Simultane Kernspin- und optische Mikroskopie mit adaptiven Linsen

Wir zeigen ein kompaktes, voll funktionales Mikroskop, welches kompatibel mit den starken elektromagnetischen Feldern eines Kleintier-Magnetresonanz(MR)-Tomographen ist, um Proben simultan zur MR-Mikroskopie optisch zu beobachten. Dies ermöglicht die Anreicherung des optischen Bildes mit MR-spektroskopischen Informationen bzw. die Ergänzung des MR-Bildes mit dem höher aufgelösten optischen Bild. Zudem ermöglicht die optische Echtzeitbeobachtung dynamische in-vivo Studien. Die MR-Beobachtung erfolgt wahlweise über die standardmäßige „Quadraturspule“, die das Mikroskop umschließt, oder über eine in die Probenhalterung integrierte Mikrospule. Das Mikroskop ist dafür mit einem Außendurchmesser von nur 70mm weitestgehend aus Kunststoff gefertigt, sodass Metall hauptsächlich in der MR-modifizierten und geschirmten Kamera verwendet wird; die Störung des 9,4T Magnetfelds wurde auf 19ppb minimiert. Mit einer planapochromatischen Korrektur wurde eine beugungsbegrenzte Auflösung von 0,5µm bis 2µm bei (0,5mm)³ bis (2mm)³ Beobachtungsvolumina realisiert. Das Kernstück ist eine extrem kompakte adaptive asphärische Piezo-Glasmembranlinse, die in wenigen Millisekunden durch das Objekt fokussiert.