FluMiKal - Standardisierung und Normung von Messmethoden zur Charakterisierung von Fluoreszenz-Mikroskopen mit fluoreszenzbasierten Kalibrierwerkzeugen

Abstract

Ziel des Projektes FluMiKal ist die Entwicklung, Optimierung und Validierung von einfach handhabbaren und möglichst breit einsetzbaren Kalibrierwerkzeugen und normungsfähigen Messverfahren zur Charakterisierung gängiger Geräteparameter, die bei Weitfeld- und konfokalen Fluoreszenzmikroskopen inklusive Superauflösungs- und FLIM-Systemen, die detektierten Fluoreszenzsignale beeinflussen. Im Fokus stehen dabei die wichtigsten Performance- Parameter wie die Punktauflösung in xy- und z-Richtung, die Point Spread Function, die chromatische Aberration, die Wellenlängenabhängigkeit der spektralen Empfindlichkeit, der Linearitätsbereich und die Empfindlichkeit des Detektionssystems, die Homogenität der Ausleuchtung sowie die Zuverlässigkeit der Bestimmung des analytspezifischen Parameters Fluoreszenzlebensdauer im sichtbaren und nahinfraroten Spektralbereich. Zur Kontrolle dieser verschiedenen Parameter soll eine innovative Kalibrierslide-Plattform entwickelt werden. Die Basis für diese Plattform sind neue Slides, in die zwei oder sechs Mikrokanalstrukturen integriert sind, die mit verschiedenen Lösungen molekularer und/oder nanoskaliger Fluorophore mit unterschiedlichen und genau bekannten Absorptions- und Fluoreszenzeigenschaften für spektrale und/oder Intensitätskalibrierungen befüllt werden können. Für die Überprüfung der Zeitachse bei FLIM-Systemen sollen in diesem Projekt zu erforschende Fluoreszenzstandards bekannter Fluoreszenzlebensdauer eingesetzt werden. Die spektroskopische Charakterisierung der Fluoreszenzstandardlösungen wird an rückführbar kalibrierten Spektrometern mit bekannter Messunsicherheit erfolgen. Zur Positions- und Fokusfindung beim Anwender soll später ein einfaches Koordinatensystem und Nivellierpunkte in die Kalibrierslides eingebracht werden als spätere Voraussetzung für eine automatisierte Erfassung vieler der oben beschriebenen Parameter. Zur Überführung in normungsfähige Messverfahren für die Mikroskopcharakterisierung im DIN-Ausschuss NA 027-01-04 AA "Mikroskopie" werden diese Kalibrierwerkzeuge an verschiedenen Mikroskoptypen validiert und ggf. optimiert, beides in Abstimmung mit den deutschen Geräteherstellern Zeiss und Leica.