Vollautomatisierte Relokalisation an beliebigen automatisierten Mikroskopie-Systemen

Diese Technik bietet erstmals die Möglichkeit zuverlässiger korrelativer Mikroskopie mittels einer kostengünstigen Erweiterung bestehender Systeme. - Objekte identifizieren und in unterschiedlichen Systemen betrachten ohne Versatz!
Das plattformunabhängige Verfahren ermöglicht eine neue Dimension der automatisierten Mikroskopie und optimiert Analysen in allen Bereichen der Multi-Skalen Bildgebung.

Fluoreszenzbasierte Mikroskopie-Techniken werden seit den 1970er Jahren verwendet. Von der Weitfeld-Mikroskopie mit geringer Auflösung und hohem Durchsatz bis zur superhochauflösenden Mikroskopie mit sehr geringem Durchsatz ist eine große Bandbreite an Systemen verfügbar. Obwohl die einzelnen Mikroskopie-Systeme in den letzten Jahren immer stärker automatisiert wurden, ge­staltet sich die Übergabe von Proben zwischen ihnen schwierig. Der Wechsel kann bislang nur sehr spezifisch und meist nur manuell durchgeführt werden.

Sowohl in der biologischen und medizinischen Grundlagenforschung als auch in der Pharmaindustrie besteht ein großer Bedarf, die Vorteile verschiedener Mikroskopie-Systeme miteinander zu verknüpfen.

An der Universität Heidelberg wurde nun ein Verfahren zur vollautomatisierten Relokalisation von Probesubstraten entwickelt. Das Verfahren ist unabhängig von der Ansteuersoftware und vom Mikroskopie-System.
Die Relokalisation wird mit einer Genauigkeit im Sub-µm-Bereich in zwei Prozess-Schritten erreicht:
Im ersten Schritt wird mit Hilfe von Referenzpunkten eine hochgenaue Referenzmatrix der Probe erstellt. Diese liefert absolute Koordinaten auf dem Probensubstrat. Dadurch können die untersuchten Strukturen wieder aufgefunden werden, unabhängig von der unvermeidlichen Verdrehung der Probensubstrate in der Aufnahme. In diesem Schritt wird bereits eine Genauigkeit von ca. 5 µm erreicht.
Im nächsten Schritt erfolgt die Feinjustage durch bildverarbeitungsgestützte Mustererkennungsmethoden. Die Zielregion wird durch Form und Anordnung der Objekte bzw. der Marker identifiziert. Daraufhin werden Korrekturparameter an die Steuerung zurückgegeben und zum Anfahren der Zielregion genutzt. Die Auflösung ist dabei nur durch die Pixelgröße des verwendeten Mikroskops begrenzt.

• Erheblich vereinfachte korrelative Mikroskopie
• Vollautomatisierte Lokalisation bzw. Relokalisation
• Plattform- und Referenzobjektunabhängig
• Verwendung beliebiger Referenzpunkte auf einem beliebigen Probensubstrat
• Bildverarbeitungsgestützte Feinjustage
• Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten bereits vorhandener Mikroskopie-Systeme

Das hier vorgestellte Verfahren bietet erstmals eine zuver­lässige Methode zum automatisierten Wieder­auffin­den von Objekten beim Wechsel zwischen Mikroskopie-Systemen.