00:51,959 --> 00:00:58,379
André Lampe: Dankeschön. Ja schönen
guten Morgen. Fangen wir direkt mal an.
12
00:00:58,379 --> 00:01:03,870
Erst mal zu mir: Warum stehe ich hier
überhaupt? Ich bin Physiker, der in die
13
00:01:03,870 --> 00:01:08,430
Biochemie gewechselt ist, um ein Mikroskop
zu bauen. Das habe ich neulich mal einer
14
00:01:08,430 --> 00:01:12,580
Comiczeichnerin erzählt und das hat
irgendwie eine halbe Stunde gedauert, was
15
00:01:12,580 --> 00:01:15,020
ich jetzt gerade in einem Satz
zusammengefasst habe. Und dabei ist dieses
16
00:01:15,020 --> 00:01:19,320
Bild entstanden. Das ist eine ganz, ganz
tolle Künstlerin, folgt Ihr auf Twitter
17
00:01:19,320 --> 00:01:22,310
und ich bedanke mich noch mal recht
herzlich für dieses großartige Bild, was
18
00:01:22,310 --> 00:01:26,340
sie gemacht hat. Ja also ich habe in der
Physik angefangen und habe dann irgendwie
19
00:01:26,340 --> 00:01:32,240
meinen Weg in die Biochemie gefunden und
angefangen, Mikroskope zu bauen. Der Talk
20
00:01:32,240 --> 00:01:36,200
heißt: "Es geht um die kleinen Dinge" und
jetzt gucken wir uns erst mal an, welche
21
00:01:36,200 --> 00:01:41,739
kleinen Dinge ich meine. Hier habe ich mal
ein Centstück mitgebracht. Und da drauf
22
00:01:41,739 --> 00:01:44,540
kann man so erkennen, da habe ich ein
kleines Stück Glas drauf gelegt, ein
23
00:01:44,540 --> 00:01:47,960
Deckgläschen, auf dem Zellen angewachsen
sind. Das können wir so noch nicht
24
00:01:47,960 --> 00:01:51,700
erkennen, einfach so mit einer Kamera
fotografiert, da müssen wir schon unser
25
00:01:51,700 --> 00:01:57,140
erstes Mikroskop hernehmen und das wäre
ein Phasenkontrast-Mikroskop, und da sieht
26
00:01:57,140 --> 00:02:02,689
das erste Bild so aus. Da kann man so ein
bisschen auf der rechten Seite erkennen:
27
00:02:02,689 --> 00:02:06,199
Ja, da sind irgendwelche kleinen Flecken.
Links kann man noch die Rundung von dem
28
00:02:06,199 --> 00:02:10,059
Centstück erkennen. Damit man so ein
Gefühl für die Größe bekommt. Wenn ich
29
00:02:10,059 --> 00:02:13,375
da jetzt weiter reinzoome, mit 20-facher
Vergrößerung, da kann man schon ein
30
00:02:13,375 --> 00:02:17,790
bisschen mehr von den Zellen sehen, und
bei 40-facher Vergrößerung kann man
31
00:02:17,790 --> 00:02:23,050
tatsächlich die Kerne erkennen und auch
ein bisschen was von der Zellperipherie.
32
00:02:23,050 --> 00:02:25,769
Wenn man jetzt mehr Details erkennen
möchte, dann kann man nicht mehr
33
00:02:25,769 --> 00:02:29,690
Phasenkontrast-Mikroskopie machen, da muss
man Fluoreszenz machen. Man färbt Dinge
34
00:02:29,690 --> 00:02:33,850
in der Zelle an, beleuchtet sie dann,
nimmt dieses Licht auf und kann dann halt
35
00:02:33,850 --> 00:02:38,000
verschiedene Strukturen in der Zelle
farbig darstellen. Und wir bleiben bei
36
00:02:38,000 --> 00:02:43,410
derselben Vergrößerung wie bei der
40-fachen Phasenkontrast-Mikroskopie und
37
00:02:43,410 --> 00:02:48,470
wechseln zur Fluoreszenz. Und da fängt es
dann irgendwie an, wirklich schöne Bilder
38
00:02:48,470 --> 00:02:54,480
zu liefern, weswegen ich auch irgendwie
dieses Feld sehr, sehr liebe. Und wenn wir
39
00:02:54,480 --> 00:02:59,510
da jetzt in so eine Zelle noch mal ein
Stück weiter reinzoomen, links bisschen
40
00:02:59,510 --> 00:03:03,760
Übersichtsbild und rechts schon eine
Teilansicht von einer Zelle. Dann kann
41
00:03:03,760 --> 00:03:07,780
man irgendwie sehen, ja, okay, da ist
eine Menge los in so welchen Dingern. Und
42
00:03:07,780 --> 00:03:13,320
wenn ich da jetzt noch weiter reingehe,
und zwar so weit, dass ich wirklich nur
43
00:03:13,320 --> 00:03:18,980
interne Zellstrukturen mir angucke, dann
wird's irgendwie.. hmmm.. verschwommene
44
00:03:18,980 --> 00:03:24,010
Spaghetti. Bevor ich erkläre, warum die
verschwommen sind: Was sind das überhaupt
45
00:03:24,010 --> 00:03:28,420
für Spaghetti? Das, was ich da angefärbt
habe, sind Mikrotubuli. Die sind ein
46
00:03:28,420 --> 00:03:33,870
wichtiger Teil vom Zytoskelett, also vom
Skelett der Zelle, damit sie ihre Form
47
00:03:33,870 --> 00:03:38,560
bewahren kann. Und die sind aus Proteinen
aufgebaut, das ist so ein Ring aus 13
48
00:03:38,560 --> 00:03:41,490
Unterstrukturen, die wie so eine
Wendeltreppe nach oben gehen. Und der
49
00:03:41,490 --> 00:03:46,919
Durchmesser von den Dingern ist 25
Nanometer. Jetzt kann man allerdings auf
50
00:03:46,919 --> 00:03:51,500
so einem Mikroskopiebild, was auf der
rechten Seite ist, erkennen: Ja, wirklich
51
00:03:51,500 --> 00:03:57,490
25 Nanometer sind die nicht, wenn man sich
den Messbalken, den Scale Bar, anguckt,
52
00:03:57,490 --> 00:04:01,880
der ist 1 Mikrometer, das passt irgendwie
nicht. Die sind deutlich dicker auf dem
53
00:04:01,880 --> 00:04:05,980
Mikroskop dargestellt. Und das liegt
leider nicht irgendwie an einem Mangel an
54
00:04:05,980 --> 00:04:11,530
Vergrößerung oder so, sondern da spielt
uns die Physik ein Schnüppchen. Verdammte
55
00:04:11,530 --> 00:04:15,810
Physik! Der ein oder andere hat vielleicht
schon mal von einer Beugungsgrenze
56
00:04:15,810 --> 00:04:23,280
gehört. Die hat Ernst Abbe ausgetüftelt,
1873, wenn mich nicht alles täuscht. Aber
57
00:04:23,280 --> 00:04:27,040
viel wichtiger für die
Fluoreszenzmikroskopie ist der junge Mann
58
00:04:27,040 --> 00:04:33,820
da oben: Das ist Baron Rayleigh. Äh,
Baron Rayleigh ... ja, ich glaube schon.
