Beschaffung eines Multiphotonen-Scanningmikroskopes und einem gepulsten Titan: Saphir-Laser

Universitätsklinikum Bonn

Die genaue Funktion und Regulierung des Myelin im ZNS ist bisher im lebenden Tier nur sehr schlecht un-tersucht. Die Regulierung der Myelinisierung scheint auf einem komplexen funktionellen Zusammenspiel von verschiedenen Gliazellen, hauptsächlich Oligodendrozyten und Astrozyten untereinander zu basieren, sowie deren Wechselwirkung mit neuronalen Zellen. Ein wirkliches Verständnis des Zusammenspiels dieser verschiedenen Elemente bei der Myelinisierung ist nur möglich, wenn von der Vielzahl von Zellen im komplexen ZNS-Gewebe verschiedene Zellaktivitäten/Zelleigenschaften gleichzeitig mit subzellulärer Auflö-sung optisch abgeleitet werden können. Gleichzeitig, oder sequenziell, sollte es möglich sein, die Aktivität bestimmter definierter neuronaler oder glialer Zellgruppen mit hoher zeitlicher Auflösung selektiv anzuregen oder zu hemmen. Wir sind überzeugt, dass uns diese Technologie einen neuen Einblick in die Funktion und Regulierung der ZNS Myelinisierung mit subzellulärer Auflösung erlaubt. Die Anwendung und Kombination neuartiger genetisch codierter fluoreszierender Reporterproteine im Vertebraten-Modellsystem Zebrafisch zusammen mit den optischen Möglichkeiten der 2-photonen Scan-Mikroskopie und der Möglichkeit, mit Hilfe von lichtbasierten Stimulationsverfahren eine selektive Modulation der Aktivität von genetisch definierten Glia- oder Neuronalen- Zellpopulationen durchzuführen, lässt es möglich erscheinen, grundsätzliche Signalwege bei der Myelinisierung und der Re-Myelinisierung im intakten ZNS zu entschlüsseln. Die Anwendung dieser Technologien am lebenden Tier (Zebrafisch) sollte es zudem erlauben, die Auswirkung der Myelinisierung auf fundamentalen Vorgängen wie z. B. motorisches Lernen und Gedächtnis zu entschlüsseln, und deren Störung bei neurologischen Erkrankungen am Modell zu verstehen. Beides ist mit herkömmlichen Mikroskopieverfahren nur sehr eingeschränkt möglich. Aus den Anforderungen an die simultane/parallele Messung von großen Ensembles von Zellen mit neu entwickelten Imaging-Techniken in intak-ten Zebrafischen in-vivo, sowie der Anforderung zur lichtbasierten Stimulation ergeben sich die folgenden allgemeinen Anforderungen:
1. Das Scansystem muss im Multiphotonen-Modus parallel für 2, sowohl bei der Anregung als auch bei der Emission wählbaren, Farbkanäle Bildraten von mindestens 20 Bildern pro Sekunde unterstüt-zen und dabei ein möglichst großes Gesichtsfeld aufweisen (z. B. 512 x 512 Pixel bei Verwendung der 20 x Objektiv Vergrößerung). Erwarteten Zell-Signale können schnell sein (im 10-tel Sekundenbereich) und über einen räumlich weiten Bereich verteilt (siehe oben).
2. Das System muss zum Arbeiten in-vivo in stark streuenden Geweben ausgelegt sein. Außerdem muss es einen Anregungswellenbereich des Multiphotonen Lasers bis mindestens 1 250 nm und paralleles Imaging unterstützen. Begründung: das System soll optimal zur Detektion des nativen Myelin mittels 3rd-Harmonic Imaging und eines weiteren fluoreszierenden Reporters eigesetzt werden können.
3. Das System muss für Langzeituntersuchungen (Time-Laps Aufnahmen von bis zu 48 h) in den x-y-z Positionen mechanisch sehr stabil sowie über die Software ansteuerbar und programmierbar sein. Des Weiteren ist es wichtig, dass ein möglichst guter/freier Zugang zu der Probe (Zebrafisch) für wei-tere elektrophysiologische bzw. mechanische Stimulationseinheiten gegeben ist.
4. Das Mikroskop muss einen schnellen, programmierbaren Wechsel der Fokusebene zulassen (Delta 1 m bei < 25 ms) um schnelle Signale aus 2 oder mehr Bildebenen entlang der Fokusachse (z) aufnehmen zu können.
5. Simultan zu dem schnellen Aufnehmen von mindestens 20 Bildern pro Sekunde muss ein weiterer Laser über dasselbe Scan-Spiegel Paar (sequenziell) und/oder ein zusätzliches optionales unabhängiges Scan-Spiegel Paar (parallel) zur Fotostimulation genutzt werden können. Hierfür sollten verschiedene Laserwellenlängen (hauptsächlich aber multiphotonen/infrarot) einkoppelbar und wählbar sein. Dies wird für die Aktivierung von lichtsensitiven Proteinen (sog. Opsinen), dem Uncaging von gebundenen Substanzen oder ähnlichem benötigt.
6. Das System muss geeignete technische Vorkehrungen treffen, um Phototoxizität möglichst gering zu halten. Sowie so lichtsensitiv für die zu untersuchende Proben-Fluoreszenz wie möglich sein.
7. Besondere Priorität liegt auf der allgemeinen Bedienerfreundlichkeit (Multiuserfreundlichkeit) des Systems und der Software. Multiphotonenmikroskope sind sehr komplex und ihre technische Justage kann, in ungünstigen Konstellationen, enorm viel Zeit verschlingen. Dennoch sollte die Mikroskopie sehr stabil, verlässlich und mit wenig Wartung und Justage funktioniert.

Die Frist für den Eingang der Angebote war 2013-10-30. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2013-09-20.

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