WEBVTT
00:00:00.000 --> 00:00:13.500
33C3 Vorspannmusik
00:00:13.500 --> 00:00:18.010
Herald: Ich begrüße jetzt André Lampe.
00:00:18.010 --> 00:00:23.730
Applaus
00:00:23.730 --> 00:00:27.540
Er ist Laserphysiker, was ziemlich
großartig klingt, Wissenschaftskommunikator
00:00:27.540 --> 00:00:32.080
und erfolgreicher Science-Slammer. Und er
guckt heute mit uns auf die kleinen Dinge
00:00:32.080 --> 00:00:36.500
im Leben. Und obwohl es ein sehr großes
Bild ist, ist es nicht Big Picture,
00:00:36.500 --> 00:00:41.450
sondern Hochauflösungsmikroskopie. Es
geht um Bilder, Messergebnisse und wie sie
00:00:41.450 --> 00:00:47.460
zusammenhängen. Und wie unser Denken
eigentlich von Wahrnehmungen geprägt wird.
00:00:47.460 --> 00:00:50.469
Eine große Runde Applaus und los gehts!
00:00:50.469 --> 00:00:51.959
Applaus
00:00:51.959 --> 00:00:58.379
André Lampe: Dankeschön. Ja schönen
guten Morgen. Fangen wir direkt mal an.
00:00:58.379 --> 00:01:03.870
Erst mal zu mir: Warum stehe ich hier
überhaupt? Ich bin Physiker, der in die
00:01:03.870 --> 00:01:08.430
Biochemie gewechselt ist, um ein Mikroskop
zu bauen. Das habe ich neulich mal einer
00:01:08.430 --> 00:01:12.580
Comiczeichnerin erzählt und das hat
irgendwie eine halbe Stunde gedauert, was
00:01:12.580 --> 00:01:15.020
ich jetzt gerade in einem Satz
zusammengefasst habe. Und dabei ist dieses
00:01:15.020 --> 00:01:19.320
Bild entstanden. Das ist eine ganz, ganz
tolle Künstlerin, folgt Ihr auf Twitter
00:01:19.320 --> 00:01:22.310
und ich bedanke mich noch mal recht
herzlich für dieses großartige Bild, was
00:01:22.310 --> 00:01:26.340
sie gemacht hat. Ja also ich habe in der
Physik angefangen und habe dann irgendwie
00:01:26.340 --> 00:01:32.240
meinen Weg in die Biochemie gefunden und
angefangen, Mikroskope zu bauen. Der Talk
00:01:32.240 --> 00:01:36.200
heißt: "Es geht um die kleinen Dinge" und
jetzt gucken wir uns erst mal an, welche
00:01:36.200 --> 00:01:41.739
kleinen Dinge ich meine. Hier habe ich mal
ein Centstück mitgebracht. Und da drauf
00:01:41.739 --> 00:01:44.540
kann man so erkennen, da habe ich ein
kleines Stück Glas drauf gelegt, ein
00:01:44.540 --> 00:01:47.960
Deckgläschen, auf dem Zellen angewachsen
sind. Das können wir so noch nicht
00:01:47.960 --> 00:01:51.700
erkennen, einfach so mit einer Kamera
fotografiert, da müssen wir schon unser
00:01:51.700 --> 00:01:57.140
erstes Mikroskop hernehmen und das wäre
ein Phasenkontrast-Mikroskop, und da sieht
00:01:57.140 --> 00:02:02.689
das erste Bild so aus. Da kann man so ein
bisschen auf der rechten Seite erkennen:
00:02:02.689 --> 00:02:06.199
Ja, da sind irgendwelche kleinen Flecken.
Links kann man noch die Rundung von dem
00:02:06.199 --> 00:02:10.059
Centstück erkennen. Damit man so ein
Gefühl für die Größe bekommt. Wenn ich
00:02:10.059 --> 00:02:13.375
da jetzt weiter reinzoome, mit 20-facher
Vergrößerung, da kann man schon ein
00:02:13.375 --> 00:02:17.790
bisschen mehr von den Zellen sehen, und
bei 40-facher Vergrößerung kann man
00:02:17.790 --> 00:02:23.050
tatsächlich die Kerne erkennen und auch
ein bisschen was von der Zellperipherie.
00:02:23.050 --> 00:02:25.769
Wenn man jetzt mehr Details erkennen
möchte, dann kann man nicht mehr
00:02:25.769 --> 00:02:29.690
Phasenkontrast-Mikroskopie machen, da muss
man Fluoreszenz machen. Man färbt Dinge
00:02:29.690 --> 00:02:33.850
in der Zelle an, beleuchtet sie dann,
nimmt dieses Licht auf und kann dann halt
00:02:33.850 --> 00:02:38.000
verschiedene Strukturen in der Zelle
farbig darstellen. Und wir bleiben bei
00:02:38.000 --> 00:02:43.410
derselben Vergrößerung wie bei der
40-fachen Phasenkontrast-Mikroskopie und
00:02:43.410 --> 00:02:48.470
wechseln zur Fluoreszenz. Und da fängt es
dann irgendwie an, wirklich schöne Bilder
00:02:48.470 --> 00:02:54.480
zu liefern, weswegen ich auch irgendwie
dieses Feld sehr, sehr liebe. Und wenn wir
00:02:54.480 --> 00:02:59.510
da jetzt in so eine Zelle noch mal ein
Stück weiter reinzoomen, links bisschen
00:02:59.510 --> 00:03:03.760
Übersichtsbild und rechts schon eine
Teilansicht von einer Zelle. Dann kann
00:03:03.760 --> 00:03:07.780
man irgendwie sehen, ja, okay, da ist
eine Menge los in so welchen Dingern. Und
00:03:07.780 --> 00:03:13.320
wenn ich da jetzt noch weiter reingehe,
und zwar so weit, dass ich wirklich nur
00:03:13.320 --> 00:03:18.980
interne Zellstrukturen mir angucke, dann
wird's irgendwie.. hmmm.. verschwommene
00:03:18.980 --> 00:03:24.010
Spaghetti. Bevor ich erkläre, warum die
verschwommen sind: Was sind das überhaupt
00:03:24.010 --> 00:03:28.420
für Spaghetti? Das, was ich da angefärbt
habe, sind Mikrotubuli. Die sind ein
00:03:28.420 --> 00:03:33.870
wichtiger Teil vom Zytoskelett, also vom
Skelett der Zelle, damit sie ihre Form
00:03:33.870 --> 00:03:38.560
bewahren kann. Und die sind aus Proteinen
aufgebaut, das ist so ein Ring aus 13
00:03:38.560 --> 00:03:41.490
Unterstrukturen, die wie so eine
Wendeltreppe nach oben gehen. Und der
00:03:41.490 --> 00:03:46.919
Durchmesser von den Dingern ist 25
Nanometer. Jetzt kann man allerdings auf
00:03:46.919 --> 00:03:51.500
so einem Mikroskopiebild, was auf der
rechten Seite ist, erkennen: Ja, wirklich
00:03:51.500 --> 00:03:57.490
25 Nanometer sind die nicht, wenn man sich
den Messbalken, den Scale Bar, anguckt,
00:03:57.490 --> 00:04:01.880
der ist 1 Mikrometer, das passt irgendwie
nicht. Die sind deutlich dicker auf dem
00:04:01.880 --> 00:04:05.980
Mikroskop dargestellt. Und das liegt
leider nicht irgendwie an einem Mangel an
00:04:05.980 --> 00:04:11.530
Vergrößerung oder so, sondern da spielt
uns die Physik ein Schnüppchen. Verdammte
00:04:11.530 --> 00:04:15.810
Physik! Der ein oder andere hat vielleicht
schon mal von einer Beugungsgrenze
00:04:15.810 --> 00:04:23.280
gehört. Die hat Ernst Abbe ausgetüftelt,
1873, wenn mich nicht alles täuscht. Aber
00:04:23.280 --> 00:04:27.040
viel wichtiger für die
Fluoreszenzmikroskopie ist der junge Mann
00:04:27.040 --> 00:04:33.820
da oben: Das ist Baron Rayleigh. Äh,
Baron Rayleigh ... ja, ich glaube schon.
