1 00:00:00,000 --> 00:00:13,500 *33C3 Vorspannmusik* 2 00:00:13,500 --> 00:00:18,010 Herald: Ich begrüße jetzt André Lampe. 3 00:00:18,010 --> 00:00:23,730 *Applaus* 4 00:00:23,730 --> 00:00:27,540 Er ist Laserphysiker, was ziemlich großartig klingt, Wissenschaftskommunikator 5 00:00:27,540 --> 00:00:32,080 und erfolgreicher Science-Slammer. Und er guckt heute mit uns auf die kleinen Dinge 6 00:00:32,080 --> 00:00:36,500 im Leben. Und obwohl es ein sehr großes Bild ist, ist es nicht Big Picture, 7 00:00:36,500 --> 00:00:41,450 sondern Hochauflösungsmikroskopie. Es geht um Bilder, Messergebnisse und wie sie 8 00:00:41,450 --> 00:00:47,460 zusammenhängen. Und wie unser Denken eigentlich von Wahrnehmungen geprägt wird. 9 00:00:47,460 --> 00:00:50,469 Eine große Runde Applaus und los gehts! 10 00:00:50,469 --> 00:00:51,959 *Applaus* 11 00:00:51,959 --> 00:00:58,379 André Lampe: Dankeschön. Ja schönen guten Morgen. Fangen wir direkt mal an. 12 00:00:58,379 --> 00:01:03,870 Erst mal zu mir: Warum stehe ich hier überhaupt? Ich bin Physiker, der in die 13 00:01:03,870 --> 00:01:08,430 Biochemie gewechselt ist, um ein Mikroskop zu bauen. Das habe ich neulich mal einer 14 00:01:08,430 --> 00:01:12,580 Comiczeichnerin erzählt und das hat irgendwie eine halbe Stunde gedauert, was 15 00:01:12,580 --> 00:01:15,020 ich jetzt gerade in einem Satz zusammengefasst habe. Und dabei ist dieses 16 00:01:15,020 --> 00:01:19,320 Bild entstanden. Das ist eine ganz, ganz tolle Künstlerin, folgt Ihr auf Twitter 17 00:01:19,320 --> 00:01:22,310 und ich bedanke mich noch mal recht herzlich für dieses großartige Bild, was 18 00:01:22,310 --> 00:01:26,340 sie gemacht hat. Ja also ich habe in der Physik angefangen und habe dann irgendwie 19 00:01:26,340 --> 00:01:32,240 meinen Weg in die Biochemie gefunden und angefangen, Mikroskope zu bauen. Der Talk 20 00:01:32,240 --> 00:01:36,200 heißt: "Es geht um die kleinen Dinge" und jetzt gucken wir uns erst mal an, welche 21 00:01:36,200 --> 00:01:41,739 kleinen Dinge ich meine. Hier habe ich mal ein Centstück mitgebracht. Und da drauf 22 00:01:41,739 --> 00:01:44,540 kann man so erkennen, da habe ich ein kleines Stück Glas drauf gelegt, ein 23 00:01:44,540 --> 00:01:47,960 Deckgläschen, auf dem Zellen angewachsen sind. Das können wir so noch nicht 24 00:01:47,960 --> 00:01:51,700 erkennen, einfach so mit einer Kamera fotografiert, da müssen wir schon unser 25 00:01:51,700 --> 00:01:57,140 erstes Mikroskop hernehmen und das wäre ein Phasenkontrast-Mikroskop, und da sieht 26 00:01:57,140 --> 00:02:02,689 das erste Bild so aus. Da kann man so ein bisschen auf der rechten Seite erkennen: 27 00:02:02,689 --> 00:02:06,199 Ja, da sind irgendwelche kleinen Flecken. Links kann man noch die Rundung von dem 28 00:02:06,199 --> 00:02:10,059 Centstück erkennen. Damit man so ein Gefühl für die Größe bekommt. Wenn ich 29 00:02:10,059 --> 00:02:13,375 da jetzt weiter reinzoome, mit 20-facher Vergrößerung, da kann man schon ein 30 00:02:13,375 --> 00:02:17,790 bisschen mehr von den Zellen sehen, und bei 40-facher Vergrößerung kann man 31 00:02:17,790 --> 00:02:23,050 tatsächlich die Kerne erkennen und auch ein bisschen was von der Zellperipherie. 32 00:02:23,050 --> 00:02:25,769 Wenn man jetzt mehr Details erkennen möchte, dann kann man nicht mehr 33 00:02:25,769 --> 00:02:29,690 Phasenkontrast-Mikroskopie machen, da muss man Fluoreszenz machen. Man färbt Dinge 34 00:02:29,690 --> 00:02:33,850 in der Zelle an, beleuchtet sie dann, nimmt dieses Licht auf und kann dann halt 35 00:02:33,850 --> 00:02:38,000 verschiedene Strukturen in der Zelle farbig darstellen. Und wir bleiben bei 36 00:02:38,000 --> 00:02:43,410 derselben Vergrößerung wie bei der 40-fachen Phasenkontrast-Mikroskopie und 37 00:02:43,410 --> 00:02:48,470 wechseln zur Fluoreszenz. Und da fängt es dann irgendwie an, wirklich schöne Bilder 38 00:02:48,470 --> 00:02:54,480 zu liefern, weswegen ich auch irgendwie dieses Feld sehr, sehr liebe. Und wenn wir 39 00:02:54,480 --> 00:02:59,510 da jetzt in so eine Zelle noch mal ein Stück weiter reinzoomen, links bisschen 40 00:02:59,510 --> 00:03:03,760 Übersichtsbild und rechts schon eine Teilansicht von einer Zelle. Dann kann 41 00:03:03,760 --> 00:03:07,780 man irgendwie sehen, ja, okay, da ist eine Menge los in so welchen Dingern. Und 42 00:03:07,780 --> 00:03:13,320 wenn ich da jetzt noch weiter reingehe, und zwar so weit, dass ich wirklich nur 43 00:03:13,320 --> 00:03:18,980 interne Zellstrukturen mir angucke, dann wird's irgendwie.. hmmm.. verschwommene 44 00:03:18,980 --> 00:03:24,010 Spaghetti. Bevor ich erkläre, warum die verschwommen sind: Was sind das überhaupt 45 00:03:24,010 --> 00:03:28,420 für Spaghetti? Das, was ich da angefärbt habe, sind Mikrotubuli. Die sind ein 46 00:03:28,420 --> 00:03:33,870 wichtiger Teil vom Zytoskelett, also vom Skelett der Zelle, damit sie ihre Form 47 00:03:33,870 --> 00:03:38,560 bewahren kann. Und die sind aus Proteinen aufgebaut, das ist so ein Ring aus 13 48 00:03:38,560 --> 00:03:41,490 Unterstrukturen, die wie so eine Wendeltreppe nach oben gehen. Und der 49 00:03:41,490 --> 00:03:46,919 Durchmesser von den Dingern ist 25 Nanometer. Jetzt kann man allerdings auf 50 00:03:46,919 --> 00:03:51,500 so einem Mikroskopiebild, was auf der rechten Seite ist, erkennen: Ja, wirklich 51 00:03:51,500 --> 00:03:57,490 25 Nanometer sind die nicht, wenn man sich den Messbalken, den Scale Bar, anguckt, 52 00:03:57,490 --> 00:04:01,880 der ist 1 Mikrometer, das passt irgendwie nicht. Die sind deutlich dicker auf dem 53 00:04:01,880 --> 00:04:05,980 Mikroskop dargestellt. Und das liegt leider nicht irgendwie an einem Mangel an 54 00:04:05,980 --> 00:04:11,530 Vergrößerung oder so, sondern da spielt uns die Physik ein Schnüppchen. Verdammte 55 00:04:11,530 --> 00:04:15,810 Physik! Der ein oder andere hat vielleicht schon mal von einer Beugungsgrenze 56 00:04:15,810 --> 00:04:23,280 gehört. Die hat Ernst Abbe ausgetüftelt, 1873, wenn mich nicht alles täuscht. Aber 57 00:04:23,280 --> 00:04:27,040 viel wichtiger für die Fluoreszenzmikroskopie ist der junge Mann 58 00:04:27,040 --> 00:04:33,820 da oben: Das ist Baron Rayleigh. Äh, Baron Rayleigh ... ja, ich glaube schon. 