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ILM - Mikroskopie

Im Rahmen eines von der Landesstiftung BW geförderten Verbundprojektes wurde untersucht, inwieweit die spektral aufgelöste Ramanmikroskopie in der Lage ist, spezifische Enzyme in lebenden Zellen markerfrei darzustellen.

Dazu wurden Neuroblastomzellen unterschiedlichen Differenzierungsgrades untersucht und Raman Spektren in jedem Pixel des Bildes aufgenommen. Die Spektren wurden mit Hilfe der sogenannten Cluster Analyse charakterisiert. Die Cluster Analyse ist eine statistische Methode, mit deren Hilfe Objekte, in unserem Fall also Spektren, an Hand ihrer Ähnlichkeiten oder Unterschiede verschiedenen Gruppen („Clustern“) zugeteilt werden können. Die Zuordnung erfolgt so, dass innerhalb eines Clusters die Gemeinsamkeiten maximal, außerhalb der ermittelten Cluster dagegen die Unterschiede maximal sein müssen. Unsere Daten wurden einer hierarchischen Cluster Analyse unterworfen, wobei ein Spektralbereich von 500 bis 3100 cm-1 einbezogen wurde.


Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Beispiel einer differenzierten SHSY5Y Neuroblastomzelle mit den durch Cluster Analyse gewonnenen Spektren und die bildliche Darstellung der Verteilung dieser spektralen Charakteristiken innerhalb der Zelle. Als prominentes Cluster bildete sich Cluster 1 (in der Abbildung als cl1 bezeichnet) sehr früh in der Hierarchie aus und zeigt eine Verteilung um den Zellkern herum, wo sich normalerweise das Endoplasmatische Retikulum und auch Mitochondrien befinden. Ein Vergleich mit dem Spektrum von Cytochrom c zeigte, dass sich dieses exakt mit dem Spektrum von Cluster 1 deckt. Das markante Auftreten der Cytochrom c Banden kann mit einem resonanten Ramaneffekt erklärt werden, da Cytochrom c bei der zur Anregung verwendeten Wellenlänge von 532 nm absorbiert. Die Möglichkeit, Cytochrom c markerfrei in lebenden Zellen nachzuweisen, könnte eine zukunftweisende Anwendung der Ramanmikroskopie werden, da dieses Molekül als Enzym der Atmungskette eine wichtige Rolle spielt und auch als Marker mitochondrial induzierter Apoptose gilt. Bisher ist der Nachweis von Cytochrom c nur invasiv mittels Antikörpern möglich gewesen.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/pm/ilm-mikroskopie