00:04:33.820 --> 00:04:37.170
Er hat auf jeden Fall sich das
Rayleigh-Kriterium ausgedacht und das war
00:04:37.170 --> 00:04:41.720
ein Kriterium, wann man zwei punktförmige
Lichtquellen noch so gerade voneinander
00:04:41.720 --> 00:04:47.270
trennen kann, was der minimale Abstand
ist. Und der ist für
00:04:47.270 --> 00:04:51.210
Fluoreszenzmikroskopie, weil die ganzen
Farbstoffe, die wir benutzen, die uns
00:04:51.210 --> 00:04:54.650
unsere schönen bunten Markierungen
machen, sind quasi punktförmige
00:04:54.650 --> 00:04:59.640
Lichtquellen. Das ist bei uns 250
Nanometer. Kleiner können wir keine
00:04:59.640 --> 00:05:03.880
Strukturen auflösen. Leider. Auf jeden
Fall nicht mit normaler
00:05:03.880 --> 00:05:07.600
Fluoreszenzmikroskopie. Man kann diese
Beugungsgrenze jetzt allerdings ein
00:05:07.600 --> 00:05:12.450
bisschen austricksen. Da gibt es viele
Ansätze für, aber there is no free
00:05:12.450 --> 00:05:17.080
lunch. Das heißt, man handelt sich andere
Probleme ein, wenn man die Beugungsgrenze
00:05:17.080 --> 00:05:21.190
austrickst. Drei hab ich mal mitgebracht:
Das eine ist die strukturierte Beleuchtung
00:05:21.190 --> 00:05:25.730
oder Structured Illumination Microscopy,
kurz SIM. Dann Stimulierte
00:05:25.730 --> 00:05:32.280
Emissionsverarmung, STED. Und
Einzelmokül-Lokalisationstechniken, für
00:05:32.280 --> 00:05:35.440
die letzten beiden, stimulierte
Emissionsverarmung und
00:05:35.440 --> 00:05:41.100
Einzelmolekkül-Lokalisationstechniken,
gab es 2014 den Nobelpreis in Chemie. Für
00:05:41.100 --> 00:05:45.170
die strukturierte Beleuchtung leider
nicht. Was dahinter steckt, wie die die
00:05:45.170 --> 00:05:49.400
Beugungsgrenze austricksen, das sind sehr
unterschiedliche Herangehensweisen. SIM
00:05:49.400 --> 00:05:54.640
macht das mit Fourier-Transformationen,
STED schafft das mit Lasertechnik, das
00:05:54.640 --> 00:05:58.930
heißt, die machen direkt etwas mit dem
Licht, was auf die Probe fällt. Und bei
00:05:58.930 --> 00:06:04.120
der Lokalisationsmikroskopie, da wird das
über massenhaftes Anfitten von einzelnen
00:06:04.120 --> 00:06:10.190
Signalen gemacht. Deswegen: STED ist eine
total faszinierende Technik, aber ein
00:06:10.190 --> 00:06:13.800
bisschen langweilig für unseren
Kontext hier, weil SIM und die
00:06:13.800 --> 00:06:18.300
Lokalisationsmikroskopie braucht sehr viel
Rechenleistung und gute Programme, die
00:06:18.300 --> 00:06:24.700
dahinter stecken und darüber möchte ich
heute sprechen. Und ich fange mit SIM an.
00:06:24.700 --> 00:06:30.240
Erst mal die Strukturierte Beleuchtung
funktioniert auf, basierend auf dem
00:06:30.240 --> 00:06:35.810
Moiré-Effekt oder Moiré-Pattern. Da
links kann man sehen, wenn man zwei Gitter
00:06:35.810 --> 00:06:40.510
hat und die nebeneinander verschiebt, dann
entstehen lustige Muster. Das kennt man
00:06:40.510 --> 00:06:43.050
vielleicht auch von einer Autobahn, wenn
man unter einer Autobahnbrücke
00:06:43.050 --> 00:06:46.510
langfährt und sich die beiden Geländer
gegeneinander verschieben. Dann entstehen
00:06:46.510 --> 00:06:50.560
auch solche interessanten Muster. Wer
jetzt auf der rechten Seite noch nicht so
00:06:50.560 --> 00:06:56.980
richtig viel erkennt, fangt mal an, Euren
Kopf zu schütteln. Kann man da was
00:06:56.980 --> 00:07:02.060
erkennen? Ich hoffe schon, ich hab da oben
noch was Kleines: Man sollte einen Mensch
00:07:02.060 --> 00:07:09.150
in einem roten Hoodie sehen. Das basiert
auch auf diesem Moiré-Effekt. Das
00:07:09.150 --> 00:07:11.970
irritiert so. Schüttelt Ihr den
Kopf oder seht Ihr nichts?
00:07:11.970 --> 00:07:13.990
Lachen
00:07:13.990 --> 00:07:20.750
Ja, sehr schön! Okay. Das hat also
funktioniert. Also man kann mit diesen
00:07:20.750 --> 00:07:24.190
Moiré-Pattern tatsächlich verborgene
Dinge sichtbar machen. Und das benutzen
00:07:24.190 --> 00:07:30.160
wir auch in der Mikroskopie. Wir nehmen
ein Gitter und beleuchten damit quasi.
00:07:30.160 --> 00:07:33.860
Also wir projizieren ein Gitter mit
unserem Anregungslicht in unsere Probe
00:07:33.860 --> 00:07:40.130
rein, verschieben dieses Gitter, drehen es
um 60°, verschieben es noch ein paar Mal,
00:07:40.130 --> 00:07:45.160
drehen es wieder um 60° und daraus machen
wir Fourier-Transformationen, aus diesen
00:07:45.160 --> 00:07:49.490
Rohdaten. Die sehen dann so pillenförmig
aus. Wenn man die alle übereinander legt,
00:07:49.490 --> 00:07:53.350
dann entsteht so eine schöne Blume.
