12.12.2023
Vergleich zwischen Messung (links) und Simulation (rechts) der Glare Points einer 5µm Polystyrol Kugel. Zur Verdeutlichung ist der Umriss der Kugeln unter Berücksichtigung des vom Hersteller angegebenen Durchmessers der Kugeln halb-transparent mit eingezeichnet.
Ein optisches Durchflusszytometer analysiert und zählt Zellen und Partikel u.a. anhand der gemessenen Intensität ihres Streulichts. In den letzten Jahren ist es jedoch immer populärer geworden, das Streulicht auf eine Kamera abzubilden. So können Bilder von Zellen und Partikeln in Vorwärts- und Seitwärtsrichtung aufgenommen und analysiert werden. Wenn man das Streulicht von kugelförmigen Partikeln in Seitwärtsrichtung abbildet, erscheinen zwei bzw. drei helle Punkte auf dem Umriss der Kugel, welcher jedoch nicht zu erkennen ist. In den Bildern ist zur Verdeutlichung der Umriss der Kugel halb-transparent zusätzlich mit eingezeichnet. Dieses Phänomen, welches Glare Points genannt wird, ist prinzipiell zwar bereits aus der Analyse von Wassertröpfchen bekannt, wurde jetzt aber auch erstmals zur Erklärung entsprechender Beobachtungen an Zellen und Partikeln in einem Durchflusszytometer herangezogen. Wir haben das gängige Modell zur Simulation von Abbildungen erweitert für große Öffnungswinkel (Aperturen) der verwendeten Optik sowie für kleine Partikel (Durchmesser < 10µm) und die Ergebnisse mit Messungen verglichen. Messung und Simulation stimmen sehr gut überein und alle Merkmale konnten reproduziert werden. Umgekehrt lassen sich durch Vergleiche von Messungen mit Simulationen Zell- oder Partikeleigenschaften wie deren Brechungsindex und Durchmesser rekonstruieren.
Publikation
Putz, Hussels, Gienger: Glare Points in Laser Flow Cytometry , 2023 Photonics and Electromagnetics Research Symposium (PIERS), IEEE July 2023. 
http://dx.doi.org/10.1109/PIERS59004.2023.10221566