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Untersuchung der Diffusion einzelner Moleküle während radikalischer Polymerisationen in Masse

Stempfle, Beate Katharina - Universität Konstanz (2016)


Die Mikroskopie fasziniert die Menschen dadurch, dass sie ihnen ganze Welten enthüllt, welche zu klein sind um mit dem bloßen menschlichen Auge erkannt werden zu können. Im Laufe der Zeit wurden die optischen Mikroskope immer weiter verbessert. Dabei war die Fluoreszenzmikroskopie in ihren Anfängen nur ein Kontrastverfahren von vielen. Die Entwicklung stärkerer Lichtquellen, wie Laser und in neuerer Zeit LED-Lampen und empfindlicherer Detektoren, trug zur zunehmenden Bedeutung der Methode bei. Zudem wurden neue, selektive Markierungsmethoden, z.B. durch fluoreszierende Proteine erforscht. Damit bietet die Fluoreszenzmikroskopie gerade für Untersuchungen in biologischen Systemen den großen Vorteil, dass Zellen und ihre Bestandteile selektiv angefärbt werden können. Selbst wenn das gefärbte Objekt kleiner als die Auflösung des Mikroskops sein sollte oder nur wenige Marker vorhanden sind, können diese mit hohem Kontrast gegenüber ungefärbten Bereichen abgebildet werden.

Heute ist es sogar möglich, das Fluoreszenzsignal eines einzelnen Moleküls zu beobachten. Bei der Einzelmolekülmikroskopie und -spektroskopie werden einzelne Moleküle als Sonden eingesetzt, über deren Fluoreszenzsignal Aussagen über die jeweilige Nano-Umgebung ermöglicht werden. Es wird nicht nur ein Mittelwert eines Molekülensembles erhalten. Stattdessen ergibt sich aus der Gesamtheit der Einzelwerte der untersuchten Sonden eine Verteilung. Die Form dieser Verteilung liefert jedoch deutlich mehr Informationen als ihr Mittelwert allein, z.B. über die Breite der Streuung, das Auftreten mehrerer Maxima oder ihre Symmetrie. Seltene Ereignisse können so einfacher erkannt werden. Dabei kann sowohl die räumliche Heterogenität eines Systems, wie auch die zeitabhängige Änderung von Einzelmolekülparametern untersucht werden. Des Weiteren ist bei Einzelmolekültechniken bei der Untersuchung zeitabhängiger Prozesse keine Synchronisation nötig.


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