Da fragt man sich jetzt:
00:07:53.350 --> 00:07:57.720
Fourier-Transformation? Hä? Also das ist
einfach nur eine Transformation vom Bild-
00:07:57.720 --> 00:08:02.200
in den Frequenzraum. Das heißt, außen
liegen die kleinen Frequenzen, die kleinen
00:08:02.200 --> 00:08:04.850
Bildunterschiede, kleine
Helligkeitsunterschiede, und in der Mitte
00:08:04.850 --> 00:08:09.190
die großen. Und was hier jetzt dabei
rauskommt, sind die lustigen
00:08:09.190 --> 00:08:12.880
Blütenblätter außen. In der Mitte
dieser Kreis, das wäre ein normales
00:08:12.880 --> 00:08:17.460
Mikroskopiebild. Und SIM, diese
Verschiebung und Rotation, führen dazu,
00:08:17.460 --> 00:08:21.640
dass wir außen ein bisschen mehr
Informationen aus dem Bild herauskriegen.
00:08:21.640 --> 00:08:27.460
Und dann wird mit dieser Technik das
Ergebnis daraus. Und da kann man schon
00:08:27.460 --> 00:08:30.960
ziemlich deutlich sehen, dass da
tatsächlich mehr Informationen aus so
00:08:30.960 --> 00:08:34.179
einem Bild herausgezogen wurden. Einfach
nur, weil wir ein paar Mal hin- und
00:08:34.179 --> 00:08:38.510
hergeschoben haben und rotiert haben, also
mehrere Bilder aufgenommen haben als nur
00:08:38.510 --> 00:08:42.950
eins. Jetzt hab ich da noch ... Ach ja,
genau ... Wie es funktioniert. Wir nehmen
00:08:42.950 --> 00:08:47.480
Rohdaten, diese Verschiebungen und
Rotationen, und stecken das in eine
00:08:47.480 --> 00:08:54.050
Software rein. Hier zum Beispiel FairSIM.
Das ist eine offene, freie Software, wer
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,
00:08:58.480 --> 00:09:03.760
mit dem ich studiert hab an der Uni
Bielefeld ... ja ... Ah, keine Reaktion.
00:09:03.760 --> 00:09:04.870
Ist ja noch früh.
00:09:04.870 --> 00:09:06.750
Gelächter
00:09:06.750 --> 00:09:11.700
Die haben eine freie Software geschrieben
und es gibt für SIM, gibt es größtenteils
00:09:11.700 --> 00:09:15.950
nur Software von Mikroskopieherstellern,
die das mit ihrem Gerät verkaufen, ja.
00:09:15.950 --> 00:09:20.780
„Hier.“ Und dann ist das eine Black Box.
Und die haben jetzt sich das mal
00:09:20.780 --> 00:09:25.250
vorgeknöpft und eine offene Software
daraus gemacht, die, wenn jetzt dann
00:09:25.250 --> 00:09:29.320
demnächst, im Februar glaube ich, das
nächste Paper raus kommt, was auch Open
00:09:29.320 --> 00:09:34.620
Access sein wird, wo sie auf GPUs rechnen,
werden sie jede kommerziell verfügbare
00:09:34.620 --> 00:09:37.600
Software schlagen.
Was ich irgendwie sehr gut finde.
00:09:37.600 --> 00:09:43.000
Applaus
00:09:43.000 --> 00:09:51.400
Und zwar kommerzielle Software braucht für
ein Bild zwei Minuten; die: 30 Millisekunden.
00:09:51.400 --> 00:09:52.790
Applaus
00:09:52.790 --> 00:09:59.111
Das ... Genau. Was das Schöne an dieser
Technik ist aber auch: Man kann die
00:09:59.111 --> 00:10:02.940
Rohdaten nehmen und vielleicht kommt
irgendwer darauf: Ey, wir könnten das
00:10:02.940 --> 00:10:06.000
vielleicht noch viel besser machen.
Vielleicht ist dieses Gitter nicht eine
00:10:06.000 --> 00:10:09.291
perfekte Sinuswelle und wir haben eine
Korrektur dafür gebastelt und dann haben
00:10:09.291 --> 00:10:12.460
wir eine bessere Software, eine andere
Software, in die wir das noch mal
00:10:12.460 --> 00:10:17.590
reinstecken können und dann wird unser
Bild noch besser. Rohdaten sind geil! Wenn
00:10:17.590 --> 00:10:22.050
Ihr eins mitnehmt, dann nehmt „Rohdaten
sind geil“ mit, okay? Ich hab hier noch
00:10:22.050 --> 00:10:27.399
mal ein kleines Beispiel mitgebracht.
Das ist eine SIM-Aufnahme und
00:10:27.399 --> 00:10:32.490
Lokalisationsmikroskopieaufnahmen von
Leberzellen. Und tatsächlich wurde
00:10:32.490 --> 00:10:36.610
festgestellt, dass man in der Diagnostik,
also tatsächlich auf der Anwendungsseite,
00:10:36.610 --> 00:10:39.611
da wo es relativ schnell gehen muss,
tatsächlich einen Vorteil mit
00:10:39.611 --> 00:10:44.930
Hochauflösung hat für bestimmte
Krankheiten, weil die Poren in Leberzellen
00:10:44.930 --> 00:10:48.310
die perfekte Größe haben, um das mit
Hochauflösung zu untersuchen, wo man
00:10:48.310 --> 00:10:53.160
sonst längere Laborarbeit tun musste. Das
ist aus einem Paper, was auch Open Access
00:10:53.160 --> 00:10:58.770
ist, das Video könnt Ihr Euch auch online
angucken. Tut das doch mal. Von meiner
00:10:58.770 --> 00:11:04.950
lieben Kollegin Viola Mönkemöller.
Genau. So, jetzt gehts weiter zu der
00:11:04.950 --> 00:11:08.810
Lokalisationsmikroskopie. Da hab ich drauf
gearbeitet, da hab ich meine Doktorarbeit
00:11:08.810 --> 00:11:13.370
drin geschrieben. Die Technik heißt
Direct Stochastic Optical Reconstruction
00:11:13.370 --> 00:11:19.210
Microscopy. Oder kurz: dSTORM. Find ich
schön! Und es geht im Prinzip um Blinken.