59 00:04:33,820 --> 00:04:37,170 Er hat auf jeden Fall sich das Rayleigh-Kriterium ausgedacht und das war 60 00:04:37,170 --> 00:04:41,720 ein Kriterium, wann man zwei punktförmige Lichtquellen noch so gerade voneinander 61 00:04:41,720 --> 00:04:47,270 trennen kann, was der minimale Abstand ist. Und der ist für 62 00:04:47,270 --> 00:04:51,210 Fluoreszenzmikroskopie, weil die ganzen Farbstoffe, die wir benutzen, die uns 63 00:04:51,210 --> 00:04:54,650 unsere schönen bunten Markierungen machen, sind quasi punktförmige 64 00:04:54,650 --> 00:04:59,640 Lichtquellen. Das ist bei uns 250 Nanometer. Kleiner können wir keine 65 00:04:59,640 --> 00:05:03,880 Strukturen auflösen. Leider. Auf jeden Fall nicht mit normaler 66 00:05:03,880 --> 00:05:07,600 Fluoreszenzmikroskopie. Man kann diese Beugungsgrenze jetzt allerdings ein 67 00:05:07,600 --> 00:05:12,450 bisschen austricksen. Da gibt es viele Ansätze für, aber there is no free 68 00:05:12,450 --> 00:05:17,080 lunch. Das heißt, man handelt sich andere Probleme ein, wenn man die Beugungsgrenze 69 00:05:17,080 --> 00:05:21,190 austrickst. Drei hab ich mal mitgebracht: Das eine ist die strukturierte Beleuchtung 70 00:05:21,190 --> 00:05:25,730 oder Structured Illumination Microscopy, kurz SIM. Dann Stimulierte 71 00:05:25,730 --> 00:05:32,280 Emissionsverarmung, STED. Und Einzelmokül-Lokalisationstechniken, für 72 00:05:32,280 --> 00:05:35,440 die letzten beiden, stimulierte Emissionsverarmung und 73 00:05:35,440 --> 00:05:41,100 Einzelmolekkül-Lokalisationstechniken, gab es 2014 den Nobelpreis in Chemie. Für 74 00:05:41,100 --> 00:05:45,170 die strukturierte Beleuchtung leider nicht. Was dahinter steckt, wie die die 75 00:05:45,170 --> 00:05:49,400 Beugungsgrenze austricksen, das sind sehr unterschiedliche Herangehensweisen. SIM 76 00:05:49,400 --> 00:05:54,640 macht das mit Fourier-Transformationen, STED schafft das mit Lasertechnik, das 77 00:05:54,640 --> 00:05:58,930 heißt, die machen direkt etwas mit dem Licht, was auf die Probe fällt. Und bei 78 00:05:58,930 --> 00:06:04,120 der Lokalisationsmikroskopie, da wird das über massenhaftes Anfitten von einzelnen 79 00:06:04,120 --> 00:06:10,190 Signalen gemacht. Deswegen: STED ist eine total faszinierende Technik, aber ein 80 00:06:10,190 --> 00:06:13,800 bisschen langweilig für unseren Kontext hier, weil SIM und die 81 00:06:13,800 --> 00:06:18,300 Lokalisationsmikroskopie braucht sehr viel Rechenleistung und gute Programme, die 82 00:06:18,300 --> 00:06:24,700 dahinter stecken und darüber möchte ich heute sprechen. Und ich fange mit SIM an. 83 00:06:24,700 --> 00:06:30,240 Erst mal die Strukturierte Beleuchtung funktioniert auf, basierend auf dem 84 00:06:30,240 --> 00:06:35,810 Moiré-Effekt oder Moiré-Pattern. Da links kann man sehen, wenn man zwei Gitter 85 00:06:35,810 --> 00:06:40,510 hat und die nebeneinander verschiebt, dann entstehen lustige Muster. Das kennt man 86 00:06:40,510 --> 00:06:43,050 vielleicht auch von einer Autobahn, wenn man unter einer Autobahnbrücke 87 00:06:43,050 --> 00:06:46,510 langfährt und sich die beiden Geländer gegeneinander verschieben. Dann entstehen 88 00:06:46,510 --> 00:06:50,560 auch solche interessanten Muster. Wer jetzt auf der rechten Seite noch nicht so 89 00:06:50,560 --> 00:06:56,980 richtig viel erkennt, fangt mal an, Euren Kopf zu schütteln. Kann man da was 90 00:06:56,980 --> 00:07:02,060 erkennen? Ich hoffe schon, ich hab da oben noch was Kleines: Man sollte einen Mensch 91 00:07:02,060 --> 00:07:09,150 in einem roten Hoodie sehen. Das basiert auch auf diesem Moiré-Effekt. Das 92 00:07:09,150 --> 00:07:11,970 irritiert so. Schüttelt Ihr den Kopf oder seht Ihr nichts? 93 00:07:11,970 --> 00:07:13,990 *Lachen* 94 00:07:13,990 --> 00:07:20,750 Ja, sehr schön! Okay. Das hat also funktioniert. Also man kann mit diesen 95 00:07:20,750 --> 00:07:24,190 Moiré-Pattern tatsächlich verborgene Dinge sichtbar machen. Und das benutzen 96 00:07:24,190 --> 00:07:30,160 wir auch in der Mikroskopie. Wir nehmen ein Gitter und beleuchten damit quasi. 97 00:07:30,160 --> 00:07:33,860 Also wir projizieren ein Gitter mit unserem Anregungslicht in unsere Probe 98 00:07:33,860 --> 00:07:40,130 rein, verschieben dieses Gitter, drehen es um 60°, verschieben es noch ein paar Mal, 99 00:07:40,130 --> 00:07:45,160 drehen es wieder um 60° und daraus machen wir Fourier-Transformationen, aus diesen 100 00:07:45,160 --> 00:07:49,490 Rohdaten. Die sehen dann so pillenförmig aus. Wenn man die alle übereinander legt, 101 00:07:49,490 --> 00:07:53,350 dann entsteht so eine schöne Blume. Da fragt man sich jetzt: 102 00:07:53,350 --> 00:07:57,720 Fourier-Transformation? Hä? Also das ist einfach nur eine Transformation vom Bild- 103 00:07:57,720 --> 00:08:02,200 in den Frequenzraum. Das heißt, außen liegen die kleinen Frequenzen, die kleinen 104 00:08:02,200 --> 00:08:04,850 Bildunterschiede, kleine Helligkeitsunterschiede, und in der Mitte 105 00:08:04,850 --> 00:08:09,190 die großen. Und was hier jetzt dabei rauskommt, sind die lustigen 106 00:08:09,190 --> 00:08:12,880 Blütenblätter außen. In der Mitte dieser Kreis, das wäre ein normales 107 00:08:12,880 --> 00:08:17,460 Mikroskopiebild. Und SIM, diese Verschiebung und Rotation, führen dazu, 108 00:08:17,460 --> 00:08:21,640 dass wir außen ein bisschen mehr Informationen aus dem Bild herauskriegen. 