在顯微鏡下研究生物細胞，研究人員所麵臨的一個問題是，任何所準備的治療方式都會改變細胞。許多細菌喜歡在溶液中自由遊動。血細胞也是相似的：他們是連續且快速流動的，而不是停留在表麵上的。而事實上，如果把它們固定在一個表麵上就會改變他們的結構，他們就會死掉。
“我們的這種新的研究方法允許我們不用將細胞固定在基底表麵上，然後可以使用一個光阱以一種非常高的分辨率來研究它們。這些細胞是由一種光學牽引梁保持在一個地方的。這種激光束的原理是和在電視劇《星際迷航》見到的那種很相似，” Thomas Huser教授說。他是物理係生物光子學研究組的組長。“特別的是，樣品不僅不用基板進行固定，他也可以被翻轉和旋轉。激光束的功能是作為顯微鏡進行小範圍調整的一個擴展的輔助。
比勒費爾德物理學家進一步開發超分辨率熒光顯微鏡的使用過程。這被認為是生物學和生物醫學的一項關鍵技術，因為它提供了一種在一個高度規模化情況下研究活體細胞生活生物過程的方法，在目前這種研究還隻能在電子顯微鏡下實現。為了獲得這樣的顯微鏡的圖像，研究人員將熒光探針添加到他們希望研究的細胞中，然後這些細胞會在激光束的指向下被點亮。然後，一個傳感器可以用來記錄這種熒光輻射，使研究人員甚至可以獲得的該細胞的三維圖像。
在他們的這種新的方法中，比勒費爾德的研究人員使用第二個激光束作為一個光學陷阱，使細胞在顯微鏡下可浮動，並可以按研究人員的意誌進行移動。“激光束是非常密集的，但肉眼是看不到的，因為它使用的是紅外線，” Robin Diekmann說，他是生物光子學研究小組的成員。“當激光束指向一個細胞時，把它放在光束的焦點位置，細胞內會產生力，”Diekmann說。使用他們的這種新方法，比勒費爾德大學的物理學家已經成功地實現了細胞的保持和旋轉狀態，並以這樣一種方式，他們可以從幾個側麵獲得的該細胞的圖像。由於旋轉，研究人員可以獲得分辨率大約為0.0001毫米的DNA的三維結構。
Huser教授和他的團隊希望進一步修改的這種研究方法，這將使他們能夠觀察活細胞之間的相互作用。然後，他們將能夠研究，例如，細菌是如何穿透細胞等過程。
為了開發新的方法，勒費爾德大學的科學家們與Mike Heilemann教授和來自沃爾夫岡歌德法蘭克福大學的Christoph Spahn一起合作進行研究。
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