00:11:19.210 --> 00:11:22.480
Wir schütten eine Chemikalie drauf, also
photochemisch klären wir das, dass die
00:11:22.480 --> 00:11:25.920
ganzen Farbstoffe, die sich auf den
Strukturen befinden, keine Lust mehr
00:11:25.920 --> 00:11:33.140
haben. Einer von 2000 ist mal an. Aber die
meisten sind in einem Aus-Zustand. Und
00:11:33.140 --> 00:11:37.720
wenn man sich das dann auf einem Mikroskop
anguckt, dann sieht das so aus. Am Anfang
00:11:37.720 --> 00:11:40.570
dreh ich den Laser ein bisschen auf, also
dafür brauch ich dann tatsächlich auch
00:11:40.570 --> 00:11:45.070
einen Laser. Und dann gehen langsam alle
aus. Und dann fängt so einzelnes Blinken
00:11:45.070 --> 00:11:51.210
an. Und diese Signale sind tatsächlich
Signale von einzelnen Molekülen. Die so
00:11:51.210 --> 00:11:56.550
punktförmig sind. Und wenn ich diese
Signale jetzt aufzeichne, so 10-20000
00:11:56.550 --> 00:12:03.140
Bilder nehm ich davon, als Rohdaten. Und
dann wird aus so einem verschwommenen
00:12:03.140 --> 00:12:08.060
Bildchen da so ein Bild, wenn ich das in
die richtige Software, RapidSTORM oder
00:12:08.060 --> 00:12:12.290
ThunderSTORM, sehr kreative Namen,
übrigens auch freie Software, kann man
00:12:12.290 --> 00:12:17.230
sich runterladen, einfach nach googlen mit
Lokalisationssoftware hinten dran, weil
00:12:17.230 --> 00:12:22.290
ThunderSTORM, da kommt man auf andere
Suchergebnisse, hab ich festgestellt. Aber
00:12:22.290 --> 00:12:26.290
auf jeden Fall kann man, wenn man das
rekonstruiert, so wie hier, dann erkennen:
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
00:12:30.530 --> 00:12:36.370
auswertet, man kann die tatsächlich
auseinanderhalten. Was den Biologen in mir
00:12:36.370 --> 00:12:40.000
sehr, sehr gefreut hat. Aber was auch
irgendwie ... naja ... ist ziemlich
00:12:40.000 --> 00:12:43.630
deutlich, dass das eine Auflösungs-
verbesserung ist. Wie das Ganze
00:12:43.630 --> 00:12:48.149
funktioniert, habe ich mal ... herzlichen
Dank an Ricardo Henriques, der dieses
00:12:48.149 --> 00:12:52.470
tolle Video zusammengeklöppelt hat. Wenn
man das Blinken vom Eiffelturm aufzeichnet
00:12:52.470 --> 00:12:56.430
mit sehr, sehr vielen Bildern, dann fängt
man an, erst mal quasi die Signale
00:12:56.430 --> 00:13:01.480
zusammenzusuchen, genau so ist es auch in
der Zelle, und dann rekonstruiert man das
00:13:01.480 --> 00:13:06.120
Bild Pünktchen für Pünktchen für
Pünktchen. Diese gefundenen Signale sind
00:13:06.120 --> 00:13:10.160
immer noch beugungsbegrenzt, also
verschmiert und unscharf. Aber wenn man
00:13:10.160 --> 00:13:14.240
das so einzeln macht, weiß man, dass es
eine Punktquelle ist und dann hängt die
00:13:14.240 --> 00:13:18.170
Auflösung nur noch von der Anzahl der
Photonen ab und nicht mehr von den
00:13:18.170 --> 00:13:22.020
Begrenzungen, die wir mit unserer Optik
haben. Und deswegen wird dadurch die
00:13:22.020 --> 00:13:27.260
Auflösung deutlich besser. Wenn man mehr
Farben machen will, dann hat man auch ein
00:13:27.260 --> 00:13:31.640
bisschen Probleme damit. Also wir
bleiben thematisch auch in Frankreich.
00:13:31.640 --> 00:13:35.490
Chromatische Abberation führt dazu, dass
man so eine Verschmierung hat. Wenn man
00:13:35.490 --> 00:13:39.870
einen weißen Lichtstrahl nimmt, dann wird
der von rot über weiß nach blau
00:13:39.870 --> 00:13:43.190
verschmiert. Das nennt man chromatische
Abberation. Das muss man normalerweise
00:13:43.190 --> 00:13:47.500
korrigieren. Mit Registrierung. Das heißt
also, man nimmt die beiden Bilder und
00:13:47.500 --> 00:13:51.430
versucht sie wieder übereinander zu
legen. Aber so eine Registrierung ist
00:13:51.430 --> 00:13:55.550
niemals perfekt und man baut dabei Fehler
ein. Ich hab in meiner Doktorarbeit eine
00:13:55.550 --> 00:14:00.779
Technik entwickelt, die haben wir Spectral
Demixing dSTORM genannt oder SD-dSTORM, da
00:14:00.779 --> 00:14:03.600
hab ich jetzt leider keine Zeit zu, genau
zu erklären, wie das geht. Aber wir
00:14:03.600 --> 00:14:08.010
machen Farbe aus Rohdaten. Das kann man
sich auch angucken, wie die Software
00:14:08.010 --> 00:14:15.850
funktioniert. Rohdaten sind geil, ja? Noch
mal! Und hier hab ich dann noch mal ein
00:14:15.850 --> 00:14:20.240
paar Beispiele davon mitgebracht, wie das
dann aussieht. Wir können damit nicht nur
00:14:20.240 --> 00:14:24.650
zwei Farben, sondern auch
3D-Rekonstruktion machen. Das sieht jetzt
00:14:24.650 --> 00:14:28.400
alles so ein bisschen zusammengeklöppelt
aus, so ein bisschen verpixelt. Aber
00:14:28.400 --> 00:14:33.790
tatsächlich sind wir in einer so hohen
Auflösung, das glaubt man fast nicht. Und
00:14:33.790 --> 00:14:37.870
da Ihr mir das fast nicht glaubt, will ich
Euch mal einen kleinen Größenvergleich
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
00:14:41.800 --> 00:14:45.760
mitgenommen. Und dieses Vesikel, diese
kleine Kugel, die ich eben auf der rechten
00:14:45.760 --> 00:14:50.500
Seite hatte, die hat einen Durchmesser von
150 Nanometer, was wirklich nicht viel
00:14:50.500 --> 00:14:56.640
ist. Und so ein Centstück hat einen
Durchmesser von 15 Millimeter. Wenn wir
00:14:56.640 --> 00:15:00.360
uns jetzt mal vorstellen, dass so ein
Vesikel, 150 Nanometer, eigentlich ein
00:15:00.360 --> 00:15:05.540
Stecknadelkopf ist, der 3 Millimeter
Durchmesser hat, dann müsste zum
00:15:05.540 --> 00:15:11.619
Vergleich das Centstück eine Größe von
300 Meter haben oder drei Fußballfelder.
00:15:11.619 --> 00:15:16.640
Und zur Erinnerung von einem Bild vom
Anfang: Diese Stecknadelköpfe oder
00:15:16.640 --> 00:15:21.370
Vesikel wären diese grünen, ver-
schwommenen Pünktchen, die man am
00:15:21.370 --> 00:15:24.720
Anfang in der normalen Fluoreszenz-
mikroskopie gesehen hat. Das
00:15:24.720 --> 00:15:30.100
heißt, wir sind schon echt ziemlich gut
dabei, mehr Details aus diesen Messdaten
00:15:30.100 --> 00:15:34.590
rauszuholen. Das führt dazu, dass es
wahrscheinlich eine gute Idee ist,
00:15:34.590 --> 00:15:39.511
Mikroskope selber zu bauen. Weil so ‘n
Spectral Demixing dSTORM, SD-dSTORM, gab
00:15:39.511 --> 00:15:42.770
es nicht. Hier hab ich mal ein Timelapse
mitgebracht, wie wir unser tolles
00:15:42.770 --> 00:15:46.810
Mikroskop, was wir zusammengebastelt
haben, gerade umziehen in einen neuen
00:15:46.810 --> 00:15:52.020
Raum. Manche Leute sagen, besonders so in
den Lebenswissenschaften: „Do it
00:15:52.020 --> 00:15:56.540
yourself, Hacking, Tinkering, DIYbio
tut erschrocken
00:15:56.540 --> 00:16:00.420
das macht man doch nicht! Habt Ihr nicht
genug Geld, dass Ihr Euch das bestellen
00:16:00.420 --> 00:16:08.010
könnt?“ Und ich sag: Basteln ist
Wissenschaft! Und Wissenschaft ist Basteln!
