Konfokalmikroskopie

Konfokalmikroskopie ist eine Form der Lichtmikroskopie, die optische Schnittebenen erzeugt, um scharfe Bilder aus Proben zu erhalten. Sie basiert auf fokussiertem Licht und einer Lochblende im Detektionspfad, die Licht außerhalb der Fokusebene weitgehend blockiert. Durch das schichtweise Abtasten der Probe lassen sich dreidimensionale Bildstapel erzeugen und rekonstruiert werden.

Prinzip: Ein Laser oder eine andere Lichtquelle fokussiert das Licht in einen kleinen Punkt in der Probe. Die dabei emittierte Fluoreszenz wird durch ein Pinhole vor dem Detektor geleitet, wodurch Signal aus der Fokusebene bevorzugt wird. Die Probe wird entweder punktweise durch Rasterung abgetastet (Laser-Scanning-Konfokalmikroskop) oder durch eine sich drehende Lochscheibe (Nipkow-Disk) mit vielen Öffnungen gleichzeitig abgebildet, was unterschiedliche Bildgeschwindigkeiten und Belichtungscharakteristika erzeugt.

Anwendungen umfassen Zell- und Entwicklungsbiologie, Neurobiologie, Immunologie, Materialwissenschaften und medizinische Forschung. Typischerweise werden Fluorophore wie GFP, Alexa-Fluor-Dyes oder andere Marker verwendet; Mehrkanalaufnahmen, 3D-Rekonstruktionen aus Z-Stapeln und Live-Imaging gehören zu den häufig genutzten Einsatzformen.

Vorteile und Limitierungen: Vorteile sind die optische Schnittebene, höhere Hintergrundunterdrückung und verbesserte laterale Auflösung im Vergleich zu Weitfeldmethoden. Limitierungen umfassen eine komplexe Instrumentierung, potenziell höhere Lichtbelastung und Photobleaching, eingeschränkte Tiefenpenetration in dichter Gewebe sowie längere Aufnahmezeiten beim Laser-Scanning; Spinning-Disk-Systeme ermöglichen dagegen schnellere Aufnahmen mit geringerer Lichtbelastung.

Historisch wurde das Konzept 1955 von Marvin Minsky eingeführt; in den 1980er und 1990er Jahren entstanden kommerzielle Systeme, die die Methode breiter nutzbar machten.