109 00:08:21,640 --> 00:08:27,460 Und dann wird mit dieser Technik das Ergebnis daraus. Und da kann man schon 110 00:08:27,460 --> 00:08:30,960 ziemlich deutlich sehen, dass da tatsächlich mehr Informationen aus so 111 00:08:30,960 --> 00:08:34,179 einem Bild herausgezogen wurden. Einfach nur, weil wir ein paar Mal hin- und 112 00:08:34,179 --> 00:08:38,510 hergeschoben haben und rotiert haben, also mehrere Bilder aufgenommen haben als nur 113 00:08:38,510 --> 00:08:42,950 eins. Jetzt hab ich da noch ... Ach ja, genau ... Wie es funktioniert. Wir nehmen 114 00:08:42,950 --> 00:08:47,480 Rohdaten, diese Verschiebungen und Rotationen, und stecken das in eine 115 00:08:47,480 --> 00:08:54,050 Software rein. Hier zum Beispiel FairSIM. Das ist eine offene, freie Software, wer 116 00:08:54,050 --> 00:08:58,480 Bock hat, geht mal auf Github und guckt Euch das an. Das ist ein Kumpel von mir, 117 00:08:58,480 --> 00:09:03,760 mit dem ich studiert hab an der Uni Bielefeld ... ja ... Ah, keine Reaktion. 118 00:09:03,760 --> 00:09:04,870 Ist ja noch früh. 119 00:09:04,870 --> 00:09:06,750 *Gelächter* 120 00:09:06,750 --> 00:09:11,700 Die haben eine freie Software geschrieben und es gibt für SIM, gibt es größtenteils 121 00:09:11,700 --> 00:09:15,950 nur Software von Mikroskopieherstellern, die das mit ihrem Gerät verkaufen, ja. 122 00:09:15,950 --> 00:09:20,780 „Hier.“ Und dann ist das eine Black Box. Und die haben jetzt sich das mal 123 00:09:20,780 --> 00:09:25,250 vorgeknöpft und eine offene Software daraus gemacht, die, wenn jetzt dann 124 00:09:25,250 --> 00:09:29,320 demnächst, im Februar glaube ich, das nächste Paper raus kommt, was auch Open 125 00:09:29,320 --> 00:09:34,620 Access sein wird, wo sie auf GPUs rechnen, werden sie jede kommerziell verfügbare 126 00:09:34,620 --> 00:09:37,600 Software schlagen. Was ich irgendwie sehr gut finde. 127 00:09:37,600 --> 00:09:43,000 *Applaus* 128 00:09:43,000 --> 00:09:51,400 Und zwar kommerzielle Software braucht für ein Bild zwei Minuten; die: 30 Millisekunden. 129 00:09:51,400 --> 00:09:52,790 *Applaus* 130 00:09:52,790 --> 00:09:59,111 Das ... Genau. Was das Schöne an dieser Technik ist aber auch: Man kann die 131 00:09:59,111 --> 00:10:02,940 Rohdaten nehmen und vielleicht kommt irgendwer darauf: Ey, wir könnten das 132 00:10:02,940 --> 00:10:06,000 vielleicht noch viel besser machen. Vielleicht ist dieses Gitter nicht eine 133 00:10:06,000 --> 00:10:09,291 perfekte Sinuswelle und wir haben eine Korrektur dafür gebastelt und dann haben 134 00:10:09,291 --> 00:10:12,460 wir eine bessere Software, eine andere Software, in die wir das noch mal 135 00:10:12,460 --> 00:10:17,590 reinstecken können und dann wird unser Bild noch besser. Rohdaten sind geil! Wenn 136 00:10:17,590 --> 00:10:22,050 Ihr eins mitnehmt, dann nehmt „Rohdaten sind geil“ mit, okay? Ich hab hier noch 137 00:10:22,050 --> 00:10:27,399 mal ein kleines Beispiel mitgebracht. Das ist eine SIM-Aufnahme und 138 00:10:27,399 --> 00:10:32,490 Lokalisationsmikroskopieaufnahmen von Leberzellen. Und tatsächlich wurde 139 00:10:32,490 --> 00:10:36,610 festgestellt, dass man in der Diagnostik, also tatsächlich auf der Anwendungsseite, 140 00:10:36,610 --> 00:10:39,611 da wo es relativ schnell gehen muss, tatsächlich einen Vorteil mit 141 00:10:39,611 --> 00:10:44,930 Hochauflösung hat für bestimmte Krankheiten, weil die Poren in Leberzellen 142 00:10:44,930 --> 00:10:48,310 die perfekte Größe haben, um das mit Hochauflösung zu untersuchen, wo man 143 00:10:48,310 --> 00:10:53,160 sonst längere Laborarbeit tun musste. Das ist aus einem Paper, was auch Open Access 144 00:10:53,160 --> 00:10:58,770 ist, das Video könnt Ihr Euch auch online angucken. Tut das doch mal. Von meiner 145 00:10:58,770 --> 00:11:04,950 lieben Kollegin Viola Mönkemöller. Genau. So, jetzt gehts weiter zu der 146 00:11:04,950 --> 00:11:08,810 Lokalisationsmikroskopie. Da hab ich drauf gearbeitet, da hab ich meine Doktorarbeit 147 00:11:08,810 --> 00:11:13,370 drin geschrieben. Die Technik heißt Direct Stochastic Optical Reconstruction 148 00:11:13,370 --> 00:11:19,210 Microscopy. Oder kurz: dSTORM. Find ich schön! Und es geht im Prinzip um Blinken. 149 00:11:19,210 --> 00:11:22,480 Wir schütten eine Chemikalie drauf, also photochemisch klären wir das, dass die 150 00:11:22,480 --> 00:11:25,920 ganzen Farbstoffe, die sich auf den Strukturen befinden, keine Lust mehr 151 00:11:25,920 --> 00:11:33,140 haben. Einer von 2000 ist mal an. Aber die meisten sind in einem Aus-Zustand. Und 152 00:11:33,140 --> 00:11:37,720 wenn man sich das dann auf einem Mikroskop anguckt, dann sieht das so aus. Am Anfang 153 00:11:37,720 --> 00:11:40,570 dreh ich den Laser ein bisschen auf, also dafür brauch ich dann tatsächlich auch 154 00:11:40,570 --> 00:11:45,070 einen Laser. Und dann gehen langsam alle aus. Und dann fängt so einzelnes Blinken 155 00:11:45,070 --> 00:11:51,210 an. Und diese Signale sind tatsächlich Signale von einzelnen Molekülen. Die so 156 00:11:51,210 --> 00:11:56,550 punktförmig sind. Und wenn ich diese Signale jetzt aufzeichne, so 10-20000 157 00:11:56,550 --> 00:12:03,140 Bilder nehm ich davon, als Rohdaten. Und dann wird aus so einem verschwommenen 158 00:12:03,140 --> 00:12:08,060 Bildchen da so ein Bild, wenn ich das in die richtige Software, RapidSTORM oder 159 00:12:08,060 --> 00:12:12,290 ThunderSTORM, sehr kreative Namen, übrigens auch freie