00:16:08.010 --> 00:16:13.020
Applaus
00:16:13.020 --> 00:16:16.260
Das gehört dazu! Sonst gibt's keinen
Fortschritt oder sonst hätten wir diese
00:16:16.260 --> 00:16:21.829
tollen Techniken nicht. Viele dieser Dinge
sind 2006 bis 2008 überhaupt erst
00:16:21.829 --> 00:16:25.360
erfunden worden, weil es ein paar
bekloppte Physiker gab, die mit Biologen
00:16:25.360 --> 00:16:28.280
sich zusammengetan haben und überlegt
haben: Hey, wie können wir die Auflösung
00:16:28.280 --> 00:16:33.850
besser machen? Also ich kann das nicht
verstehen und jeder, der das denkt, sollte
00:16:33.850 --> 00:16:38.830
vielleicht noch mal kurz drüber nach-
denken und mir jetzt weiter zuhören.
00:16:38.830 --> 00:16:43.320
Dieses Mikroskop-selber-Basteln
funktioniert, weil es da auch eine offene
00:16:43.320 --> 00:16:48.000
Softwarelösung gibt, nämlich µManager,
basiert auf ImageJ, ist nicht wirklich
00:16:48.000 --> 00:16:51.960
wichtig, was ImageJ ist, ist eine tolle
Sache, die Biologen gerne benutzen für
00:16:51.960 --> 00:16:56.550
Bildauswertung. Aber µManager ist
großartig. Damit kann man wirklich die
00:16:56.550 --> 00:17:02.200
modernsten Mikroskope steuern, unser
SD-dSTORM hat zwanzig Geräte von 12
00:17:02.200 --> 00:17:06.949
verschiedenen Herstellern, die laufen alle
über diese Software. Die wurden da
00:17:06.949 --> 00:17:10.630
erkannt, wenn irgendjemand ein neues
Gerät hat und sagt, ah da gibt’s keinen
00:17:10.630 --> 00:17:15.409
Treiber für, dann schreibt er den, knallt
das in die µManager- Community und dann
00:17:15.409 --> 00:17:19.858
können das alle benutzen. Also
großartig. Aber was auch cool ist: Dieses
00:17:19.858 --> 00:17:25.449
Bild hier, das ist ein Bild von meinem
12-Euro-Mikroskop, was ich hier auch
00:17:25.449 --> 00:17:30.669
mitgebracht habe. Das heißt, die
Software, die die modernsten Mikroskope
00:17:30.669 --> 00:17:34.730
ansteuern kann, kann auch das
12-Euro-Teil, was man bei dem
00:17:34.730 --> 00:17:38.549
Onlineversandhändler seines Vertrauens
bestellt, ansteuern und damit tolle Sachen
00:17:38.549 --> 00:17:41.980
machen. Übrigens Arduino auch. Also wenn
man sich seinen eigenen Mikroskoptisch
00:17:41.980 --> 00:17:47.480
basteln will: geht! Guckt Euch das Ding
an. Es gibt so ein paar Leute, die
00:17:47.480 --> 00:17:51.280
dachten: Hey, Selber bauen, das können wir
doch auf die Spitze treiben! Ein Artikel
00:17:51.280 --> 00:17:57.450
wäre: A Blueprint For Cost-Efficient
Localisation Microscopy. Und wenn man sich
00:17:57.450 --> 00:18:01.360
das anguckt, so Lokalisationsmikroskope
kriegt man von einem kommerziellen
00:18:01.360 --> 00:18:06.559
Hersteller für 800.000 Euro. Die können
dann zwei Farben und 25 Nanometer
00:18:06.559 --> 00:18:14.279
Auflösung. Man kann das auch bauen für
20.000 mit zwei Farben, mit 40 Nanometer.
00:18:14.279 --> 00:18:18.210
Und es ist wichtig, dass wir solche
Überlegungen machen. Weil unsere Unis
00:18:18.210 --> 00:18:22.009
können dann sagen: Hey, wir können
Sachen von der Forschungsgrenze auch schon
00:18:22.009 --> 00:18:25.519
Leuten im Studium anbieten, dass sie da
mal einen Praktikumsversuch dran machen
00:18:25.519 --> 00:18:28.929
können. Aber was das heißt für Zweit-
oder Drittweltländer, wo es vielleicht
00:18:28.929 --> 00:18:33.490
auch mal eine Universität irgendwo gibt,
die Forschung machen wollen, ich glaub,
00:18:33.490 --> 00:18:36.519
ich muss das nicht weiter unterstreichen,
wenn man sich die Zahlen anguckt. Dasselbe
00:18:36.519 --> 00:18:44.070
gilt auch für SIM. FairSIM habe ich eben
schon drüber gesprochen, FastSIM ist so
00:18:44.070 --> 00:18:48.169
eine Idee, wie man relativ günstig auch
ein Structured Illumation Microscope
00:18:48.169 --> 00:18:53.080
aufbaut. Da hat man dann so, wenn man sich
das Kommerzielle anguckt, die kosten
00:18:53.080 --> 00:18:57.450
ungefähr eine Million, so ein
kommerzielles SIM-Mikroskop, kann vier
00:18:57.450 --> 00:19:03.149
Farben, braucht für eine
Bildrekonstruktion zwei Minuten. Oder man
00:19:03.149 --> 00:19:07.559
nimmt die offene, freie Software und kauft
sich seine Teile selber zusammen mit nicht
00:19:07.559 --> 00:19:12.560
ganz so, ist halt nicht ganz so schön und
mit abwischbaren Oberflächen und so
00:19:12.560 --> 00:19:18.029
weiter, ja? Aber deutlich günstiger, 25
Kilo-Euro, drei Farben und 30
00:19:18.029 --> 00:19:21.050
Millisekunden mit FairSIM,
was ich großartig finde.
00:19:21.050 --> 00:19:26.359
Applaus
00:19:26.359 --> 00:19:30.730
Der Applaus für alle Leute, die in diesem
Gebiet arbeiten. Also ich geb das total
00:19:30.730 --> 00:19:34.600
gerne weiter. Ich treffe die auch bald
wieder in zwei, drei Wochen. Wenn sie
00:19:34.600 --> 00:19:40.429
nicht auch gerade zugucken. Hallo! Warum
spielen so wenige mit Mikroskopen? Wenn
00:19:40.429 --> 00:19:43.780
man in Lebenswissenschaften unterwegs ist,
also die Menschen, die in den
00:19:43.780 --> 00:19:47.019
Lebenswissenschaften forschen, kümmern
sich meistens erst um ihr Experiment, ihre
00:19:47.019 --> 00:19:53.480
Probe, um das Stück kleine Leben, die
Zellkultur, Zelle, die man da hat, die man
00:19:53.480 --> 00:19:58.429
drei Wochen hegt und pflegt, bis man damit
ein Experiment macht. Da hat man irgendwie
00:19:58.429 --> 00:20:01.929
den Kopf voll. Manchmal hat man auch
ganz andere Ideen, die gar nichts mit
00:20:01.929 --> 00:20:05.480
Bildauswertung oder mit Mikroskopen zu tun
haben. Zum Beispiel sich eine Banane in
00:20:05.480 --> 00:20:12.019
den Kopf zu stecken oder so. Das
funktioniert alles etwas langsamer. Dieser
00:20:12.019 --> 00:20:16.960
ganze Gedanke von Open Data, Open Source,
dass wir die Software frei zugänglich
00:20:16.960 --> 00:20:22.980
machen. Aber ich merke immer mehr, dass es
anders eigentlich nicht geht. Und was ich
00:20:22.980 --> 00:20:25.290
erzählen will, ist: Es geht hier weniger
um Bilder bei der
00:20:25.290 --> 00:20:31.289
Hochauflösungsmikroskopie, sondern es
geht um Daten. Und es geht darum, das
00:20:31.289 --> 00:20:37.129
alles offen zu machen. Weil wir brauchen
gute Leute, die viel besser Software
00:20:37.129 --> 00:20:41.400
schreiben können als wir das tun.
