Digitalholographische Refraktometrie lebender Zellen in Suspension

Digitalholographische Verfahren ermöglichen eine quantitative Multifokus-Phasenkontrastmikroskopie, die zur markerfreien dynamischen Lebendzellanalyse geeignet ist. Die Berechnung der Zelldicke aus digitalholographischen Phasenverteilungen erfordert präzise Informationen über den Brechungsindex von Einzelzellen, sowie über dessen statistische Verteilung. Es wird ein digitalholographisches Verfahren zur Bestimmung des integralen Brechungsindex von Suspensionszellen vorgestellt. Vorraussetzung hierfür sind ein sphärisches Zellvolumen und die Kenntnis über den Brechungsindex des Zellkulturmediums sowie den Abbildungsmaßstab. Die digitalholographische (Nach-)Fokussierung von Messdaten ermöglicht dabei eine Vermessung von Zellen in verschiedenen Fokusebenen. Die Sensitivität des Verfahrens wird anhand von Simulationen und Phasendaten synthetischer Partikel („beads“) ermittelt. Die Demonstration der Einsatzfähigkeit des Verfahrens erfolgt bei der Bestimmung der Brechungsindexstatistik von humanen Pankreas- und Lebertumorzellen.