Software, kann man 160 00:12:12,290 --> 00:12:17,230 sich runterladen, einfach nach googlen mit Lokalisationssoftware hinten dran, weil 161 00:12:17,230 --> 00:12:22,290 ThunderSTORM, da kommt man auf andere Suchergebnisse, hab ich festgestellt. Aber 162 00:12:22,290 --> 00:12:26,290 auf jeden Fall kann man, wenn man das rekonstruiert, so wie hier, dann erkennen: 163 00:12:26,290 --> 00:12:30,530 Ah, das ist nicht ein Mikrotubuli, sondern das sind in der Tat zwei. Und wenn man das 164 00:12:30,530 --> 00:12:36,370 auswertet, man kann die tatsächlich auseinanderhalten. Was den Biologen in mir 165 00:12:36,370 --> 00:12:40,000 sehr, sehr gefreut hat. Aber was auch irgendwie ... naja ... ist ziemlich 166 00:12:40,000 --> 00:12:43,630 deutlich, dass das eine Auflösungs- verbesserung ist. Wie das Ganze 167 00:12:43,630 --> 00:12:48,149 funktioniert, habe ich mal ... herzlichen Dank an Ricardo Henriques, der dieses 168 00:12:48,149 --> 00:12:52,470 tolle Video zusammengeklöppelt hat. Wenn man das Blinken vom Eiffelturm aufzeichnet 169 00:12:52,470 --> 00:12:56,430 mit sehr, sehr vielen Bildern, dann fängt man an, erst mal quasi die Signale 170 00:12:56,430 --> 00:13:01,480 zusammenzusuchen, genau so ist es auch in der Zelle, und dann rekonstruiert man das 171 00:13:01,480 --> 00:13:06,120 Bild Pünktchen für Pünktchen für Pünktchen. Diese gefundenen Signale sind 172 00:13:06,120 --> 00:13:10,160 immer noch beugungsbegrenzt, also verschmiert und unscharf. Aber wenn man 173 00:13:10,160 --> 00:13:14,240 das so einzeln macht, weiß man, dass es eine Punktquelle ist und dann hängt die 174 00:13:14,240 --> 00:13:18,170 Auflösung nur noch von der Anzahl der Photonen ab und nicht mehr von den 175 00:13:18,170 --> 00:13:22,020 Begrenzungen, die wir mit unserer Optik haben. Und deswegen wird dadurch die 176 00:13:22,020 --> 00:13:27,260 Auflösung deutlich besser. Wenn man mehr Farben machen will, dann hat man auch ein 177 00:13:27,260 --> 00:13:31,640 bisschen Probleme damit. Also wir bleiben thematisch auch in Frankreich. 178 00:13:31,640 --> 00:13:35,490 Chromatische Abberation führt dazu, dass man so eine Verschmierung hat. Wenn man 179 00:13:35,490 --> 00:13:39,870 einen weißen Lichtstrahl nimmt, dann wird der von rot über weiß nach blau 180 00:13:39,870 --> 00:13:43,190 verschmiert. Das nennt man chromatische Abberation. Das muss man normalerweise 181 00:13:43,190 --> 00:13:47,500 korrigieren. Mit Registrierung. Das heißt also, man nimmt die beiden Bilder und 182 00:13:47,500 --> 00:13:51,430 versucht sie wieder übereinander zu legen. Aber so eine Registrierung ist 183 00:13:51,430 --> 00:13:55,550 niemals perfekt und man baut dabei Fehler ein. Ich hab in meiner Doktorarbeit eine 184 00:13:55,550 --> 00:14:00,779 Technik entwickelt, die haben wir Spectral Demixing dSTORM genannt oder SD-dSTORM, da 185 00:14:00,779 --> 00:14:03,600 hab ich jetzt leider keine Zeit zu, genau zu erklären, wie das geht. Aber wir 186 00:14:03,600 --> 00:14:08,010 machen Farbe aus Rohdaten. Das kann man sich auch angucken, wie die Software 187 00:14:08,010 --> 00:14:15,850 funktioniert. Rohdaten sind geil, ja? Noch mal! Und hier hab ich dann noch mal ein 188 00:14:15,850 --> 00:14:20,240 paar Beispiele davon mitgebracht, wie das dann aussieht. Wir können damit nicht nur 189 00:14:20,240 --> 00:14:24,650 zwei Farben, sondern auch 3D-Rekonstruktion machen. Das sieht jetzt 190 00:14:24,650 --> 00:14:28,400 alles so ein bisschen zusammengeklöppelt aus, so ein bisschen verpixelt. Aber 191 00:14:28,400 --> 00:14:33,790 tatsächlich sind wir in einer so hohen Auflösung, das glaubt man fast nicht. Und 192 00:14:33,790 --> 00:14:37,870 da Ihr mir das fast nicht glaubt, will ich Euch mal einen kleinen Größenvergleich 193 00:14:37,870 --> 00:14:41,800 geben. Am Anfang sind wir ja vom Cent nach unten gegangen. Den hab ich jetzt noch mal 194 00:14:41,800 --> 00:14:45,760 mitgenommen. Und dieses Vesikel, diese kleine Kugel, die ich eben auf der rechten 195 00:14:45,760 --> 00:14:50,500 Seite hatte, die hat einen Durchmesser von 150 Nanometer, was wirklich nicht viel 196 00:14:50,500 --> 00:14:56,640 ist. Und so ein Centstück hat einen Durchmesser von 15 Millimeter. Wenn wir 197 00:14:56,640 --> 00:15:00,360 uns jetzt mal vorstellen, dass so ein Vesikel, 150 Nanometer, eigentlich ein 198 00:15:00,360 --> 00:15:05,540 Stecknadelkopf ist, der 3 Millimeter Durchmesser hat, dann müsste zum 199 00:15:05,540 --> 00:15:11,619 Vergleich das Centstück eine Größe von 300 Meter haben oder drei Fußballfelder. 200 00:15:11,619 --> 00:15:16,640 Und zur Erinnerung von einem Bild vom Anfang: Diese Stecknadelköpfe oder 201 00:15:16,640 --> 00:15:21,370 Vesikel wären diese grünen, ver- schwommenen Pünktchen, die man am 202 00:15:21,370 --> 00:15:24,720 Anfang in der normalen Fluoreszenz- mikroskopie gesehen hat. Das 203 00:15:24,720 --> 00:15:30,100 heißt, wir sind schon echt ziemlich gut dabei, mehr Details aus diesen Messdaten 204 00:15:30,100 --> 00:15:34,590 rauszuholen. Das führt dazu, dass es wahrscheinlich eine gute Idee ist, 205 00:15:34,590 --> 00:15:39,511 Mikroskope selber zu bauen. Weil so ‘n Spectral Demixing dSTORM, SD-dSTORM, gab 206 00:15:39,511 --> 00:15:42,770 es nicht. Hier hab ich mal ein Timelapse mitgebracht, wie wir unser tolles 207 00:15:42,770 --> 00:15:46,810 Mikroskop, was wir zusammengebastelt haben, gerade umziehen in einen neuen 208 00:15:46,810 --> 00:15:52,020 Raum. Manche Leute sagen, besonders so in den Lebenswissenschaften: „Do it 209 00:15:52,020 --> 00:15:56,540 yourself, Hacking, Tinkering, DIYbio *tut erschrocken* 210 00:15:56,540 --> 00:16:00,420 das macht man doch nicht! Habt Ihr nicht genug Geld, dass Ihr Euch das bestellen 211 00:16:00,420 --> 00:16:08,010 könnt?