Ich bin Physiker! Mein Gott, ja? Also
00:20:41.400 --> 00:20:45.330
Programmieren ist für mich so Hammer und
Meißel, ja? Also da kommt dann immer nur
00:20:45.330 --> 00:20:49.719
eine Steinskulptur raus, obwohl es
vielleicht ein Gemälde sein soll. Blöder
00:20:49.719 --> 00:20:53.659
Vergleich, lassen wir das. Zusammen-
fassung: Ich habe Euch was von
00:20:53.659 --> 00:20:58.539
einer Beugungsgrenze erzählt, wie sie uns
Ärger bereitet, ich hab Euch gesagt, wie
00:20:58.539 --> 00:21:05.080
bessere Rechner, bessere Softwarekultur,
aber auch moderne Kameras und im
00:21:05.080 --> 00:21:08.700
Allgemeinen bessere Technik dazu führt,
dass wir Hochauflöungstechniken wie SIM
00:21:08.700 --> 00:21:13.479
und dSTORM haben und dass wir günstige
Eigenbauten deswegen auch erstellen
00:21:13.479 --> 00:21:17.810
können. Es geht hauptsächlich um die
Daten. Man muss Mikroskopie als
00:21:17.810 --> 00:21:22.239
Datensammlung begreifen und nicht
zwangsläufig als etwas, was Bilder macht.
00:21:22.239 --> 00:21:28.039
Rohdaten sind geil! Zum dritten Mal.
Ich hoffe, jetzt sitzt es. Und wir
00:21:28.039 --> 00:21:31.690
Wissenschaftler sind, was das angeht, ein
bisschen langsam. Es gibt relativ viele,
00:21:31.690 --> 00:21:36.410
die angefangen haben, ihre Software offen
rauszugeben, die immer mehr Open Access
00:21:36.410 --> 00:21:41.490
publizieren, die immer mehr Daten auch ins
Internet stellen. Das muss noch mehr
00:21:41.490 --> 00:21:45.690
werden. Habt Geduld mit uns Wissen-
schaftlern. Aber es wird immer mehr
00:21:45.690 --> 00:21:49.699
Open Science und dann kann jeder
mitspielen. Und ich lade jeden herzlich
00:21:49.699 --> 00:21:53.669
ein, der ein bisschen Liebe für
Bildrekonstruktion und Programmieren in
00:21:53.669 --> 00:21:56.779
der Richtung hat, sich die Sachen, die ich
heute vorgestellt habe, mal anzugucken.
00:21:56.779 --> 00:22:00.169
Vielleicht habt Ihr eine coole Idee, auf
die wir in unseren Laboren gar nicht
00:22:00.169 --> 00:22:05.870
gekommen sind. Dann bleibt wir wohl nichts
Anderes zu sagen als: Herzlichen Dank
00:22:05.870 --> 00:22:08.970
fürs Zuhören. Ich treib mich rum an einem
kleinen Assembly, Science,
00:22:08.970 --> 00:22:16.500
Hacking & Communication, das ist
beim Sendezentrum an der Garderobe.
00:22:16.500 --> 00:22:18.479
Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit!
00:22:18.479 --> 00:22:28.030
Applaus
00:22:28.030 --> 00:22:32.509
Herald: Danke noch mal für den Extraapplaus
für Open Science, die Technikgeschichte und
00:22:32.509 --> 00:22:36.529
Wissenschaftsgeschichte, wie alles
zusammenhängt. Wir werden Zeit haben für
00:22:36.529 --> 00:22:41.609
vier Fragen. Signal Angel, gibt’s was aus
dem Internet vielleicht? Leider nein.
00:22:41.609 --> 00:22:47.890
Hier links und rechts sind die Mikrofone.
Ich rufe auf, wir starten mit Dir.
00:22:47.890 --> 00:22:51.000
André: Gibst Du mir ... Du kannst sofort
Deine Frage stellen. Eine Sache wollte ich
00:22:51.000 --> 00:22:57.179
noch sagen. Ich hab hier gerade µManager
laufen auf diesem crappy 12 Euro ...
00:22:57.179 --> 00:23:02.659
da hab ich ein Centstück drunter und
selbst mit 12 Euro ist eine Vergrößerung
00:23:02.659 --> 00:23:08.929
ziemlich gut möglich, die einen schon
bisschen beeindruckt. Verdammt, wo ist der
00:23:08.929 --> 00:23:15.039
Stern? Ah, da sieht man eine Spitze. Ja,
Software, die teure Mikroskope treibt,
00:23:15.039 --> 00:23:18.409
kann auch 12 Euro treiben. Also guckt Euch
das an. Okay, jetzt bitte, Deine Frage.
00:23:18.409 --> 00:23:24.019
Frage: So eine simple Frage für meine
Verhältnisse: Du hast gesagt, dass Du
00:23:24.019 --> 00:23:27.899
mehrere Fotos machen musst, und dann packst
Du die alle zusammen, und dann hast Du ein
00:23:27.899 --> 00:23:32.669
Gesamtbild. Was passiert, wenn die Dinge
sich bewegen unter Deinem Mikroskop?
00:23:32.669 --> 00:23:40.379
André: Das ist, also ... Wichtige Frage.
Wenn man sich irgendwelche Dynamiken in der
00:23:40.379 --> 00:23:44.609
Biologie angucken muss, muss man natürlich
zügig die Bilder machen. Mit SIM, ich hab
00:23:44.609 --> 00:23:48.779
ja eben so am Anfang gesagt, wenn man
Hochauflösung macht, handelt man sich ganz
00:23:48.779 --> 00:23:53.140
andere Probleme ein. Wenn man diese
strukturierte Beleuchtung macht, dann macht
00:23:53.140 --> 00:23:57.159
man 15 Bilder. Also fünf Verschiebungen,
eine Rotation, fünf Verschiebungen,
00:23:57.159 --> 00:24:00.990
eine Rotation, fünf Verschiebungen.
