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Hannover Schnelle 3-D-Bilder erleichtern Analyse von Viren
Nachrichten Hannover Schnelle 3-D-Bilder erleichtern Analyse von Viren
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17:50 16.04.2019
Ein Röntgenlaserpuls beleuchtet ein ausgeschnittenes Kreuz aus zwei Richtungen. Die sternförmigen Bilder werden danach zu einem 3-D-Objekt rekonstruiert. Quelle: Darstellung: Hamed Merdji, CEA-Saclay
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Hannover

Mit einem neuen Bildgebungsverfahren können Viren und andere winzige Strukturen auf Nanoebene viel schneller als bisher analysiert werden. Ein internationales Forscherteam hat die Methode für ultraschnelle 3-D-Bilder mit Beteiligung der Leibniz-Universität Hannover entwickelt.

Dabei teilt sich ein einzelner Röntgen-Laserstrahl und trifft aus zwei unterschiedlichen Winkeln auf ein Objekt. Das erlaubt den Forschern, aus den Aufnahmen ein räumliches Bild zu erschaffen und die dreidimensionale Struktur des Objekts zu erfassen. „Unser Verfahren ermöglicht 3-D-Rekonstruktionen im Nanometerbereich mit einer einzigen Aufnahme, welche sich aus zwei Bildern mit unterschiedlichem Blickpunkt zusammensetzt“, erläutert Professor Milutin Kovacev vom Institut für Quantenoptik der Leibniz-Uni. Das Verfahren ähnelt dem menschlichen Sehen, wenn das Gehirn aus den leicht unterschiedlichen Blickwinkeln der beiden Augen ein dreidimensionales Bild formt.

Viren können schnell analysiert werden

Bisher mussten zur Analyse von Nanostrukturen in der Natur hunderte Einzelaufnahmen rechnerisch zu einem dreidimensionalen Bild geformt werden. Dies bedeutet einen beträchtlichen zeitlichen Aufwand, große Datenmengen und hohe Strahlung. Das neue Verfahren erleichtert die 3-D-Strukturabbildung von Makromolekülen und könnte Anwendung in Biologie, Medizin und Industrie finden. Die Proteinstruktur eines Virus könnte zukünftig schnell und mit wenig Aufwand untersucht werden. Sie ist entscheidend für Funktion und Verhalten eines Virus und deshalb wichtig für medizinische Diagnosen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Frankreich, Deutschland und Portugal haben ihre Ergebnisse im Fachmagazin Nature Photonics veröffentlicht. Das Laserlab Europe hat die Arbeit gefördert, dieses Konsortium europäischer Labore stärkt die interdisziplinäre Laserforschung.

Von Bärbel Hilbig

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