“ Und ich sag: Basteln ist Wissenschaft! Und Wissenschaft ist Basteln! 212 00:16:08,010 --> 00:16:13,020 *Applaus* 213 00:16:13,020 --> 00:16:16,260 Das gehört dazu! Sonst gibt's keinen Fortschritt oder sonst hätten wir diese 214 00:16:16,260 --> 00:16:21,829 tollen Techniken nicht. Viele dieser Dinge sind 2006 bis 2008 überhaupt erst 215 00:16:21,829 --> 00:16:25,360 erfunden worden, weil es ein paar bekloppte Physiker gab, die mit Biologen 216 00:16:25,360 --> 00:16:28,280 sich zusammengetan haben und überlegt haben: Hey, wie können wir die Auflösung 217 00:16:28,280 --> 00:16:33,850 besser machen? Also ich kann das nicht verstehen und jeder, der das denkt, sollte 218 00:16:33,850 --> 00:16:38,830 vielleicht noch mal kurz drüber nach- denken und mir jetzt weiter zuhören. 219 00:16:38,830 --> 00:16:43,320 Dieses Mikroskop-selber-Basteln funktioniert, weil es da auch eine offene 220 00:16:43,320 --> 00:16:48,000 Softwarelösung gibt, nämlich µManager, basiert auf ImageJ, ist nicht wirklich 221 00:16:48,000 --> 00:16:51,960 wichtig, was ImageJ ist, ist eine tolle Sache, die Biologen gerne benutzen für 222 00:16:51,960 --> 00:16:56,550 Bildauswertung. Aber µManager ist großartig. Damit kann man wirklich die 223 00:16:56,550 --> 00:17:02,200 modernsten Mikroskope steuern, unser SD-dSTORM hat zwanzig Geräte von 12 224 00:17:02,200 --> 00:17:06,949 verschiedenen Herstellern, die laufen alle über diese Software. Die wurden da 225 00:17:06,949 --> 00:17:10,630 erkannt, wenn irgendjemand ein neues Gerät hat und sagt, ah da gibt’s keinen 226 00:17:10,630 --> 00:17:15,409 Treiber für, dann schreibt er den, knallt das in die µManager- Community und dann 227 00:17:15,409 --> 00:17:19,858 können das alle benutzen. Also großartig. Aber was auch cool ist: Dieses 228 00:17:19,858 --> 00:17:25,449 Bild hier, das ist ein Bild von meinem 12-Euro-Mikroskop, was ich hier auch 229 00:17:25,449 --> 00:17:30,669 mitgebracht habe. Das heißt, die Software, die die modernsten Mikroskope 230 00:17:30,669 --> 00:17:34,730 ansteuern kann, kann auch das 12-Euro-Teil, was man bei dem 231 00:17:34,730 --> 00:17:38,549 Onlineversandhändler seines Vertrauens bestellt, ansteuern und damit tolle Sachen 232 00:17:38,549 --> 00:17:41,980 machen. Übrigens Arduino auch. Also wenn man sich seinen eigenen Mikroskoptisch 233 00:17:41,980 --> 00:17:47,480 basteln will: geht! Guckt Euch das Ding an. Es gibt so ein paar Leute, die 234 00:17:47,480 --> 00:17:51,280 dachten: Hey, Selber bauen, das können wir doch auf die Spitze treiben! Ein Artikel 235 00:17:51,280 --> 00:17:57,450 wäre: A Blueprint For Cost-Efficient Localisation Microscopy. Und wenn man sich 236 00:17:57,450 --> 00:18:01,360 das anguckt, so Lokalisationsmikroskope kriegt man von einem kommerziellen 237 00:18:01,360 --> 00:18:06,559 Hersteller für 800.000 Euro. Die können dann zwei Farben und 25 Nanometer 238 00:18:06,559 --> 00:18:14,279 Auflösung. Man kann das auch bauen für 20.000 mit zwei Farben, mit 40 Nanometer. 239 00:18:14,279 --> 00:18:18,210 Und es ist wichtig, dass wir solche Überlegungen machen. Weil unsere Unis 240 00:18:18,210 --> 00:18:22,009 können dann sagen: Hey, wir können Sachen von der Forschungsgrenze auch schon 241 00:18:22,009 --> 00:18:25,519 Leuten im Studium anbieten, dass sie da mal einen Praktikumsversuch dran machen 242 00:18:25,519 --> 00:18:28,929 können. Aber was das heißt für Zweit- oder Drittweltländer, wo es vielleicht 243 00:18:28,929 --> 00:18:33,490 auch mal eine Universität irgendwo gibt, die Forschung machen wollen, ich glaub, 244 00:18:33,490 --> 00:18:36,519 ich muss das nicht weiter unterstreichen, wenn man sich die Zahlen anguckt. Dasselbe 245 00:18:36,519 --> 00:18:44,070 gilt auch für SIM. FairSIM habe ich eben schon drüber gesprochen, FastSIM ist so 246 00:18:44,070 --> 00:18:48,169 eine Idee, wie man relativ günstig auch ein Structured Illumation Microscope 247 00:18:48,169 --> 00:18:53,080 aufbaut. Da hat man dann so, wenn man sich das Kommerzielle anguckt, die kosten 248 00:18:53,080 --> 00:18:57,450 ungefähr eine Million, so ein kommerzielles SIM-Mikroskop, kann vier 249 00:18:57,450 --> 00:19:03,149 Farben, braucht für eine Bildrekonstruktion zwei Minuten. Oder man 250 00:19:03,149 --> 00:19:07,559 nimmt die offene, freie Software und kauft sich seine Teile selber zusammen mit nicht 251 00:19:07,559 --> 00:19:12,560 ganz so, ist halt nicht ganz so schön und mit abwischbaren Oberflächen und so 252 00:19:12,560 --> 00:19:18,029 weiter, ja? Aber deutlich günstiger, 25 Kilo-Euro, drei Farben und 30 253 00:19:18,029 --> 00:19:21,050 Millisekunden mit FairSIM, was ich großartig finde. 254 00:19:21,050 --> 00:19:26,359 *Applaus* 255 00:19:26,359 --> 00:19:30,730 Der Applaus für alle Leute, die in diesem Gebiet arbeiten. Also ich geb das total 256 00:19:30,730 --> 00:19:34,600 gerne weiter. Ich treffe die auch bald wieder in zwei, drei Wochen. Wenn sie 257 00:19:34,600 --> 00:19:40,429 nicht auch gerade zugucken. Hallo! Warum spielen so wenige mit Mikroskopen? Wenn 258 00:19:40,429 --> 00:19:43,780 man in Lebenswissenschaften unterwegs ist, also die Menschen, die in den 259 00:19:43,780 --> 00:19:47,019 Lebenswissenschaften forschen, kümmern sich meistens erst um ihr Experiment, ihre 260 00:19:47,019 --> 00:19:53,480 Probe, um das Stück kleine Leben, die Zellkultur, Zelle, die man da hat, die man 261 00:19:53,480 --> 00:19:58,429 drei Wochen hegt und pflegt, bis man damit ein Experiment macht. Da hat man irgendwie 262 00:19:58,429 --> 00:20:01,929 den Kopf voll. Manchmal hat man auch ganz andere Ideen, die gar nichts mit 