59
00:04:33,820 --> 00:04:37,170
Er hat auf jeden Fall sich das
Rayleigh-Kriterium ausgedacht und das war
60
00:04:37,170 --> 00:04:41,720
ein Kriterium, wann man zwei punktförmige
Lichtquellen noch so gerade voneinander
61
00:04:41,720 --> 00:04:47,270
trennen kann, was der minimale Abstand
ist. Und der ist für
62
00:04:47,270 --> 00:04:51,210
Fluoreszenzmikroskopie, weil die ganzen
Farbstoffe, die wir benutzen, die uns
63
00:04:51,210 --> 00:04:54,650
unsere schönen bunten Markierungen
machen, sind quasi punktförmige
64
00:04:54,650 --> 00:04:59,640
Lichtquellen. Das ist bei uns 250
Nanometer. Kleiner können wir keine
65
00:04:59,640 --> 00:05:03,880
Strukturen auflösen. Leider. Auf jeden
Fall nicht mit normaler
66
00:05:03,880 --> 00:05:07,600
Fluoreszenzmikroskopie. Man kann diese
Beugungsgrenze jetzt allerdings ein
67
00:05:07,600 --> 00:05:12,450
bisschen austricksen. Da gibt es viele
Ansätze für, aber there is no free
68
00:05:12,450 --> 00:05:17,080
lunch. Das heißt, man handelt sich andere
Probleme ein, wenn man die Beugungsgrenze
69
00:05:17,080 --> 00:05:21,190
austrickst. Drei hab ich mal mitgebracht:
Das eine ist die strukturierte Beleuchtung
70
00:05:21,190 --> 00:05:25,730
oder Structured Illumination Microscopy,
kurz SIM. Dann Stimulierte
71
00:05:25,730 --> 00:05:32,280
Emissionsverarmung, STED. Und
Einzelmokül-Lokalisationstechniken, für
72
00:05:32,280 --> 00:05:35,440
die letzten beiden, stimulierte
Emissionsverarmung und
73
00:05:35,440 --> 00:05:41,100
Einzelmolekkül-Lokalisationstechniken,
gab es 2014 den Nobelpreis in Chemie. Für
74
00:05:41,100 --> 00:05:45,170
die strukturierte Beleuchtung leider
nicht. Was dahinter steckt, wie die die
75
00:05:45,170 --> 00:05:49,400
Beugungsgrenze austricksen, das sind sehr
unterschiedliche Herangehensweisen. SIM
76
00:05:49,400 --> 00:05:54,640
macht das mit Fourier-Transformationen,
STED schafft das mit Lasertechnik, das
77
00:05:54,640 --> 00:05:58,930
heißt, die machen direkt etwas mit dem
Licht, was auf die Probe fällt. Und bei
78
00:05:58,930 --> 00:06:04,120
der Lokalisationsmikroskopie, da wird das
über massenhaftes Anfitten von einzelnen
79
00:06:04,120 --> 00:06:10,190
Signalen gemacht. Deswegen: STED ist eine
total faszinierende Technik, aber ein
80
00:06:10,190 --> 00:06:13,800
bisschen langweilig für unseren
Kontext hier, weil SIM und die
81
00:06:13,800 --> 00:06:18,300
Lokalisationsmikroskopie braucht sehr viel
Rechenleistung und gute Programme, die
82
00:06:18,300 --> 00:06:24,700
dahinter stecken und darüber möchte ich
heute sprechen. Und ich fange mit SIM an.
83
00:06:24,700 --> 00:06:30,240
Erst mal die Strukturierte Beleuchtung
funktioniert auf, basierend auf dem
84
00:06:30,240 --> 00:06:35,810
Moiré-Effekt oder Moiré-Pattern. Da
links kann man sehen, wenn man zwei Gitter
85
00:06:35,810 --> 00:06:40,510
hat und die nebeneinander verschiebt, dann
entstehen lustige Muster. Das kennt man
86
00:06:40,510 --> 00:06:43,050
vielleicht auch von einer Autobahn, wenn
man unter einer Autobahnbrücke
87
00:06:43,050 --> 00:06:46,510
langfährt und sich die beiden Geländer
gegeneinander verschieben. Dann entstehen
88
00:06:46,510 --> 00:06:50,560
auch solche interessanten Muster. Wer
jetzt auf der rechten Seite noch nicht so
89
00:06:50,560 --> 00:06:56,980
richtig viel erkennt, fangt mal an, Euren
Kopf zu schütteln. Kann man da was
90
00:06:56,980 --> 00:07:02,060
erkennen? Ich hoffe schon, ich hab da oben
noch was Kleines: Man sollte einen Mensch
91
00:07:02,060 --> 00:07:09,150
in einem roten Hoodie sehen. Das basiert
auch auf diesem Moiré-Effekt. Das
92
00:07:09,150 --> 00:07:11,970
irritiert so. Schüttelt Ihr den
Kopf oder seht Ihr nichts?
93
00:07:11,970 --> 00:07:13,990
Lachen
94
00:07:13,990 --> 00:07:20,750
Ja, sehr schön! Okay. Das hat also
funktioniert. Also man kann mit diesen
95
00:07:20,750 --> 00:07:24,190
Moiré-Pattern tatsächlich verborgene
Dinge sichtbar machen. Und das benutzen
96
00:07:24,190 --> 00:07:30,160
wir auch in der Mikroskopie. Wir nehmen
ein Gitter und beleuchten damit quasi.
97
00:07:30,160 --> 00:07:33,860
Also wir projizieren ein Gitter mit
unserem Anregungslicht in unsere Probe
98
00:07:33,860 --> 00:07:40,130
rein, verschieben dieses Gitter, drehen es
um 60°, verschieben es noch ein paar Mal,
99
00:07:40,130 --> 00:07:45,160
drehen es wieder um 60° und daraus machen
wir Fourier-Transformationen, aus diesen
100
00:07:45,160 --> 00:07:49,490
Rohdaten. Die sehen dann so pillenförmig
aus. Wenn man die alle übereinander legt,
101
00:07:49,490 --> 00:07:53,350
dann entsteht so eine schöne Blume.
Da fragt man sich jetzt:
102
00:07:53,350 --> 00:07:57,720
Fourier-Transformation? Hä? Also das ist
einfach nur eine Transformation vom Bild-
103
00:07:57,720 --> 00:08:02,200
in den Frequenzraum. Das heißt, außen
liegen die kleinen Frequenzen, die kleinen
104
00:08:02,200 --> 00:08:04,850
Bildunterschiede, kleine
Helligkeitsunterschiede, und in der Mitte
105
00:08:04,850 --> 00:08:09,190
die großen. Und was hier jetzt dabei
rauskommt, sind die lustigen
106
00:08:09,190 --> 00:08:12,880
Blütenblätter außen. In der Mitte
dieser Kreis, das wäre ein normales
107
00:08:12,880 --> 00:08:17,460
Mikroskopiebild. Und SIM, diese
Verschiebung und Rotation, führen dazu,
108
00:08:17,460 --> 00:08:21,640
dass wir außen ein bisschen mehr
Informationen aus dem Bild herauskriegen.
