22.05.2019

Schnelle 3D-Bilder von Nanostrukturen

Hannover – Linsenlose Mikroskopie mit Röntgenstrahlen bietet die Möglichkeit, komplexe dreidimensionale Strukturen dynamisch zu untersuchen. Bisher sei das aber mit einem hohen Zeitaufwand, großen Datenmengen und hohen Strahlungssummen verbunden, teilt die Leibniz Universität Hannover mit. Unter ihrer Beteiligung sei es nun gelungen, diesen Prozess zu beschleunigen. Anwendungsmöglichkeiten finden sich unter anderem in der Medizin.

Die Forscher kommen aus Frankreich, Deutschland und Portugal. Ihre Ergebnisse hat das Team im Fachmagazin „Nature Photonics“ veröffentlicht. Die Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, bei dem von einem Objekt mit einem einzelnen Laserimpuls Aufnahmen aus zwei unterschiedlichen Blickrichtungen aufgenommen werden können. Diese werden dann zu einem räumlichen Bild zusammengesetzt, teilt die Universität mit. Das sei vergleichbar mit dem menschlichen Gehirn, das aus zwei leicht unterschiedlichen Bildern der beiden Augen ein Stereobild formt. Das Verfahren des computergestützten räumlichen Sehens sei im Bereich des maschinellen Sehens und der Robotik bereits etabliert. Dort werde es erstmals im Bereich der Bildgebung mit Röntgenstrahlen eingesetzt.
„Unser Verfahren ermöglicht 3D-Rekonstruktionen im Nanometerbereich mit einer einzigen Aufnahme, welche sich aus zwei Bildern mit unterschiedlichem Blickpunkt zusammensetzt“, erläutert Professor Milutin Kovacev vom Institut für Quantenoptik der Leibniz Universität Hannover und einer der Mitautoren der Studie. Er und seine Mitstreiter vermuten, dass das Verfahren großen Einfluss auf die 3D-Strukturabbildung von einzelnen Makromolekülen haben wird und sehen Anwendungsmöglichkeiten in Biologie, Medizin und Industrie. So könnte zukünftig etwa die Proteinstruktur eines Virus schnell und mit wenig Aufwand untersucht werden, meinen die Forscher.
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