263 00:20:01,929 --> 00:20:05,480 Bildauswertung oder mit Mikroskopen zu tun haben. Zum Beispiel sich eine Banane in 264 00:20:05,480 --> 00:20:12,019 den Kopf zu stecken oder so. Das funktioniert alles etwas langsamer. Dieser 265 00:20:12,019 --> 00:20:16,960 ganze Gedanke von Open Data, Open Source, dass wir die Software frei zugänglich 266 00:20:16,960 --> 00:20:22,980 machen. Aber ich merke immer mehr, dass es anders eigentlich nicht geht. Und was ich 267 00:20:22,980 --> 00:20:25,290 erzählen will, ist: Es geht hier weniger um Bilder bei der 268 00:20:25,290 --> 00:20:31,289 Hochauflösungsmikroskopie, sondern es geht um Daten. Und es geht darum, das 269 00:20:31,289 --> 00:20:37,129 alles offen zu machen. Weil wir brauchen gute Leute, die viel besser Software 270 00:20:37,129 --> 00:20:41,400 schreiben können als wir das tun. Ich bin Physiker! Mein Gott, ja? Also 271 00:20:41,400 --> 00:20:45,330 Programmieren ist für mich so Hammer und Meißel, ja? Also da kommt dann immer nur 272 00:20:45,330 --> 00:20:49,719 eine Steinskulptur raus, obwohl es vielleicht ein Gemälde sein soll. Blöder 273 00:20:49,719 --> 00:20:53,659 Vergleich, lassen wir das. Zusammen- fassung: Ich habe Euch was von 274 00:20:53,659 --> 00:20:58,539 einer Beugungsgrenze erzählt, wie sie uns Ärger bereitet, ich hab Euch gesagt, wie 275 00:20:58,539 --> 00:21:05,080 bessere Rechner, bessere Softwarekultur, aber auch moderne Kameras und im 276 00:21:05,080 --> 00:21:08,700 Allgemeinen bessere Technik dazu führt, dass wir Hochauflöungstechniken wie SIM 277 00:21:08,700 --> 00:21:13,479 und dSTORM haben und dass wir günstige Eigenbauten deswegen auch erstellen 278 00:21:13,479 --> 00:21:17,810 können. Es geht hauptsächlich um die Daten. Man muss Mikroskopie als 279 00:21:17,810 --> 00:21:22,239 Datensammlung begreifen und nicht zwangsläufig als etwas, was Bilder macht. 280 00:21:22,239 --> 00:21:28,039 Rohdaten sind geil! Zum dritten Mal. Ich hoffe, jetzt sitzt es. Und wir 281 00:21:28,039 --> 00:21:31,690 Wissenschaftler sind, was das angeht, ein bisschen langsam. Es gibt relativ viele, 282 00:21:31,690 --> 00:21:36,410 die angefangen haben, ihre Software offen rauszugeben, die immer mehr Open Access 283 00:21:36,410 --> 00:21:41,490 publizieren, die immer mehr Daten auch ins Internet stellen. Das muss noch mehr 284 00:21:41,490 --> 00:21:45,690 werden. Habt Geduld mit uns Wissen- schaftlern. Aber es wird immer mehr 285 00:21:45,690 --> 00:21:49,699 Open Science und dann kann jeder mitspielen. Und ich lade jeden herzlich 286 00:21:49,699 --> 00:21:53,669 ein, der ein bisschen Liebe für Bildrekonstruktion und Programmieren in 287 00:21:53,669 --> 00:21:56,779 der Richtung hat, sich die Sachen, die ich heute vorgestellt habe, mal anzugucken. 288 00:21:56,779 --> 00:22:00,169 Vielleicht habt Ihr eine coole Idee, auf die wir in unseren Laboren gar nicht 289 00:22:00,169 --> 00:22:05,870 gekommen sind. Dann bleibt wir wohl nichts Anderes zu sagen als: Herzlichen Dank 290 00:22:05,870 --> 00:22:08,970 fürs Zuhören. Ich treib mich rum an einem kleinen Assembly, Science, 291 00:22:08,970 --> 00:22:16,500 Hacking & Communication, das ist beim Sendezentrum an der Garderobe. 292 00:22:16,500 --> 00:22:18,479 Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit! 293 00:22:18,479 --> 00:22:28,030 *Applaus* 294 00:22:28,030 --> 00:22:32,509 Herald: Danke noch mal für den Extraapplaus für Open Science, die Technikgeschichte und 295 00:22:32,509 --> 00:22:36,529 Wissenschaftsgeschichte, wie alles zusammenhängt. Wir werden Zeit haben für 296 00:22:36,529 --> 00:22:41,609 vier Fragen. Signal Angel, gibt’s was aus dem Internet vielleicht? Leider nein. 297 00:22:41,609 --> 00:22:47,890 Hier links und rechts sind die Mikrofone. Ich rufe auf, wir starten mit Dir. 298 00:22:47,890 --> 00:22:51,000 André: Gibst Du mir ... Du kannst sofort Deine Frage stellen. Eine Sache wollte ich 299 00:22:51,000 --> 00:22:57,179 noch sagen. Ich hab hier gerade µManager laufen auf diesem crappy 12 Euro ... 300 00:22:57,179 --> 00:23:02,659 da hab ich ein Centstück drunter und selbst mit 12 Euro ist eine Vergrößerung 301 00:23:02,659 --> 00:23:08,929 ziemlich gut möglich, die einen schon bisschen beeindruckt. Verdammt, wo ist der 302 00:23:08,929 --> 00:23:15,039 Stern? Ah, da sieht man eine Spitze. Ja, Software, die teure Mikroskope treibt, 303 00:23:15,039 --> 00:23:18,409 kann auch 12 Euro treiben. Also guckt Euch das an. Okay, jetzt bitte, Deine Frage. 304 00:23:18,409 --> 00:23:24,019 Frage: So eine simple Frage für meine Verhältnisse: Du hast gesagt, dass Du 305 00:23:24,019 --> 00:23:27,899 mehrere Fotos machen musst, und dann packst Du die alle zusammen, und dann hast Du ein 306 00:23:27,899 --> 00:23:32,669 Gesamtbild. Was passiert, wenn die Dinge sich bewegen unter Deinem Mikroskop? 307 00:23:32,669 --> 00:23:40,379 André: Das ist, also ... Wichtige Frage. Wenn man sich irgendwelche Dynamiken in der 308 00:23:40,379 --> 00:23:44,609 Biologie angucken muss, muss man natürlich zügig die Bilder machen. Mit SIM, ich hab 309 00:23:44,609 --> 00:23:48,779 ja eben so am Anfang gesagt, wenn man Hochauflösung macht, handelt man sich ganz 310 00:23:48,779 --> 00:23:53,140 andere Probleme ein. Wenn man diese strukturierte Beleuchtung macht, dann macht 311 00:23:53,140 --> 00:23:57,159 man 15 Bilder. Also fünf Verschiebungen, eine Rotation, fünf Verschiebungen, 312 00:23:57,159 --> 00:24:00,990 eine Rotation, fünf Verschiebungen. Wenn man es schafft, diese 15 Bilder 313 00:24:00,990 --> 00:24:07,009 schnell genug zu machen, ich sag mal innerhalb von 20 Millisekunden, und genug 314 00:24:07,009 --> 00:24:12,559 Licht da raus bekommt, dann hat man, wenn man das schnell rekonstruieren kann, hat 315 00:24:12,559 --> 00:24:17,600 man die Möglichkeit, daraus tatsächlich Dynamiken in der Biologie zu beobachten. 