109
00:08:21,640 --> 00:08:27,460
Und dann wird mit dieser Technik das
Ergebnis daraus. Und da kann man schon
110
00:08:27,460 --> 00:08:30,960
ziemlich deutlich sehen, dass da
tatsächlich mehr Informationen aus so
111
00:08:30,960 --> 00:08:34,179
einem Bild herausgezogen wurden. Einfach
nur, weil wir ein paar Mal hin- und
112
00:08:34,179 --> 00:08:38,510
hergeschoben haben und rotiert haben, also
mehrere Bilder aufgenommen haben als nur
113
00:08:38,510 --> 00:08:42,950
eins. Jetzt hab ich da noch ... Ach ja,
genau ... Wie es funktioniert. Wir nehmen
114
00:08:42,950 --> 00:08:47,480
Rohdaten, diese Verschiebungen und
Rotationen, und stecken das in eine
115
00:08:47,480 --> 00:08:54,050
Software rein. Hier zum Beispiel FairSIM.
Das ist eine offene, freie Software, wer
116
00:08:54,050 --> 00:08:58,480
Bock hat, geht mal auf Github und guckt
Euch das an. Das ist ein Kumpel von mir,
117
00:08:58,480 --> 00:09:03,760
mit dem ich studiert hab an der Uni
Bielefeld ... ja ... Ah, keine Reaktion.
118
00:09:03,760 --> 00:09:04,870
Ist ja noch früh.
119
00:09:04,870 --> 00:09:06,750
Gelächter
120
00:09:06,750 --> 00:09:11,700
Die haben eine freie Software geschrieben
und es gibt für SIM, gibt es größtenteils
121
00:09:11,700 --> 00:09:15,950
nur Software von Mikroskopieherstellern,
die das mit ihrem Gerät verkaufen, ja.
122
00:09:15,950 --> 00:09:20,780
„Hier.“ Und dann ist das eine Black Box.
Und die haben jetzt sich das mal
123
00:09:20,780 --> 00:09:25,250
vorgeknöpft und eine offene Software
daraus gemacht, die, wenn jetzt dann
124
00:09:25,250 --> 00:09:29,320
demnächst, im Februar glaube ich, das
nächste Paper raus kommt, was auch Open
125
00:09:29,320 --> 00:09:34,620
Access sein wird, wo sie auf GPUs rechnen,
werden sie jede kommerziell verfügbare
126
00:09:34,620 --> 00:09:37,600
Software schlagen.
Was ich irgendwie sehr gut finde.
127
00:09:37,600 --> 00:09:43,000
Applaus
128
00:09:43,000 --> 00:09:51,400
Und zwar kommerzielle Software braucht für
ein Bild zwei Minuten; die: 30 Millisekunden.
129
00:09:51,400 --> 00:09:52,790
Applaus
130
00:09:52,790 --> 00:09:59,111
Das ... Genau. Was das Schöne an dieser
Technik ist aber auch: Man kann die
131
00:09:59,111 --> 00:10:02,940
Rohdaten nehmen und vielleicht kommt
irgendwer darauf: Ey, wir könnten das
132
00:10:02,940 --> 00:10:06,000
vielleicht noch viel besser machen.
Vielleicht ist dieses Gitter nicht eine
133
00:10:06,000 --> 00:10:09,291
perfekte Sinuswelle und wir haben eine
Korrektur dafür gebastelt und dann haben
134
00:10:09,291 --> 00:10:12,460
wir eine bessere Software, eine andere
Software, in die wir das noch mal
135
00:10:12,460 --> 00:10:17,590
reinstecken können und dann wird unser
Bild noch besser. Rohdaten sind geil! Wenn
136
00:10:17,590 --> 00:10:22,050
Ihr eins mitnehmt, dann nehmt „Rohdaten
sind geil“ mit, okay? Ich hab hier noch
137
00:10:22,050 --> 00:10:27,399
mal ein kleines Beispiel mitgebracht.
Das ist eine SIM-Aufnahme und
138
00:10:27,399 --> 00:10:32,490
Lokalisationsmikroskopieaufnahmen von
Leberzellen. Und tatsächlich wurde
139
00:10:32,490 --> 00:10:36,610
festgestellt, dass man in der Diagnostik,
also tatsächlich auf der Anwendungsseite,
140
00:10:36,610 --> 00:10:39,611
da wo es relativ schnell gehen muss,
tatsächlich einen Vorteil mit
141
00:10:39,611 --> 00:10:44,930
Hochauflösung hat für bestimmte
Krankheiten, weil die Poren in Leberzellen
142
00:10:44,930 --> 00:10:48,310
die perfekte Größe haben, um das mit
Hochauflösung zu untersuchen, wo man
143
00:10:48,310 --> 00:10:53,160
sonst längere Laborarbeit tun musste. Das
ist aus einem Paper, was auch Open Access
144
00:10:53,160 --> 00:10:58,770
ist, das Video könnt Ihr Euch auch online
angucken. Tut das doch mal. Von meiner
145
00:10:58,770 --> 00:11:04,950
lieben Kollegin Viola Mönkemöller.
Genau. So, jetzt gehts weiter zu der
146
00:11:04,950 --> 00:11:08,810
Lokalisationsmikroskopie. Da hab ich drauf
gearbeitet, da hab ich meine Doktorarbeit
147
00:11:08,810 --> 00:11:13,370
drin geschrieben. Die Technik heißt
Direct Stochastic Optical Reconstruction
148
00:11:13,370 --> 00:11:19,210
Microscopy. Oder kurz: dSTORM. Find ich
schön! Und es geht im Prinzip um Blinken.
149
00:11:19,210 --> 00:11:22,480
Wir schütten eine Chemikalie drauf, also
photochemisch klären wir das, dass die
150
00:11:22,480 --> 00:11:25,920
ganzen Farbstoffe, die sich auf den
Strukturen befinden, keine Lust mehr
151
00:11:25,920 --> 00:11:33,140
haben. Einer von 2000 ist mal an. Aber die
meisten sind in einem Aus-Zustand. Und
152
00:11:33,140 --> 00:11:37,720
wenn man sich das dann auf einem Mikroskop
anguckt, dann sieht das so aus. Am Anfang
153
00:11:37,720 --> 00:11:40,570
dreh ich den Laser ein bisschen auf, also
dafür brauch ich dann tatsächlich auch
154
00:11:40,570 --> 00:11:45,070
einen Laser. Und dann gehen langsam alle
aus. Und dann fängt so einzelnes Blinken
155
00:11:45,070 --> 00:11:51,210
an. Und diese Signale sind tatsächlich
Signale von einzelnen Molekülen. Die so
156
00:11:51,210 --> 00:11:56,550
punktförmig sind. Und wenn ich diese
Signale jetzt aufzeichne, so 10-20000
157
00:11:56,550 --> 00:12:03,140
Bilder nehm ich davon, als Rohdaten. Und
dann wird aus so einem verschwommenen
158
00:12:03,140 --> 00:12:08,060
Bildchen da so ein Bild, wenn ich das in
die richtige Software, RapidSTORM oder
159
00:12:08,060 --> 00:12:12,290
ThunderSTORM, sehr kreative Namen,
übrigens auch freie Software, kann man
160
00:12:12,290 --> 00:12:17,230
sich runterladen, einfach nach googlen mit
Lokalisationssoftware hinten dran, weil
161
00:12:17,230 --> 00:12:22,290
ThunderSTORM, da kommt man auf andere
Suchergebnisse, hab ich festgestellt. Aber
162
00:12:22,290 --> 00:12:26,290
auf jeden Fall kann man, wenn man das
rekonstruiert, so wie hier, dann erkennen:
163
00:12:26,290 --> 00:12:30,530
Ah, das ist nicht ein Mikrotubuli, sondern
das sind in der Tat zwei. Und wenn man das
164
00:12:30,530 --> 00:12:36,370
auswertet, man kann die tatsächlich
auseinanderhalten. Was den Biologen in mir
165
00:12:36,370 --> 00:12:40,000
sehr, sehr gefreut hat. Aber was auch
irgendwie ... naja ... ist ziemlich
166
00:12:40,000 --> 00:12:43,630
deutlich, dass das eine Auflösungs-
verbesserung ist. Wie das Ganze
167
00:12:43,630 --> 00:12:48,149
funktioniert, habe ich mal ... herzlichen
Dank an Ricardo Henriques, der dieses
168
00:12:48,149 --> 00:12:52,470
tolle Video zusammengeklöppelt hat. Wenn
man das Blinken vom Eiffelturm aufzeichnet
169
00:12:52,470 --> 00:12:56,430
mit sehr, sehr vielen Bildern, dann fängt
man an, erst mal quasi die Signale
170
00:12:56,430 --> 00:13:01,480
zusammenzusuchen, genau so ist es auch in
der Zelle, und dann rekonstruiert man das
171
00:13:01,480 --> 00:13:06,120
Bild Pünktchen für Pünktchen für
Pünktchen. Diese gefundenen Signale sind
172
00:13:06,120 --> 00:13:10,160
immer noch beugungsbegrenzt, also
verschmiert und unscharf. Aber wenn man
173
00:13:10,160 --> 00:13:14,240
das so einzeln macht, weiß man, dass es
eine Punktquelle ist und dann hängt die
174
00:13:14,240 --> 00:13:18,170
Auflösung nur noch von der Anzahl der
Photonen ab und nicht mehr von den
175
00:13:18,170 --> 00:13:22,020
Begrenzungen, die wir mit unserer Optik
haben. Und deswegen wird dadurch die
176
00:13:22,020 --> 00:13:27,260
Auflösung deutlich besser. Wenn man mehr
Farben machen will, dann hat man auch ein
177
00:13:27,260 --> 00:13:31,640
bisschen Probleme damit. Also wir
bleiben thematisch auch in Frankreich.
