Nano-Ohr: Akustisches Mikroskop misst minimale Lautstärken

München - Bewegen sich winzige Objekte wie Bakterien oder einzelne Zellen, senden sie Schallwellen aus, die viel zu schwach für das menschliche Ohr sind. Um diesen Schall trotzdem aufzeichnen und für Analysen nutzen zu können, entwickelten deutsche Forscher nun ein extrem empfindliches Nanomikrofon. Dieses könnte zu völlig neuen und vor allem schnell und einfach einsetzbaren Analysemethoden in der Biologie führen. Ihren Prototyp stellten sie in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ vor.

„Mit dem Nano-Ohr haben wir ein Nano-Mikrofon entwickelt, mit dem wir näher als je zuvor an mikroskopisch kleine Objekte herankommen“, sagt Alexander Ohlinger von der Ludwig-Maximilians-Universität in München. Zusammen mit seinen Kollegen hielt er ein nur 60 millionstel Millimeter kleines Goldteilchen mit einer optischen Pinzette in Schwebe. Dazu nutzten sie einen Laser, der infrarote Lichtpulse aussendete. Auf das Goldteilchen schickten sie danach extrem schwache, fokussierte Schallwellen mit Frequenzen zwischen 20 und 300 Hertz. Dadurch wurde es in eine Schwingung versetzt, die sich mit einem Mikroskop-Objektiv und einer handelsüblichen Digitalkamera filmen ließ. Die Auswertung der Daten zeigte eine Empfindlichkeit dieses Nanomikrofons von etwa minus 60 Dezibel.

Mit diesem Wert ist das Nano-Mikrofon rund eine Millionen Mal empfindlicher als das menschliche Ohr. So kann es über eine bisher unkonventionelle und zugleich günstige Schallmessung kleinste Bewegungen einzelner Bakterien oder Zellen nachweisen und als "akustisches Mikroskop" zu neuen Analysemethoden in der Biologie führen.