Mithilfe von Farbstoffen kann man einzelne Moleküle zum Leuchten bringen. Schleust man sie in Zellen ein, kann man diese unter einem Fluoreszenzmikroskop untersuchen. Mittlerweile sind solche Mikroskope so leistungsstark, dass einzelne Farbstoffmoleküle detektiert werden können. So lassen sich die Abläufe in einer Zelle sichtbar machen.
Die Detektion der Fluoreszenz einzelner Moleküle ist mittlerweile eine Routineaufgabe in vielen Laboren auf der ganzen Welt. Allerdings leuchten die Moleküle nur sehr schwach, weshalb teure optische Instrumente benötigt werden.
Eine Alternative ist es, mithilfe von DNA-Antennen an einzelne Moleküle zu bauen. Diese verstärken das Lichtsignal, sodass es mit einer Kamera von einem handelsüblichen Smartphone detektiert werden kann.
Skizze des tragbaren Smartphone-Mikroskops. Die Moleküle in der Probe werden mithilfe des Lasers zum Leuchten gebracht und könnten mit dem oben aufliegenden Smartphone detektiert werden. Credit: CC BY 4.0 Trofymchuk et al. Nat Commun 12, 950 (2021).
(a) Mikroskopiebild und (b) Skizzen des DNA-Origamis. (c) Bild einer Antenne mit 100 nm großen Nanopartikeln. (d) Fluoreszenzintensitäten eines einzelnen Farbstoffs. Credit: CC BY 4.0 Trofymchuk et al. Nat Commun 12, 950 (2021).