178
00:13:31,640 --> 00:13:35,490
Chromatische Abberation führt dazu, dass
man so eine Verschmierung hat. Wenn man
179
00:13:35,490 --> 00:13:39,870
einen weißen Lichtstrahl nimmt, dann wird
der von rot über weiß nach blau
180
00:13:39,870 --> 00:13:43,190
verschmiert. Das nennt man chromatische
Abberation. Das muss man normalerweise
181
00:13:43,190 --> 00:13:47,500
korrigieren. Mit Registrierung. Das heißt
also, man nimmt die beiden Bilder und
182
00:13:47,500 --> 00:13:51,430
versucht sie wieder übereinander zu
legen. Aber so eine Registrierung ist
183
00:13:51,430 --> 00:13:55,550
niemals perfekt und man baut dabei Fehler
ein. Ich hab in meiner Doktorarbeit eine
184
00:13:55,550 --> 00:14:00,779
Technik entwickelt, die haben wir Spectral
Demixing dSTORM genannt oder SD-dSTORM, da
185
00:14:00,779 --> 00:14:03,600
hab ich jetzt leider keine Zeit zu, genau
zu erklären, wie das geht. Aber wir
186
00:14:03,600 --> 00:14:08,010
machen Farbe aus Rohdaten. Das kann man
sich auch angucken, wie die Software
187
00:14:08,010 --> 00:14:15,850
funktioniert. Rohdaten sind geil, ja? Noch
mal! Und hier hab ich dann noch mal ein
188
00:14:15,850 --> 00:14:20,240
paar Beispiele davon mitgebracht, wie das
dann aussieht. Wir können damit nicht nur
189
00:14:20,240 --> 00:14:24,650
zwei Farben, sondern auch
3D-Rekonstruktion machen. Das sieht jetzt
190
00:14:24,650 --> 00:14:28,400
alles so ein bisschen zusammengeklöppelt
aus, so ein bisschen verpixelt. Aber
191
00:14:28,400 --> 00:14:33,790
tatsächlich sind wir in einer so hohen
Auflösung, das glaubt man fast nicht. Und
192
00:14:33,790 --> 00:14:37,870
da Ihr mir das fast nicht glaubt, will ich
Euch mal einen kleinen Größenvergleich
193
00:14:37,870 --> 00:14:41,800
geben. Am Anfang sind wir ja vom Cent nach
unten gegangen. Den hab ich jetzt noch mal
194
00:14:41,800 --> 00:14:45,760
mitgenommen. Und dieses Vesikel, diese
kleine Kugel, die ich eben auf der rechten
195
00:14:45,760 --> 00:14:50,500
Seite hatte, die hat einen Durchmesser von
150 Nanometer, was wirklich nicht viel
196
00:14:50,500 --> 00:14:56,640
ist. Und so ein Centstück hat einen
Durchmesser von 15 Millimeter. Wenn wir
197
00:14:56,640 --> 00:15:00,360
uns jetzt mal vorstellen, dass so ein
Vesikel, 150 Nanometer, eigentlich ein
198
00:15:00,360 --> 00:15:05,540
Stecknadelkopf ist, der 3 Millimeter
Durchmesser hat, dann müsste zum
199
00:15:05,540 --> 00:15:11,619
Vergleich das Centstück eine Größe von
300 Meter haben oder drei Fußballfelder.
200
00:15:11,619 --> 00:15:16,640
Und zur Erinnerung von einem Bild vom
Anfang: Diese Stecknadelköpfe oder
201
00:15:16,640 --> 00:15:21,370
Vesikel wären diese grünen, ver-
schwommenen Pünktchen, die man am
202
00:15:21,370 --> 00:15:24,720
Anfang in der normalen Fluoreszenz-
mikroskopie gesehen hat. Das
203
00:15:24,720 --> 00:15:30,100
heißt, wir sind schon echt ziemlich gut
dabei, mehr Details aus diesen Messdaten
204
00:15:30,100 --> 00:15:34,590
rauszuholen. Das führt dazu, dass es
wahrscheinlich eine gute Idee ist,
205
00:15:34,590 --> 00:15:39,511
Mikroskope selber zu bauen. Weil so ‘n
Spectral Demixing dSTORM, SD-dSTORM, gab
206
00:15:39,511 --> 00:15:42,770
es nicht. Hier hab ich mal ein Timelapse
mitgebracht, wie wir unser tolles
207
00:15:42,770 --> 00:15:46,810
Mikroskop, was wir zusammengebastelt
haben, gerade umziehen in einen neuen
208
00:15:46,810 --> 00:15:52,020
Raum. Manche Leute sagen, besonders so in
den Lebenswissenschaften: „Do it
209
00:15:52,020 --> 00:15:56,540
yourself, Hacking, Tinkering, DIYbio
tut erschrocken
210
00:15:56,540 --> 00:16:00,420
das macht man doch nicht! Habt Ihr nicht
genug Geld, dass Ihr Euch das bestellen
211
00:16:00,420 --> 00:16:08,010
könnt?“ Und ich sag: Basteln ist
Wissenschaft! Und Wissenschaft ist Basteln!