Wenn man es schafft, diese 15 Bilder
00:24:00.990 --> 00:24:07.009
schnell genug zu machen, ich sag mal
innerhalb von 20 Millisekunden, und genug
00:24:07.009 --> 00:24:12.559
Licht da raus bekommt, dann hat man, wenn
man das schnell rekonstruieren kann, hat
00:24:12.559 --> 00:24:17.600
man die Möglichkeit, daraus tatsächlich
Dynamiken in der Biologie zu beobachten.
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,
00:24:22.909 --> 00:24:28.490
sehr schnelle Prozesse zu beobachten. Aber
ich sag mal mit modernen CMOS-Kameras gibt
00:24:28.490 --> 00:24:32.029
es schon so die ersten Versuche, diese
Lokalisationsmikroskopie zu machen. Man
00:24:32.029 --> 00:24:37.070
nimmt in einem Burst 1000 Bilder auf und
rekonstruiert dann und dann hat man pro
00:24:37.070 --> 00:24:41.190
Sekunde vier Bilder. Damit kann man
- hochaufgelöste - , damit kann man schon
00:24:41.190 --> 00:24:45.990
anfangen, langsame Dynamiken sich
anzugucken. Aber ja. Im Prinzip sind diese
00:24:45.990 --> 00:24:50.269
Mikroskopietechniken, besonders die
Lokalisierungsmikroskopie: Man tauscht
00:24:50.269 --> 00:24:56.289
Auflösung gegen Zeit. Das heißt das, was
man im Raum besser auflöst, verliert man in
00:24:56.289 --> 00:25:01.690
der Messzeit. Also für so ein Zweifarbenbild,
was da so gedreht hat, das hat so zehn
00:25:01.690 --> 00:25:05.980
Minuten gebraucht, um das Bild zu machen.
00:25:05.980 --> 00:25:08.890
Herald: Okay, bitte hinten an der Vier.
00:25:08.890 --> 00:25:12.190
Frage: Ich hab eine Frage. Wie willste
denn bei selbstgebauten Mikroskopen
00:25:12.190 --> 00:25:16.469
Reproduzierbarkeit von Ergebnissen machen?
00:25:16.469 --> 00:25:26.010
André: Man kann ja ... Eigentlich ist es so:
Selbst die kommerziell Gebauten sind jetzt
00:25:26.010 --> 00:25:31.050
ja nicht zwangsläufig das, was so ein
Standardgerät ist, ja? Also wenn ich da
00:25:31.050 --> 00:25:33.799
beim Selbstgebauten, okay, das hat
vielleicht eine Seriennummer,
00:25:33.799 --> 00:25:39.499
aber die ist dann 3. Aber ähm ...
00:25:39.499 --> 00:25:44.999
Frage: Du hast Optiken, die sind schon im
stärkeren Maße standardisiert, als wenn Du
00:25:44.999 --> 00:25:46.799
irgendwas selber zusammenklebst.
00:25:46.799 --> 00:25:50.879
André: Nee, also so selber zusammenklebst ...
Sagen wir es mal so: Warum diese Sachen,
00:25:50.879 --> 00:25:56.829
die ich da vorgestellt habe, immer noch so
im 20.000-Euro-Bereich liegen, ist: Man
00:25:56.829 --> 00:26:02.929
muss ein gutes Objektiv nehmen. Und da
nimmt man ein Standardobjektiv und das
00:26:02.929 --> 00:26:08.790
ist das Einzige daran, wo ’s dran hängt
und womit es steht und fällt. Und Kamera
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
00:26:13.852 --> 00:26:18.220
die normalen Fehlerstandards und dann legt
man natürlich erst mal, wenn man ein
00:26:18.220 --> 00:26:22.350
Mikroskop gebaut hat, charakterisiert man
seinen Aufbau, macht Testmessungen und
00:26:22.350 --> 00:26:27.309
dann funktioniert es. Dann sind die Dinger
reproduzierbar. Aber die liefern tatsächlich
00:26:27.309 --> 00:26:31.719
überraschend gute Ergebnisse. Also bei manchen
Sachen denkste so: Oh, zusammengebaut,
00:26:31.719 --> 00:26:37.399
dann gucken wir mal ... Hm! Ach, sieht ja
aus wie ein richtiges Mikroskop. Aber ist
00:26:37.399 --> 00:26:41.639
ja eigentlich auch ein richtiges Mikroskop.
Man darf nicht so viel Angst davor haben,
00:26:41.639 --> 00:26:45.859
irgendwie Sachen selber zu basteln.
Vernünftige Testmessungen, dann führt das
00:26:45.859 --> 00:26:49.510
auch zur Reproduzierbarkeit. Aber das gilt
auch für die kommerziellen Systeme: Wenn
00:26:49.510 --> 00:26:54.549
die nicht nachweisen, dass sie stabil
sind, dann ... schulterzuck
00:26:54.549 --> 00:26:56.109
Beantwortet das Deine Frage?
00:26:56.109 --> 00:26:58.519
Herald: Hier vorne in Blau.
00:26:58.519 --> 00:27:03.389
Frage: Es gibt da verschiedene Techniken,
wie schon versucht wurde, mit konventionellen
00:27:03.389 --> 00:27:08.799
Mikroskopen in Anführungsstrichen das
Auflösungslimit zu erhöhen. Emulsion oder
00:27:08.799 --> 00:27:12.309
andere Wellenlängen benutzen. Ich hab
gesehen, Ihr benutzt hauptsächlich ...
00:27:12.309 --> 00:27:18.440
Also war das tatsächlich grün oder war das
nur eingefärbt? Und gibt es da schon
00:27:18.440 --> 00:27:24.399
Versuche, das jetzt mit UV oder mit
vielleicht Extrem-UV zu machen und vielleicht
00:27:24.399 --> 00:27:27.959
auch mit Emulsionen, dass man dann halt
noch mal die Auflösung, also ich weiß
00:27:27.959 --> 00:27:34.090
nicht, was, womit diese 150 Nanometer
hinbekommen wurden. Ob Ihr da halt, ob es
00:27:34.090 --> 00:27:37.889
da auch in die Richtung Fortschritte gibt?
00:27:37.889 --> 00:27:42.259
André: Ähm die Wellenlänge hilft Dir
nicht wirklich viel. Also das so auf
00:27:42.259 --> 00:27:47.059
konventionelle Art und Weise zu machen.
Weil sagen wir mal: Wenn man jetzt überlegt,
00:27:47.059 --> 00:27:50.519
okay, ich könnte an der Wellenlänge
schrauben, damit ich eine bessere Auflösung
00:27:50.519 --> 00:27:55.879
habe. Weswegen will ich das tun? Damit ich
keine Zeit verschwende, wahrscheinlich.
00:27:55.879 --> 00:28:00.569
Also weil ich mir Leben angucken will.
Wenn ich mit harter UV-Strahlung auf lebende
00:28:00.569 --> 00:28:07.769
Zellen ... Das geht relativ nur einen
sehr kurzen Zeitraum gut. Beziehungsweise
00:28:07.769 --> 00:28:11.460
wenn eine Zelle in der Lage ist, relativ
schnell zu migrieren, dann läuft die vor
00:28:11.460 --> 00:28:12.649
dem Laser auch weg.
00:28:12.649 --> 00:28:14.249
Lachen
00:28:14.249 --> 00:28:18.200
Kein Witz! Also die kann
man jagen. Das ist ...