316 00:24:17,600 --> 00:24:22,909 Wenn ich 20.000 Bilder machen muss, dann bin ich jetzt nicht so in einer Lage, sehr, 317 00:24:22,909 --> 00:24:28,490 sehr schnelle Prozesse zu beobachten. Aber ich sag mal mit modernen CMOS-Kameras gibt 318 00:24:28,490 --> 00:24:32,029 es schon so die ersten Versuche, diese Lokalisationsmikroskopie zu machen. Man 319 00:24:32,029 --> 00:24:37,070 nimmt in einem Burst 1000 Bilder auf und rekonstruiert dann und dann hat man pro 320 00:24:37,070 --> 00:24:41,190 Sekunde vier Bilder. Damit kann man - hochaufgelöste - , damit kann man schon 321 00:24:41,190 --> 00:24:45,990 anfangen, langsame Dynamiken sich anzugucken. Aber ja. Im Prinzip sind diese 322 00:24:45,990 --> 00:24:50,269 Mikroskopietechniken, besonders die Lokalisierungsmikroskopie: Man tauscht 323 00:24:50,269 --> 00:24:56,289 Auflösung gegen Zeit. Das heißt das, was man im Raum besser auflöst, verliert man in 324 00:24:56,289 --> 00:25:01,690 der Messzeit. Also für so ein Zweifarbenbild, was da so gedreht hat, das hat so zehn 325 00:25:01,690 --> 00:25:05,980 Minuten gebraucht, um das Bild zu machen. 326 00:25:05,980 --> 00:25:08,890 Herald: Okay, bitte hinten an der Vier. 327 00:25:08,890 --> 00:25:12,190 Frage: Ich hab eine Frage. Wie willste denn bei selbstgebauten Mikroskopen 328 00:25:12,190 --> 00:25:16,469 Reproduzierbarkeit von Ergebnissen machen? 329 00:25:16,469 --> 00:25:26,010 André: Man kann ja ... Eigentlich ist es so: Selbst die kommerziell Gebauten sind jetzt 330 00:25:26,010 --> 00:25:31,050 ja nicht zwangsläufig das, was so ein Standardgerät ist, ja? Also wenn ich da 331 00:25:31,050 --> 00:25:33,799 beim Selbstgebauten, okay, das hat vielleicht eine Seriennummer, 332 00:25:33,799 --> 00:25:39,499 aber die ist dann 3. Aber ähm ... 333 00:25:39,499 --> 00:25:44,999 Frage: Du hast Optiken, die sind schon im stärkeren Maße standardisiert, als wenn Du 334 00:25:44,999 --> 00:25:46,799 irgendwas selber zusammenklebst. 335 00:25:46,799 --> 00:25:50,879 André: Nee, also so selber zusammenklebst ... Sagen wir es mal so: Warum diese Sachen, 336 00:25:50,879 --> 00:25:56,829 die ich da vorgestellt habe, immer noch so im 20.000-Euro-Bereich liegen, ist: Man 337 00:25:56,829 --> 00:26:02,929 muss ein gutes Objektiv nehmen. Und da nimmt man ein Standardobjektiv und das 338 00:26:02,929 --> 00:26:08,790 ist das Einzige daran, wo ’s dran hängt und womit es steht und fällt. Und Kamera 339 00:26:08,790 --> 00:26:13,852 und alle Optik dazwischen und so, da hat man, da benutzt man auch die sagen wir mal 340 00:26:13,852 --> 00:26:18,220 die normalen Fehlerstandards und dann legt man natürlich erst mal, wenn man ein 341 00:26:18,220 --> 00:26:22,350 Mikroskop gebaut hat, charakterisiert man seinen Aufbau, macht Testmessungen und 342 00:26:22,350 --> 00:26:27,309 dann funktioniert es. Dann sind die Dinger reproduzierbar. Aber die liefern tatsächlich 343 00:26:27,309 --> 00:26:31,719 überraschend gute Ergebnisse. Also bei manchen Sachen denkste so: Oh, zusammengebaut, 344 00:26:31,719 --> 00:26:37,399 dann gucken wir mal ... Hm! Ach, sieht ja aus wie ein richtiges Mikroskop. Aber ist 345 00:26:37,399 --> 00:26:41,639 ja eigentlich auch ein richtiges Mikroskop. Man darf nicht so viel Angst davor haben, 346 00:26:41,639 --> 00:26:45,859 irgendwie Sachen selber zu basteln. Vernünftige Testmessungen, dann führt das 347 00:26:45,859 --> 00:26:49,510 auch zur Reproduzierbarkeit. Aber das gilt auch für die kommerziellen Systeme: Wenn 348 00:26:49,510 --> 00:26:54,549 die nicht nachweisen, dass sie stabil sind, dann ... *schulterzuck* 349 00:26:54,549 --> 00:26:56,109 Beantwortet das Deine Frage? 350 00:26:56,109 --> 00:26:58,519 Herald: Hier vorne in Blau. 351 00:26:58,519 --> 00:27:03,389 Frage: Es gibt da verschiedene Techniken, wie schon versucht wurde, mit konventionellen 352 00:27:03,389 --> 00:27:08,799 Mikroskopen in Anführungsstrichen das Auflösungslimit zu erhöhen. Emulsion oder 353 00:27:08,799 --> 00:27:12,309 andere Wellenlängen benutzen. Ich hab gesehen, Ihr benutzt hauptsächlich ... 354 00:27:12,309 --> 00:27:18,440 Also war das tatsächlich grün oder war das nur eingefärbt? Und gibt es da schon 355 00:27:18,440 --> 00:27:24,399 Versuche, das jetzt mit UV oder mit vielleicht Extrem-UV zu machen und vielleicht 356 00:27:24,399 --> 00:27:27,959 auch mit Emulsionen, dass man dann halt noch mal die Auflösung, also ich weiß 357 00:27:27,959 --> 00:27:34,090 nicht, was, womit diese 150 Nanometer hinbekommen wurden. Ob Ihr da halt, ob es 358 00:27:34,090 --> 00:27:37,889 da auch in die Richtung Fortschritte gibt? 359 00:27:37,889 --> 00:27:42,259 André: Ähm die Wellenlänge hilft Dir nicht wirklich viel. Also das so auf 360 00:27:42,259 --> 00:27:47,059 konventionelle Art und Weise zu machen. Weil sagen wir mal: Wenn man jetzt überlegt, 361 00:27:47,059 --> 00:27:50,519 okay, ich könnte an der Wellenlänge schrauben, damit ich eine bessere Auflösung 362 00:27:50,519 --> 00:27:55,879 habe. Weswegen will ich das tun? Damit ich keine Zeit verschwende, wahrscheinlich. 363 00:27:55,879 --> 00:28:00,569 Also weil ich mir Leben angucken will. Wenn ich mit harter UV-Strahlung auf lebende 364 00:28:00,569 --> 00:28:07,769 Zellen ... Das geht relativ nur einen sehr kurzen Zeitraum gut. Beziehungsweise 365 00:28:07,769 --> 00:28:11,460 wenn eine Zelle in der Lage ist, relativ schnell zu migrieren, dann läuft die vor 366 00:28:11,460 --> 00:28:12,649 dem Laser auch weg. 367 00:28:12,649 --> 00:28:14,249 *Lachen* 368 00:28:14,249 --> 00:28:18,200 Kein Witz! Also die kann man jagen. Das ist ... 