Techniklexikon

Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie

FCS, höchstempfindliches optisches Verfahren zum Nachweis von Molekülbeweglichkeiten sowie geringster Konzentrationen fluoreszierender Substanzen. Ein Fluoreszenzkorrelationsspektrometer besteht aus einem Auflichtmikroskop, in das ein Laserstrahl als Beleuchtungsquelle eingekoppelt wird. Meist werden dazu modifizierte Konfokalmikroskope (Konfokalmikroskopie) verwendet. Das Laserlicht wird durch das Mikroskopobjektiv auf die Probe fokussiert. Das Fokusvolumen, das von Objektivvergrösserung, numerischer Apertur und der Wellenlänge des verwendeten Laserlichtes abhängt, liegt in der Grössenordnung von 10^-15 Liter (1 Femtoliter). Es ist so klein, dass sich im zeitlichen Mittel kein fluoreszierendes Partikel darin befindet. Die nachzuweisenden Partikel wandern durch Diffusion und die übliche Brownsche Molekularbewegung in das Fokusvolumen des beleuchtenden Laserstrahls. Hier werden sie für die Dauer der mittleren Aufenthaltszeit von wenigen Millisekunden zur Fluoreszenz angeregt. Wegen der extrem geringen Anzahl tatsächlicher Fluoreszenzereignisse muss dafür Sorge getragen werden, dass der Rauschhintergrund auf ein Minimum reduziert wird. Um dies zu erreichen, werden nur Photonen nachgewiesen, die zeitlich korreliert sind.  Untersucht werden mit der FCS z.B. Effekte, die die Moleküldynamik signifikant beeinflussen, wie chemische Reaktionen, Solvatation sowie Komplexbildung. Des weiteren können noch Konzentrationen im attomolaren Bereich ermittelt werden.