00:28:18.200 --> 00:28:19.730
Lachen
00:28:19.730 --> 00:28:21.750
Ey, wir müssen auch mal
Spaß im Labor haben!
00:28:21.750 --> 00:28:29.799
Lachen, Applaus
00:28:29.799 --> 00:28:36.239
Also Wellenlängenspielerei, da hilft jetzt
nichts zwangsläufig, weil bei SIM ist das
00:28:36.239 --> 00:28:42.759
so ein bisschen, dass man da gerne mal mit
405 Nanometer benutzt, das ist so der
00:28:42.759 --> 00:28:47.409
bestaufgelöste Kanal, wo man das Gitter am
engsten machen kann. Aber richtig in den
00:28:47.409 --> 00:28:51.270
UV-Bereich geht man jetzt nicht rein. Es
gibt für Standardmikroskope noch andere
00:28:51.270 --> 00:28:55.450
Ansätze, zum Beispiel Confocal- oder
Deconvolution-Mikroskopie, wo man dann
00:28:55.450 --> 00:29:00.259
halt im Nachheinein halt auch so ein paar
Sachen rausrechnet. Aber wenn man wirklich
00:29:00.259 --> 00:29:04.659
so auf diese Größen kommen will ... Bei
dieser 150-Nanometer-Kugel, bei diesem
00:29:04.659 --> 00:29:08.850
Vesikel, war’s halt so: Wenn man da genau
hinguckt, dann kann man auch sehen, das
00:29:08.850 --> 00:29:12.259
Ding ist hohl innen drin, das heißt ich
hab also Strukturen, die deutlich kleiner
00:29:12.259 --> 00:29:17.419
sind, die ich damit auflöse, und das
machen wir mit rotem Licht. Also wir haben
00:29:17.419 --> 00:29:24.039
das mit 643 Nanometer geimaget. Das heißt
also, da ist die Wellenlänge gar nicht so
00:29:24.039 --> 00:29:28.029
wichtig. Es geht darum, dass möglichst
viele Photonen rauskommen. Davon hängt in
00:29:28.029 --> 00:29:32.260
dem Fall unsere Auflösung ab.
00:29:32.260 --> 00:29:36.509
Herald: Okay. Letzte Frage aus dem
Internet. Der Signal Angel sitzt dort.
00:29:36.509 --> 00:29:41.389
Signal Angel: Das Internet hat die Frage
nach der Größe, die so ein Mikroskop für
00:29:41.389 --> 00:29:46.429
25 Nanometer Auflösung haben muss. Ich
würde das ganz gerne in eigener Sache
00:29:46.429 --> 00:29:49.550
erweiteren: Wie verhalten sich denn so
Größe und Komplexität zwischen den
00:29:49.550 --> 00:29:54.270
Kommerziellen und einem Selbstbau?
00:29:54.270 --> 00:30:00.019
André: Sagen wir’s mal so: Das sind so
zwei Seiten einer Medaille. Wenn ich ein
00:30:00.019 --> 00:30:04.669
kommmerzielles Mikroskop da stehen habe,
die verkaufen so ein Mikro ... die dürfen
00:30:04.669 --> 00:30:10.549
so ein Mikroskop gar nicht verkaufen, wenn
Du theoretisch in der Lage bist, durch die
00:30:10.549 --> 00:30:16.470
Okulare durchzugucken und drei Laser
anzumachen, die auf die Probe scheinen.
00:30:16.470 --> 00:30:22.471
Macht total Sinn, dass man das nicht darf,
ja? Weil ansonsten ... man hat da halt nur
00:30:22.471 --> 00:30:27.070
zwei Augen, die kann man, das ist so ein
bisschen kompliziert. Beziehungsweise man
00:30:27.070 --> 00:30:32.169
macht dann auch die Geräte etwas größer,
weil sie temperaturstabil sein sollen, weil
00:30:32.169 --> 00:30:36.059
es auch eine Wertigkeit haben soll, ja,
beziehungsweise man möchte in der Fertigung
00:30:36.059 --> 00:30:42.999
auch immer die Standardkästen benutzen. Bei
Eigenbaumikroskopen hab ich den Vorteil:
00:30:42.999 --> 00:30:47.190
Wofür brauch ich Okulare, wenn ich weiß,
ich will mit dem Ding nur Hochauflösung
00:30:47.190 --> 00:30:50.969
machen? Ich muss da gar nicht durchgucken,
ich hab meine Beleuchtung perfekt auf
00:30:50.969 --> 00:30:55.389
meine Kamera abgestellt, ich guck immer
auf den Monitor. Erstens Lasersicherheit
00:30:55.389 --> 00:30:59.570
total super, weil dann komm ich gar nicht
in die Versuchung, durchzugucken und mich
00:30:59.570 --> 00:31:02.740
Laserlicht auszusetzen. Dann seh ich’s
immer nur auf der Kamera. Aber
00:31:02.740 --> 00:31:07.200
dementsprechend sind die Philosophien, wie
man sowas selber baut und aufbaut,
00:31:07.200 --> 00:31:12.219
vollkommen andere. Man kann sich da irgendwo
in der Mitte annähern, aber tatsächlich das,
00:31:12.219 --> 00:31:18.360
woran man sehr viel Geld spart, sind so
große Verpackungen, sehr schwere stabile
00:31:18.360 --> 00:31:22.830
Stative, wo man dann viele Möglichkeiten
hat, Filter einzusetzen und so weiter und
00:31:22.830 --> 00:31:27.249
so fort. Wo man einfach nur einen Filter
reinklickt, den dreht, die Software erkennt
00:31:27.249 --> 00:31:32.440
den und dann klickt man auf drei Dinge ...
Bei einem Selbstgebauten ist es dann halt
00:31:32.440 --> 00:31:35.309
so, da muss man eine Schraube lösen, muss
den reinfummeln in eine Halterung, muss
00:31:35.309 --> 00:31:39.489
dann wieder gucken, ob der Strahlengang
passt und so. Das ist eventuell ein bisschen
00:31:39.489 --> 00:31:44.710
aufwendiger und nicht wirklich schön und
user-friendly. Aber da findet man immer
00:31:44.710 --> 00:31:53.179
Lösungen. Natürlich ist in diesen hohen
Kosten auch Maintenance und Wartung und
00:31:53.179 --> 00:31:56.690
so ein bisschen mit drin und natürlich hat
man da eine Garantie, die man beim
00:31:56.690 --> 00:32:03.799
Selbstbau nicht hat. Definitiv. Ändert
nichts an dem horrenden Preisunterschied.
00:32:03.799 --> 00:32:07.059
Herald: Okay. Ganz vielen Dank, André, für
Deinen tollen Vortrag. Wer sich für Physik
00:32:07.059 --> 00:32:12.139
interessiert: Es geht hier gleich auch
weiter mit dem CERN und Big Data, Physics
00:32:12.139 --> 00:32:15.550
und Computing. Noch mal einen
großen Applaus für Dich.
00:32:15.550 --> 00:32:24.409
Applaus
00:32:24.409 --> 00:32:29.981
Abspannmusik
00:32:29.981 --> 00:32:49.000
Untertitel erstellt von c3subtitles.de
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