Miniaturisierung: Tragbares Mikroskop für den Mäusekopf

Neue Einblicke in das Neuronengewitter sich frei bewegender Mäuse könnte womöglich bald ein Mikroskop liefern, das so leicht und so klein ist, dass man es den Nagern auf den Kopf kleben kann. Nach Aussage der Erfinder um Mark Schnitzer von der Stanford University besteht das Gerät nur aus Standardbauteilen und soll dementsprechend günstig und einfach in der Herstellung sein.

Zwar wurden bereits vergleichbare miniaturisierte Fluoreszenzmikroskope entwickelt. Dieses sei jedoch das erste, bei dem alle erforderlichen Komponenten an Ort und Stelle enthalten sind. Bei den früheren Versionen müssen die Versuchstiere entweder fixiert werden oder Bilder werden über ein Glasfaserkabel aufgenommen, das durch seine Biegsamkeit die Bewegungsfreiheit der Maus einschränkt. Bei ihrem System seien lediglich dünne Kabel für die Energieversorgung und den Datenaustausch nötig.

Miniatur-Fluoreszenzmikroskop | Das neu entwickelte Mikroskop passt nicht nur bequem auf eine Fingerkuppe, sondern auch auf einen Mäusekopf. Die Bilder, die es liefert, können am Computer betrachtet werden – sie werden von einem winzigen Chip am oberen Ende des Mikroskops aufgenommen.

Mit einem Gewicht von 1,9 Gramm und einer Größe von 2,4 Kubikzentimetern halten Schnitzer und Kollegen ihr Gerät für leichtgewichtig genug, um sich nicht auf das Verhalten des Tiers auszuwirken. Für ihre aktuelle Veröffentlichung testeten sie die Leistungsfähigkeit des Geräts, indem sie das Feuern von Zellen im Kleinhirn beobachteten. Bei dieser neurobiologischen Standardtechnik wird eine Markersubstanz ins Gehirn injiziert, die bei Anwesenheit von Kalziumionen zu fluoreszieren beginnt und damit die Signale sendet, die ein Fluoreszenzmikroskop aufnehmen kann.
Schnitzers Technik liegt mit einer Auflösung von 2,5 Mikrometern deutlich unter der herkömmlicher Laborgeräte (0,5 Mikrometer). Diesen Nachteil könnte nicht nur die größere Beweglichkeit des Geräts wettmachen, sondern auch dessen günstiger Preis, hoffen die Wissenschaftler, die bereits über eine Reihe von Zusatznutzen spekulieren. So dürfte sich das Gerät auch für andere miniaturisierte Laborgeräte eignen, etwa solche, die große Mengen von Proben auf bestimmte Kennzeichen durchsuchen. Auch in Ländern, in denen eine Laborinfrastruktur nach modernem Standard nicht verfügbar sei, könnte ihr Gerät zum Einsatz kommen, meinen die Forscher. (jd)