3D fluorescence microscopy with isotropic resolution on the nanoscale [Elektronische Ressource] / put forward by Roman Schmidt

Dissertationsubmitted to theCombined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematicsof the Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germanyfor the degree ofDoctor of Natural SciencesPut forward byDiplom-Physiker Roman Schmidtborn in Wuppertal, GermanyOral examination: November 5th, 20083D uorescence microscopywith isotropic resolutionon the nanoscaleReferees:Prof. Dr. Stefan W. HellProf. Dr. Christoph CremerKurzdarstellung.Die Au osung eines jeden linearen Abbildungverfahrens ist durch seine Punkt-bildfunktion (engl. point-spread-function, PSF) gegeben, die das Verwascheneines Punktes des Urbilds quanti ziert. Je scharfer die PSF, desto besser dieAu osung. In der herk ommlichen Fluoreszenzmikroskopie weist die PSF beu-gungsbedingt ein zigarrenf ormiges Hauptmaximum auf, welches auch fokalerFleck genannt wird. Seine Ausdehnung betragt mindestens die Halfte derLichtwellenlange ( = 400-800 nm) in der Fokalebene und> entlang der op-tischen Achse (z). Obwohl Konzepte entwickelt wurden, die den fokalen Flecksowohl lateral als auch axial scharfen, ist es bisher keinem von ihnen gelun-gen, das ultimatives Ziel zu erreichen: Die isotrope Abbildung mittels eineskugelf ormigen fokalen Flecks, der beliebig verkleinert werden kann.