212
00:16:08,010 --> 00:16:13,020
Applaus
213
00:16:13,020 --> 00:16:16,260
Das gehört dazu! Sonst gibt's keinen
Fortschritt oder sonst hätten wir diese
214
00:16:16,260 --> 00:16:21,829
tollen Techniken nicht. Viele dieser Dinge
sind 2006 bis 2008 überhaupt erst
215
00:16:21,829 --> 00:16:25,360
erfunden worden, weil es ein paar
bekloppte Physiker gab, die mit Biologen
216
00:16:25,360 --> 00:16:28,280
sich zusammengetan haben und überlegt
haben: Hey, wie können wir die Auflösung
217
00:16:28,280 --> 00:16:33,850
besser machen? Also ich kann das nicht
verstehen und jeder, der das denkt, sollte
218
00:16:33,850 --> 00:16:38,830
vielleicht noch mal kurz drüber nach-
denken und mir jetzt weiter zuhören.
219
00:16:38,830 --> 00:16:43,320
Dieses Mikroskop-selber-Basteln
funktioniert, weil es da auch eine offene
220
00:16:43,320 --> 00:16:48,000
Softwarelösung gibt, nämlich µManager,
basiert auf ImageJ, ist nicht wirklich
221
00:16:48,000 --> 00:16:51,960
wichtig, was ImageJ ist, ist eine tolle
Sache, die Biologen gerne benutzen für
222
00:16:51,960 --> 00:16:56,550
Bildauswertung. Aber µManager ist
großartig. Damit kann man wirklich die
223
00:16:56,550 --> 00:17:02,200
modernsten Mikroskope steuern, unser
SD-dSTORM hat zwanzig Geräte von 12
224
00:17:02,200 --> 00:17:06,949
verschiedenen Herstellern, die laufen alle
über diese Software. Die wurden da
225
00:17:06,949 --> 00:17:10,630
erkannt, wenn irgendjemand ein neues
Gerät hat und sagt, ah da gibt’s keinen
226
00:17:10,630 --> 00:17:15,409
Treiber für, dann schreibt er den, knallt
das in die µManager- Community und dann
227
00:17:15,409 --> 00:17:19,858
können das alle benutzen. Also
großartig. Aber was auch cool ist: Dieses
228
00:17:19,858 --> 00:17:25,449
Bild hier, das ist ein Bild von meinem
12-Euro-Mikroskop, was ich hier auch
229
00:17:25,449 --> 00:17:30,669
mitgebracht habe. Das heißt, die
Software, die die modernsten Mikroskope
230
00:17:30,669 --> 00:17:34,730
ansteuern kann, kann auch das
12-Euro-Teil, was man bei dem
231
00:17:34,730 --> 00:17:38,549
Onlineversandhändler seines Vertrauens
bestellt, ansteuern und damit tolle Sachen
232
00:17:38,549 --> 00:17:41,980
machen. Übrigens Arduino auch. Also wenn
man sich seinen eigenen Mikroskoptisch
233
00:17:41,980 --> 00:17:47,480
basteln will: geht! Guckt Euch das Ding
an. Es gibt so ein paar Leute, die
234
00:17:47,480 --> 00:17:51,280
dachten: Hey, Selber bauen, das können wir
doch auf die Spitze treiben! Ein Artikel
235
00:17:51,280 --> 00:17:57,450
wäre: A Blueprint For Cost-Efficient
Localisation Microscopy. Und wenn man sich
236
00:17:57,450 --> 00:18:01,360
das anguckt, so Lokalisationsmikroskope
kriegt man von einem kommerziellen
237
00:18:01,360 --> 00:18:06,559
Hersteller für 800.000 Euro. Die können
dann zwei Farben und 25 Nanometer
238
00:18:06,559 --> 00:18:14,279
Auflösung. Man kann das auch bauen für
20.000 mit zwei Farben, mit 40 Nanometer.
239
00:18:14,279 --> 00:18:18,210
Und es ist wichtig, dass wir solche
Überlegungen machen. Weil unsere Unis
240
00:18:18,210 --> 00:18:22,009
können dann sagen: Hey, wir können
Sachen von der Forschungsgrenze auch schon
241
00:18:22,009 --> 00:18:25,519
Leuten im Studium anbieten, dass sie da
mal einen Praktikumsversuch dran machen
242
00:18:25,519 --> 00:18:28,929
können. Aber was das heißt für Zweit-
oder Drittweltländer, wo es vielleicht
243
00:18:28,929 --> 00:18:33,490
auch mal eine Universität irgendwo gibt,
die Forschung machen wollen, ich glaub,
244
00:18:33,490 --> 00:18:36,519
ich muss das nicht weiter unterstreichen,
wenn man sich die Zahlen anguckt. Dasselbe
245
00:18:36,519 --> 00:18:44,070
gilt auch für SIM. FairSIM habe ich eben
schon drüber gesprochen, FastSIM ist so
246
00:18:44,070 --> 00:18:48,169
eine Idee, wie man relativ günstig auch
ein Structured Illumation Microscope
247
00:18:48,169 --> 00:18:53,080
aufbaut. Da hat man dann so, wenn man sich
das Kommerzielle anguckt, die kosten
248
00:18:53,080 --> 00:18:57,450
ungefähr eine Million, so ein
kommerzielles SIM-Mikroskop, kann vier
249
00:18:57,450 --> 00:19:03,149
Farben, braucht für eine
Bildrekonstruktion zwei Minuten. Oder man
250
00:19:03,149 --> 00:19:07,559
nimmt die offene, freie Software und kauft
sich seine Teile selber zusammen mit nicht
251
00:19:07,559 --> 00:19:12,560
ganz so, ist halt nicht ganz so schön und
mit abwischbaren Oberflächen und so
252
00:19:12,560 --> 00:19:18,029
weiter, ja? Aber deutlich günstiger, 25
Kilo-Euro, drei Farben und 30
253
00:19:18,029 --> 00:19:21,050
Millisekunden mit FairSIM,
was ich großartig finde.
254
00:19:21,050 --> 00:19:26,359
Applaus
255
00:19:26,359 --> 00:19:30,730
Der Applaus für alle Leute, die in diesem
Gebiet arbeiten. Also ich geb das total
256
00:19:30,730 --> 00:19:34,600
gerne weiter. Ich treffe die auch bald
wieder in zwei, drei Wochen. Wenn sie
257
00:19:34,600 --> 00:19:40,429
nicht auch gerade zugucken. Hallo! Warum
spielen so wenige mit Mikroskopen? Wenn
258
00:19:40,429 --> 00:19:43,780
man in Lebenswissenschaften unterwegs ist,
also die Menschen, die in den
259
00:19:43,780 --> 00:19:47,019
Lebenswissenschaften forschen, kümmern
sich meistens erst um ihr Experiment, ihre
260
00:19:47,019 --> 00:19:53,480
Probe, um das Stück kleine Leben, die
Zellkultur, Zelle, die man da hat, die man
261
00:19:53,480 --> 00:19:58,429
drei Wochen hegt und pflegt, bis man damit
ein Experiment macht. Da hat man irgendwie
262
00:19:58,429 --> 00:20:01,929
den Kopf voll. Manchmal hat man auch
ganz andere Ideen, die gar nichts mit
263
00:20:01,929 --> 00:20:05,480
Bildauswertung oder mit Mikroskopen zu tun
haben. Zum Beispiel sich eine Banane in
264
00:20:05,480 --> 00:20:12,019
den Kopf zu stecken oder so. Das
funktioniert alles etwas langsamer. Dieser
265
00:20:12,019 --> 00:20:16,960
ganze Gedanke von Open Data, Open Source,
dass wir die Software frei zugänglich
266
00:20:16,960 --> 00:20:22,980
machen. Aber ich merke immer mehr, dass es
anders eigentlich nicht geht. Und was ich
267
00:20:22,980 --> 00:20:25,290
erzählen will, ist: Es geht hier weniger
um Bilder bei der
268
00:20:25,290 --> 00:20:31,289
Hochauflösungsmikroskopie, sondern es
geht um Daten. Und es geht darum, das
269
00:20:31,289 --> 00:20:37,129
alles offen zu machen. Weil wir brauchen
gute Leute, die viel besser Software
270
00:20:37,129 --> 00:20:41,400
schreiben können als wir das tun.
