Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm

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MO: Molekülphysik

MO 43: Biomolecules I

MO 43.5: Vortrag

Mittwoch, 15. März 2006, 15:00–15:15, H10

Ultra-sensitive Schwingungsspektroskopie sub-mikroskopischer Biomolekularer Systeme mittels CARS-Mikroskopie — •Stephan Busch, Alexander Kovalev, Adam Muschielok, Nandakumar Patincharath und Andreas Volkmer — 3. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, 70550 Stuttgart, Deutschland

Die CARS-Mikroskopie ermöglicht die chemisch selektive Bildgebung auf der Grundlage des nichtlinearen optischen Phänomens der kohärenten anti-Stokes-Ramanstreuung (CARS: Coherent Anti-Stokes Raman Scattering), ohne dass die Probe mit Farbstoffen angefärbt werden müsste. Die intrinsischen molekularen Schwingungseigenschaften der Probe werden hierbei für die Kontrasterzeugung in einem optischen Mikroskop genutzt. Darüberhinaus ermöglicht die CARS Mikroskopie die ortsaufgelöste Schwingungsspektroskopie in der Frequenz- sowie in der Zeitdomäne. Unter Ausnutzung der intrinsischen optisch-heterodynen Detektion (OHD) des CARS Spektrums ist eine Verstärkung des Raman-resonanten Signals möglich. Dies erlaubt eine signifikant erhöhte Detektionsensitivität für die nichtinvasive und quantitative Spektroskopie. Dabei ist das gemessene CARS Signal die Interferenz des schwachen Raman-resonanten CARS Feldes des sub-mikroskopischen Objektes mit dem sehr viel intensiveren nicht-resonanten CARS der umgebenden Materie (z.B. Wasser). Letzteres agiert als lokales Oszillatorfeld in diesem OHD-CARS Detektionsverfahren. Eine Übersicht zu Anwendungen in der Biophysik wird gegeben.