369 00:28:18,200 --> 00:28:19,730 *Lachen* 370 00:28:19,730 --> 00:28:21,750 Ey, wir müssen auch mal Spaß im Labor haben! 371 00:28:21,750 --> 00:28:29,799 *Lachen, Applaus* 372 00:28:29,799 --> 00:28:36,239 Also Wellenlängenspielerei, da hilft jetzt nichts zwangsläufig, weil bei SIM ist das 373 00:28:36,239 --> 00:28:42,759 so ein bisschen, dass man da gerne mal mit 405 Nanometer benutzt, das ist so der 374 00:28:42,759 --> 00:28:47,409 bestaufgelöste Kanal, wo man das Gitter am engsten machen kann. Aber richtig in den 375 00:28:47,409 --> 00:28:51,270 UV-Bereich geht man jetzt nicht rein. Es gibt für Standardmikroskope noch andere 376 00:28:51,270 --> 00:28:55,450 Ansätze, zum Beispiel Confocal- oder Deconvolution-Mikroskopie, wo man dann 377 00:28:55,450 --> 00:29:00,259 halt im Nachheinein halt auch so ein paar Sachen rausrechnet. Aber wenn man wirklich 378 00:29:00,259 --> 00:29:04,659 so auf diese Größen kommen will ... Bei dieser 150-Nanometer-Kugel, bei diesem 379 00:29:04,659 --> 00:29:08,850 Vesikel, war’s halt so: Wenn man da genau hinguckt, dann kann man auch sehen, das 380 00:29:08,850 --> 00:29:12,259 Ding ist hohl innen drin, das heißt ich hab also Strukturen, die deutlich kleiner 381 00:29:12,259 --> 00:29:17,419 sind, die ich damit auflöse, und das machen wir mit rotem Licht. Also wir haben 382 00:29:17,419 --> 00:29:24,039 das mit 643 Nanometer geimaget. Das heißt also, da ist die Wellenlänge gar nicht so 383 00:29:24,039 --> 00:29:28,029 wichtig. Es geht darum, dass möglichst viele Photonen rauskommen. Davon hängt in 384 00:29:28,029 --> 00:29:32,260 dem Fall unsere Auflösung ab. 385 00:29:32,260 --> 00:29:36,509 Herald: Okay. Letzte Frage aus dem Internet. Der Signal Angel sitzt dort. 386 00:29:36,509 --> 00:29:41,389 Signal Angel: Das Internet hat die Frage nach der Größe, die so ein Mikroskop für 387 00:29:41,389 --> 00:29:46,429 25 Nanometer Auflösung haben muss. Ich würde das ganz gerne in eigener Sache 388 00:29:46,429 --> 00:29:49,550 erweiteren: Wie verhalten sich denn so Größe und Komplexität zwischen den 389 00:29:49,550 --> 00:29:54,270 Kommerziellen und einem Selbstbau? 390 00:29:54,270 --> 00:30:00,019 André: Sagen wir’s mal so: Das sind so zwei Seiten einer Medaille. Wenn ich ein 391 00:30:00,019 --> 00:30:04,669 kommmerzielles Mikroskop da stehen habe, die verkaufen so ein Mikro ... die dürfen 392 00:30:04,669 --> 00:30:10,549 so ein Mikroskop gar nicht verkaufen, wenn Du theoretisch in der Lage bist, durch die 393 00:30:10,549 --> 00:30:16,470 Okulare durchzugucken und drei Laser anzumachen, die auf die Probe scheinen. 394 00:30:16,470 --> 00:30:22,471 Macht total Sinn, dass man das nicht darf, ja? Weil ansonsten ... man hat da halt nur 395 00:30:22,471 --> 00:30:27,070 zwei Augen, die kann man, das ist so ein bisschen kompliziert. Beziehungsweise man 396 00:30:27,070 --> 00:30:32,169 macht dann auch die Geräte etwas größer, weil sie temperaturstabil sein sollen, weil 397 00:30:32,169 --> 00:30:36,059 es auch eine Wertigkeit haben soll, ja, beziehungsweise man möchte in der Fertigung 398 00:30:36,059 --> 00:30:42,999 auch immer die Standardkästen benutzen. Bei Eigenbaumikroskopen hab ich den Vorteil: 399 00:30:42,999 --> 00:30:47,190 Wofür brauch ich Okulare, wenn ich weiß, ich will mit dem Ding nur Hochauflösung 400 00:30:47,190 --> 00:30:50,969 machen? Ich muss da gar nicht durchgucken, ich hab meine Beleuchtung perfekt auf 401 00:30:50,969 --> 00:30:55,389 meine Kamera abgestellt, ich guck immer auf den Monitor. Erstens Lasersicherheit 402 00:30:55,389 --> 00:30:59,570 total super, weil dann komm ich gar nicht in die Versuchung, durchzugucken und mich 403 00:30:59,570 --> 00:31:02,740 Laserlicht auszusetzen. Dann seh ich’s immer nur auf der Kamera. Aber 404 00:31:02,740 --> 00:31:07,200 dementsprechend sind die Philosophien, wie man sowas selber baut und aufbaut, 405 00:31:07,200 --> 00:31:12,219 vollkommen andere. Man kann sich da irgendwo in der Mitte annähern, aber tatsächlich das, 406 00:31:12,219 --> 00:31:18,360 woran man sehr viel Geld spart, sind so große Verpackungen, sehr schwere stabile 407 00:31:18,360 --> 00:31:22,830 Stative, wo man dann viele Möglichkeiten hat, Filter einzusetzen und so weiter und 408 00:31:22,830 --> 00:31:27,249 so fort. Wo man einfach nur einen Filter reinklickt, den dreht, die Software erkennt 409 00:31:27,249 --> 00:31:32,440 den und dann klickt man auf drei Dinge ... Bei einem Selbstgebauten ist es dann halt 410 00:31:32,440 --> 00:31:35,309 so, da muss man eine Schraube lösen, muss den reinfummeln in eine Halterung, muss 411 00:31:35,309 --> 00:31:39,489 dann wieder gucken, ob der Strahlengang passt und so. Das ist eventuell ein bisschen 412 00:31:39,489 --> 00:31:44,710 aufwendiger und nicht wirklich schön und user-friendly. Aber da findet man immer 413 00:31:44,710 --> 00:31:53,179 Lösungen. Natürlich ist in diesen hohen Kosten auch Maintenance und Wartung und 414 00:31:53,179 --> 00:31:56,690 so ein bisschen mit drin und natürlich hat man da eine Garantie, die man beim 415 00:31:56,690 --> 00:32:03,799 Selbstbau nicht hat. Definitiv. Ändert nichts an dem horrenden Preisunterschied. 416 00:32:03,799 --> 00:32:07,059 Herald: Okay. Ganz vielen Dank, André, für Deinen tollen Vortrag. Wer sich für Physik 417 00:32:07,059 --> 00:32:12,139 interessiert: Es geht hier gleich auch weiter mit dem CERN und Big Data, Physics 418 00:32:12,139 --> 00:32:15,550 und Computing. Noch mal einen großen Applaus für Dich. 419 00:32:15,550 --> 00:32:24,409 *Applaus* 420 00:32:24,409 --> 00:32:48,581 *Abspannmusik*