Ich bin Physiker! Mein Gott, ja? Also
271
00:20:41,400 --> 00:20:45,330
Programmieren ist für mich so Hammer und
Meißel, ja? Also da kommt dann immer nur
272
00:20:45,330 --> 00:20:49,719
eine Steinskulptur raus, obwohl es
vielleicht ein Gemälde sein soll. Blöder
273
00:20:49,719 --> 00:20:53,659
Vergleich, lassen wir das. Zusammen-
fassung: Ich habe Euch was von
274
00:20:53,659 --> 00:20:58,539
einer Beugungsgrenze erzählt, wie sie uns
Ärger bereitet, ich hab Euch gesagt, wie
275
00:20:58,539 --> 00:21:05,080
bessere Rechner, bessere Softwarekultur,
aber auch moderne Kameras und im
276
00:21:05,080 --> 00:21:08,700
Allgemeinen bessere Technik dazu führt,
dass wir Hochauflöungstechniken wie SIM
277
00:21:08,700 --> 00:21:13,479
und dSTORM haben und dass wir günstige
Eigenbauten deswegen auch erstellen
278
00:21:13,479 --> 00:21:17,810
können. Es geht hauptsächlich um die
Daten. Man muss Mikroskopie als
279
00:21:17,810 --> 00:21:22,239
Datensammlung begreifen und nicht
zwangsläufig als etwas, was Bilder macht.
280
00:21:22,239 --> 00:21:28,039
Rohdaten sind geil! Zum dritten Mal.
Ich hoffe, jetzt sitzt es. Und wir
281
00:21:28,039 --> 00:21:31,690
Wissenschaftler sind, was das angeht, ein
bisschen langsam. Es gibt relativ viele,
282
00:21:31,690 --> 00:21:36,410
die angefangen haben, ihre Software offen
rauszugeben, die immer mehr Open Access
283
00:21:36,410 --> 00:21:41,490
publizieren, die immer mehr Daten auch ins
Internet stellen. Das muss noch mehr
284
00:21:41,490 --> 00:21:45,690
werden. Habt Geduld mit uns Wissen-
schaftlern. Aber es wird immer mehr
285
00:21:45,690 --> 00:21:49,699
Open Science und dann kann jeder
mitspielen. Und ich lade jeden herzlich
286
00:21:49,699 --> 00:21:53,669
ein, der ein bisschen Liebe für
Bildrekonstruktion und Programmieren in
287
00:21:53,669 --> 00:21:56,779
der Richtung hat, sich die Sachen, die ich
heute vorgestellt habe, mal anzugucken.
288
00:21:56,779 --> 00:22:00,169
Vielleicht habt Ihr eine coole Idee, auf
die wir in unseren Laboren gar nicht
289
00:22:00,169 --> 00:22:05,870
gekommen sind. Dann bleibt wir wohl nichts
Anderes zu sagen als: Herzlichen Dank
290
00:22:05,870 --> 00:22:08,970
fürs Zuhören. Ich treib mich rum an einem
kleinen Assembly, Science,
291
00:22:08,970 --> 00:22:16,500
Hacking & Communication, das ist
beim Sendezentrum an der Garderobe.
292
00:22:16,500 --> 00:22:18,479
Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit!
293
00:22:18,479 --> 00:22:28,030
Applaus
294
00:22:28,030 --> 00:22:32,509
Herald: Danke noch mal für den Extraapplaus
für Open Science, die Technikgeschichte und
295
00:22:32,509 --> 00:22:36,529
Wissenschaftsgeschichte, wie alles
zusammenhängt. Wir werden Zeit haben für
296
00:22:36,529 --> 00:22:41,609
vier Fragen. Signal Angel, gibt’s was aus
dem Internet vielleicht? Leider nein.
297
00:22:41,609 --> 00:22:47,890
Hier links und rechts sind die Mikrofone.
Ich rufe auf, wir starten mit Dir.
298
00:22:47,890 --> 00:22:51,000
André: Gibst Du mir ... Du kannst sofort
Deine Frage stellen. Eine Sache wollte ich
299
00:22:51,000 --> 00:22:57,179
noch sagen. Ich hab hier gerade µManager
laufen auf diesem crappy 12 Euro ...
300
00:22:57,179 --> 00:23:02,659
da hab ich ein Centstück drunter und
selbst mit 12 Euro ist eine Vergrößerung
301
00:23:02,659 --> 00:23:08,929
ziemlich gut möglich, die einen schon
bisschen beeindruckt. Verdammt, wo ist der
302
00:23:08,929 --> 00:23:15,039
Stern? Ah, da sieht man eine Spitze. Ja,
Software, die teure Mikroskope treibt,
303
00:23:15,039 --> 00:23:18,409
kann auch 12 Euro treiben. Also guckt Euch
das an. Okay, jetzt bitte, Deine Frage.
304
00:23:18,409 --> 00:23:24,019
Frage: So eine simple Frage für meine
Verhältnisse: Du hast gesagt, dass Du
305
00:23:24,019 --> 00:23:27,899
mehrere Fotos machen musst, und dann packst
Du die alle zusammen, und dann hast Du ein
306
00:23:27,899 --> 00:23:32,669
Gesamtbild. Was passiert, wenn die Dinge
sich bewegen unter Deinem Mikroskop?
307
00:23:32,669 --> 00:23:40,379
André: Das ist, also ... Wichtige Frage.
Wenn man sich irgendwelche Dynamiken in der
308
00:23:40,379 --> 00:23:44,609
Biologie angucken muss, muss man natürlich
zügig die Bilder machen. Mit SIM, ich hab
309
00:23:44,609 --> 00:23:48,779
ja eben so am Anfang gesagt, wenn man
Hochauflösung macht, handelt man sich ganz
310
00:23:48,779 --> 00:23:53,140
andere Probleme ein. Wenn man diese
strukturierte Beleuchtung macht, dann macht
311
00:23:53,140 --> 00:23:57,159
man 15 Bilder. Also fünf Verschiebungen,
eine Rotation, fünf Verschiebungen,
312
00:23:57,159 --> 00:24:00,990
eine Rotation, fünf Verschiebungen.
Wenn man es schafft, diese 15 Bilder
313
00:24:00,990 --> 00:24:07,009
schnell genug zu machen, ich sag mal
innerhalb von 20 Millisekunden, und genug
314
00:24:07,009 --> 00:24:12,559
Licht da raus bekommt, dann hat man, wenn
man das schnell rekonstruieren kann, hat
315
00:24:12,559 --> 00:24:17,600
man die Möglichkeit, daraus tatsächlich
Dynamiken in der Biologie zu beobachten.
