In letzter Zeit wurde der optischen Detektion von einzelnen Farbstoffmolekülen viel Interesse entgegengebracht, u.a. weil diese Moleküle als sehr sensitive Sonden für ihre Nanoumgebung eingesetzt werden können. Die neueren Entwicklungen von hochauflösenden und äusserst empfindlichen optischen Methoden, wie der nahfeld-optischen Mikroskopie (SNOM für Scanning Near-Field Optical Microscopy), der konfokalen Lasermikroskopie (CLSM für Confocal Laser Scanning Microscopy), und auch der Tieftemperatur-Spektroskopie, haben deutliche Fortschritte ermöglicht.

In diesem Beitrag werden neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der nahfeld-optischen Mikroskopie mit mikrofabrizierten Spitzen vorgestellt. Hierbei konnten metallische Nanomuster und einzelne fluoreszierende Moleküle mit einer räumlichen lateralen Auflösung von etwa 30 nm abgebildet werden. Da einzelne Fluorophore ideale Punktobjekte sind, stellt die Breite der Intensitätsverteilung ein gutes Mass für die optische Auflösung dar. Trotz einiger offener Fragen machen diese Resultate die Bedeutung von mikrofabrizierten Sonden für die nahfeld-optische Mikroskopie deutlich.

Obwohl höchstauflösende Mikroskopie in zahlreichen Anwendungsgebieten wichtig ist, so ist doch die konfokale Lasermikroskopie häufig die geeignete Methode zur quantitativen Untersuchung von einzelnen fluoreszierenden Objekten. Typischerweise werden hierzu die Objekte auf eine Oberfläche aufgebracht und soweit verdünnt, dass sie hinreichend weit voneinander entfernt sind, um im Laserfokus einzeln adressiert werden zu können. Die räumliche Orientierung sowie das zeitliche Verhalten von einzelnen Fluorophoren kann durch das Verwenden von polarisiertem Licht und zeitaufgelöster Detektion untersucht werden. Erste Experimente mit fluoreszenz-detektiertem zirkulären Dichroismus (FDCD) von einzelnen optisch aktiven Molekülen in nicht-razemischen Mischungen deuten darauf hin, dass eine Unterscheidung der Enantiomere möglich sein könnte. Trotz zahlreicher offener Fragen und möglicher Unsicherheiten erscheint diese Technik vielversprechend für die Untersuchung einzelner chiraler Moleküle.
 
 
Leiterin EMPA Akademie
Dr. Anne Satir