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Aargauer Forscher verbessern Röntgenmikroskope

Forscher des Paul Scherrer Instituts haben eine Methode gefunden, um die Auflösung von Bildern in der Röntgenmikroskopie zu erhöhen. Damit können auch Gewebe und Zellen besser untersucht werden, was zu neuen Erkenntnissen über Krankheiten führen könnte.

Die beiden PSI-Forschenden, Klaus Wakonig und Ana Diaz.
Klaus Wakonig und Ana Diaz haben gemeinsam mit weiteren PSI-Forschenden erstmalig das Prinzip der Fourier-Ptychografie auf die Röntgenmikroskopie übertragen. Bild: Paul Scherrer Institut/Markus Fischer

Die Röntgenmikroskopie verschafft Forschern Einblick in nanometerkleine Strukturen von Computerchips bis zu lebenden Geweben. Forscher des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben nun eine Methode gefunden, mit der die Auflösung dieser Mikroskopiebilder noch weiter erhöht werden kann.

Für eine höhere Auflösung der Bilder bräuchte es eigentlich grosse Linsen. Diese sind aber im Röntgenbereich sehr ineffizient, erklärt das PSI. Die Forscher haben das Problem gelöst, indem sie eine kleine, effiziente Linse immer wieder verschoben haben und an jedem Punkt ein Bild aufgenommen haben. Dabei wird der Bereich einer ideal grossen Linse abgedeckt. Anschliessend verwendeten die Forscher Computer Computeralgorithmen, um alle Bilder zu verbinden und so eine hochaufgelöste Aufnahme zu erzeugen.

Das Verfahren heisst Fourier-Ptychografie und wird bereits seit 2013 für hochauflösende Mikroskopie im sichtbaren Wellenlängenbereich verwendet. Die PSI-Forscher konnten das Verfahren aber erstmals auch auf den Röntgenbereich anwenden.

Mit der Methode können laut dem PSI auch Gewebe und Zellverbände besser untersucht werden. Davon erhoffen sich die Forschenden neue Erkenntnisse über die Entstehung von Krankheiten wie Alzheimer oder Hepatitis.

Derzeit sind noch Grossforschungsanlagen wie die Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) am PSI nötig, um das Verfahren einzusetzen. Die Forscher untersuchen aber, ob sich das Verfahren auch unter einfacheren Umständen verwirklichen liesse. Dies würde viele weitere Anwendungsbereiche erschliessen.

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