316
00:24:17,600 --> 00:24:22,909
Wenn ich 20.000 Bilder machen muss, dann
bin ich jetzt nicht so in einer Lage, sehr,
317
00:24:22,909 --> 00:24:28,490
sehr schnelle Prozesse zu beobachten. Aber
ich sag mal mit modernen CMOS-Kameras gibt
318
00:24:28,490 --> 00:24:32,029
es schon so die ersten Versuche, diese
Lokalisationsmikroskopie zu machen. Man
319
00:24:32,029 --> 00:24:37,070
nimmt in einem Burst 1000 Bilder auf und
rekonstruiert dann und dann hat man pro
320
00:24:37,070 --> 00:24:41,190
Sekunde vier Bilder. Damit kann man
- hochaufgelöste - , damit kann man schon
321
00:24:41,190 --> 00:24:45,990
anfangen, langsame Dynamiken sich
anzugucken. Aber ja. Im Prinzip sind diese
322
00:24:45,990 --> 00:24:50,269
Mikroskopietechniken, besonders die
Lokalisierungsmikroskopie: Man tauscht
323
00:24:50,269 --> 00:24:56,289
Auflösung gegen Zeit. Das heißt das, was
man im Raum besser auflöst, verliert man in
324
00:24:56,289 --> 00:25:01,690
der Messzeit. Also für so ein Zweifarbenbild,
was da so gedreht hat, das hat so zehn
325
00:25:01,690 --> 00:25:05,980
Minuten gebraucht, um das Bild zu machen.
326
00:25:05,980 --> 00:25:08,890
Herald: Okay, bitte hinten an der Vier.
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00:25:08,890 --> 00:25:12,190
Frage: Ich hab eine Frage. Wie willste
denn bei selbstgebauten Mikroskopen
328
00:25:12,190 --> 00:25:16,469
Reproduzierbarkeit von Ergebnissen machen?
329
00:25:16,469 --> 00:25:26,010
André: Man kann ja ... Eigentlich ist es so:
Selbst die kommerziell Gebauten sind jetzt
330
00:25:26,010 --> 00:25:31,050
ja nicht zwangsläufig das, was so ein
Standardgerät ist, ja? Also wenn ich da
331
00:25:31,050 --> 00:25:33,799
beim Selbstgebauten, okay, das hat
vielleicht eine Seriennummer,
332
00:25:33,799 --> 00:25:39,499
aber die ist dann 3. Aber ähm ...
333
00:25:39,499 --> 00:25:44,999
Frage: Du hast Optiken, die sind schon im
stärkeren Maße standardisiert, als wenn Du
334
00:25:44,999 --> 00:25:46,799
irgendwas selber zusammenklebst.
335
00:25:46,799 --> 00:25:50,879
André: Nee, also so selber zusammenklebst ...
Sagen wir es mal so: Warum diese Sachen,
336
00:25:50,879 --> 00:25:56,829
die ich da vorgestellt habe, immer noch so
im 20.000-Euro-Bereich liegen, ist: Man
337
00:25:56,829 --> 00:26:02,929
muss ein gutes Objektiv nehmen. Und da
nimmt man ein Standardobjektiv und das
338
00:26:02,929 --> 00:26:08,790
ist das Einzige daran, wo ’s dran hängt
und womit es steht und fällt. Und Kamera
339
00:26:08,790 --> 00:26:13,852
und alle Optik dazwischen und so, da hat
man, da benutzt man auch die sagen wir mal
340
00:26:13,852 --> 00:26:18,220
die normalen Fehlerstandards und dann legt
man natürlich erst mal, wenn man ein
341
00:26:18,220 --> 00:26:22,350
Mikroskop gebaut hat, charakterisiert man
seinen Aufbau, macht Testmessungen und
342
00:26:22,350 --> 00:26:27,309
dann funktioniert es. Dann sind die Dinger
reproduzierbar. Aber die liefern tatsächlich
343
00:26:27,309 --> 00:26:31,719
überraschend gute Ergebnisse. Also bei manchen
Sachen denkste so: Oh, zusammengebaut,
344
00:26:31,719 --> 00:26:37,399
dann gucken wir mal ... Hm! Ach, sieht ja
aus wie ein richtiges Mikroskop. Aber ist
345
00:26:37,399 --> 00:26:41,639
ja eigentlich auch ein richtiges Mikroskop.
Man darf nicht so viel Angst davor haben,
346
00:26:41,639 --> 00:26:45,859
irgendwie Sachen selber zu basteln.
Vernünftige Testmessungen, dann führt das
347
00:26:45,859 --> 00:26:49,510
auch zur Reproduzierbarkeit. Aber das gilt
auch für die kommerziellen Systeme: Wenn
348
00:26:49,510 --> 00:26:54,549
die nicht nachweisen, dass sie stabil
sind, dann ... schulterzuck
349
00:26:54,549 --> 00:26:56,109
Beantwortet das Deine Frage?
350
00:26:56,109 --> 00:26:58,519
Herald: Hier vorne in Blau.
351
00:26:58,519 --> 00:27:03,389
Frage: Es gibt da verschiedene Techniken,
wie schon versucht wurde, mit konventionellen
352
00:27:03,389 --> 00:27:08,799
Mikroskopen in Anführungsstrichen das
Auflösungslimit zu erhöhen. Emulsion oder
353
00:27:08,799 --> 00:27:12,309
andere Wellenlängen benutzen. Ich hab
gesehen, Ihr benutzt hauptsächlich ...
354
00:27:12,309 --> 00:27:18,440
Also war das tatsächlich grün oder war das
nur eingefärbt? Und gibt es da schon
355
00:27:18,440 --> 00:27:24,399
Versuche, das jetzt mit UV oder mit
vielleicht Extrem-UV zu machen und vielleicht
356
00:27:24,399 --> 00:27:27,959
auch mit Emulsionen, dass man dann halt
noch mal die Auflösung, also ich weiß
357
00:27:27,959 --> 00:27:34,090
nicht, was, womit diese 150 Nanometer
hinbekommen wurden. Ob Ihr da halt, ob es
358
00:27:34,090 --> 00:27:37,889
da auch in die Richtung Fortschritte gibt?
359
00:27:37,889 --> 00:27:42,259
André: Ähm die Wellenlänge hilft Dir
nicht wirklich viel. Also das so auf
360
00:27:42,259 --> 00:27:47,059
konventionelle Art und Weise zu machen.
Weil sagen wir mal: Wenn man jetzt überlegt,
361
00:27:47,059 --> 00:27:50,519
okay, ich könnte an der Wellenlänge
schrauben, damit ich eine bessere Auflösung
362
00:27:50,519 --> 00:27:55,879
habe. Weswegen will ich das tun? Damit ich
keine Zeit verschwende, wahrscheinlich.
363
00:27:55,879 --> 00:28:00,569
Also weil ich mir Leben angucken will.
Wenn ich mit harter UV-Strahlung auf lebende
364
00:28:00,569 --> 00:28:07,769
Zellen ... Das geht relativ nur einen
sehr kurzen Zeitraum gut. Beziehungsweise
365
00:28:07,769 --> 00:28:11,460
wenn eine Zelle in der Lage ist, relativ
schnell zu migrieren, dann läuft die vor
366
00:28:11,460 --> 00:28:12,649
dem Laser auch weg.
367
00:28:12,649 --> 00:28:14,249
Lachen
368
00:28:14,249 --> 00:28:18,200
Kein Witz! Also die kann
man jagen. Das ist ...
369
00:28:18,200 --> 00:28:19,730
Lachen
370
00:28:19,730 --> 00:28:21,750
Ey, wir müssen auch mal
Spaß im Labor haben!
371
00:28:21,750 --> 00:28:29,799
Lachen, Applaus
372
00:28:29,799 --> 00:28:36,239
Also Wellenlängenspielerei, da hilft jetzt
nichts zwangsläufig, weil bei SIM ist das
373
00:28:36,239 --> 00:28:42,759
so ein bisschen, dass man da gerne mal mit
405 Nanometer benutzt, das ist so der
374
00:28:42,759 --> 00:28:47,409
bestaufgelöste Kanal, wo man das Gitter am
engsten machen kann. Aber richtig in den
375
00:28:47,409 --> 00:28:51,270
UV-Bereich geht man jetzt nicht rein. Es
gibt für Standardmikroskope noch andere
376
00:28:51,270 --> 00:28:55,450
Ansätze, zum Beispiel Confocal- oder
Deconvolution-Mikroskopie, wo man dann
377
00:28:55,450 --> 00:29:00,259
halt im Nachheinein halt auch so ein paar
Sachen rausrechnet. Aber wenn man wirklich
378
00:29:00,259 --> 00:29:04,659
so auf diese Größen kommen will ... Bei
dieser 150-Nanometer-Kugel, bei diesem
379
00:29:04,659 --> 00:29:08,850
Vesikel, war’s halt so: Wenn man da genau
hinguckt, dann kann man auch sehen, das
380
00:29:08,850 --> 00:29:12,259
Ding ist hohl innen drin, das heißt ich
hab also Strukturen, die deutlich kleiner
381
00:29:12,259 --> 00:29:17,419
sind, die ich damit auflöse, und das
machen wir mit rotem Licht. Also wir haben
382
00:29:17,419 --> 00:29:24,039
das mit 643 Nanometer geimaget. Das heißt
also, da ist die Wellenlänge gar nicht so
383
00:29:24,039 --> 00:29:28,029
wichtig. Es geht darum, dass möglichst
viele Photonen rauskommen. Davon hängt in
384
00:29:28,029 --> 00:29:32,260
dem Fall unsere Auflösung ab.
385
00:29:32,260 --> 00:29:36,509
Herald: Okay. Letzte Frage aus dem
Internet. Der Signal Angel sitzt dort.
386
00:29:36,509 --> 00:29:41,389
Signal Angel: Das Internet hat die Frage
nach der Größe, die so ein Mikroskop für
387
00:29:41,389 --> 00:29:46,429
25 Nanometer Auflösung haben muss. Ich
würde das ganz gerne in eigener Sache
388
00:29:46,429 --> 00:29:49,550
erweiteren: Wie verhalten sich denn so
Größe und Komplexität zwischen den
389
00:29:49,550 --> 00:29:54,270
Kommerziellen und einem Selbstbau?
390
00:29:54,270 --> 00:30:00,019
André: Sagen wir’s mal so: Das sind so
zwei Seiten einer Medaille. Wenn ich ein
391
00:30:00,019 --> 00:30:04,669
kommmerzielles Mikroskop da stehen habe,
die verkaufen so ein Mikro ... die dürfen
392
00:30:04,669 --> 00:30:10,549
so ein Mikroskop gar nicht verkaufen, wenn
Du theoretisch in der Lage bist, durch die
393
00:30:10,549 --> 00:30:16,470
Okulare durchzugucken und drei Laser
anzumachen, die auf die Probe scheinen.
394
00:30:16,470 --> 00:30:22,471
Macht total Sinn, dass man das nicht darf,
ja? Weil ansonsten ... man hat da halt nur
395
00:30:22,471 --> 00:30:27,070
zwei Augen, die kann man, das ist so ein
bisschen kompliziert. Beziehungsweise man
396
00:30:27,070 --> 00:30:32,169
macht dann auch die Geräte etwas größer,
weil sie temperaturstabil sein sollen, weil
397
00:30:32,169 --> 00:30:36,059
es auch eine Wertigkeit haben soll, ja,
beziehungsweise man möchte in der Fertigung
398
00:30:36,059 --> 00:30:42,999
auch immer die Standardkästen benutzen. Bei
Eigenbaumikroskopen hab ich den Vorteil:
399
00:30:42,999 --> 00:30:47,190
Wofür brauch ich Okulare, wenn ich weiß,
ich will mit dem Ding nur Hochauflösung
400
00:30:47,190 --> 00:30:50,969
machen? Ich muss da gar nicht durchgucken,
ich hab meine Beleuchtung perfekt auf
401
00:30:50,969 --> 00:30:55,389
meine Kamera abgestellt, ich guck immer
auf den Monitor. Erstens Lasersicherheit
402
00:30:55,389 --> 00:30:59,570
total super, weil dann komm ich gar nicht
in die Versuchung, durchzugucken und mich
403
00:30:59,570 --> 00:31:02,740
Laserlicht auszusetzen. Dann seh ich’s
immer nur auf der Kamera. Aber
404
00:31:02,740 --> 00:31:07,200
dementsprechend sind die Philosophien, wie
man sowas selber baut und aufbaut,
405
00:31:07,200 --> 00:31:12,219
vollkommen andere. Man kann sich da irgendwo
in der Mitte annähern, aber tatsächlich das,
406
00:31:12,219 --> 00:31:18,360
woran man sehr viel Geld spart, sind so
große Verpackungen, sehr schwere stabile
407
00:31:18,360 --> 00:31:22,830
Stative, wo man dann viele Möglichkeiten
hat, Filter einzusetzen und so weiter und
408
00:31:22,830 --> 00:31:27,249
so fort. Wo man einfach nur einen Filter
reinklickt, den dreht, die Software erkennt
409
00:31:27,249 --> 00:31:32,440
den und dann klickt man auf drei Dinge ...
Bei einem Selbstgebauten ist es dann halt
410
00:31:32,440 --> 00:31:35,309
so, da muss man eine Schraube lösen, muss
den reinfummeln in eine Halterung, muss
411
00:31:35,309 --> 00:31:39,489
dann wieder gucken, ob der Strahlengang
passt und so. Das ist eventuell ein bisschen
412
00:31:39,489 --> 00:31:44,710
aufwendiger und nicht wirklich schön und
user-friendly. Aber da findet man immer
413
00:31:44,710 --> 00:31:53,179
Lösungen. Natürlich ist in diesen hohen
Kosten auch Maintenance und Wartung und
414
00:31:53,179 --> 00:31:56,690
so ein bisschen mit drin und natürlich hat
man da eine Garantie, die man beim
415
00:31:56,690 --> 00:32:03,799
Selbstbau nicht hat. Definitiv. Ändert
nichts an dem horrenden Preisunterschied.
416
00:32:03,799 --> 00:32:07,059
Herald: Okay. Ganz vielen Dank, André, für
Deinen tollen Vortrag. Wer sich für Physik
417
00:32:07,059 --> 00:32:12,139
interessiert: Es geht hier gleich auch
weiter mit dem CERN und Big Data, Physics
418
00:32:12,139 --> 00:32:15,550
und Computing. Noch mal einen
großen Applaus für Dich.
419
00:32:15,550 --> 00:32:24,409
Applaus
420
00:32:24,409 --> 00:32:29,981
Abspannmusik
421
00:32:29,981 --> 00:32:49,000
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