Christoph Cremer
क्रिस्टोफ क्रेमर (फ्रेइबर्ग इम ब्रेइसगाउ, जर्मनी में पैदा हुए) एक जर्मन भौतिक विज्ञानी और रुप्रेक्ट-कार्ल्स-विश्वविद्यालय हेडलबर्ग में एमेरिटस हैं, मैन्ज विश्वविद्यालय में पूर्व मानद प्रोफेसर हैं और जर्मनी के जोहान्स गुटेनबर्ग विश्वविद्यालय में इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी (आई. एम. बी.) में एक पूर्व समूह नेता थे, जिन्होंने विभिन्न तरीकों की एक श्रृंखला (1971/1978 4पी. आई.-माइक्रोस्कोपी की अवधारणा का विकास; 1996 स्थानीयकरण माइक्रोस्कोपी एस. पी. डी. एम.; 1997 स्थानिक रूप से संरचित रोशनी सिम (पहली बार 1995 में पोल में जॉन एम. गुएरा द्वारा विकसित) द्वारा प्रकाश आधारित जांच (एब्बे सीमा) पर लागू होने वाले संकल्प की पारंपरिक सीमा को सफलतापूर्वक पार कर लिया है। इस बीच, उनके अपने बयान के अनुसार, क्रिस्टोफ क्रेमर मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर केमिस्ट्री (ओटो हैन इंस्टीट्यूट) और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर पॉलिमर रिसर्च के सदस्य हैं। उनका वास्तविक सूक्ष्मदर्शी वर्टिको-एसएमआई दुनिया का सबसे तेज़ नैनो प्रकाश सूक्ष्मदर्शी है जो जीवित कोशिका स्थितियों सहित सुपरमोलिक्युलर परिसरों की बड़े पैमाने पर जांच की अनुमति देता है। यह पारंपरिक फ्लोरोसेंट रंगों के साथ चिह्नित जैविक तैयारी की 3 डी इमेजिंग की अनुमति देता है और 2 डी में 10 एनएम और 3 डी में 40 एनएम के रिज़ॉल्यूशन तक पहुंचता है। इसलिए इस नैनोस्कोप में ऑप्टिकल इमेजिंग में वर्तमान क्रांति को बढ़ाने की क्षमता है जो पूरे आणविक जीव विज्ञान, चिकित्सा और दवा अनुसंधान को प्रभावित करेगा। प्रौद्योगिकी रोगों की रोकथाम, जोखिम को कम करने और चिकित्सीय उपचार के लिए नई रणनीतियों के विकास की अनुमति देती है। फ्रीबर्ग विश्वविद्यालय और म्यूनिख विश्वविद्यालय में दर्शन और इतिहास का अध्ययन करने वाले कुछ सेमेस्टर के बाद, क्रेमर ने म्यूनिख में भौतिकी का अध्ययन किया (स्टडीएनस्टिफ्टंग डेस ड्यूटशेन वोल्केस से वित्तीय सहायता के साथ) और अपनी पीएचडी पूरी की। इसके बाद फ्रीबर्ग विश्वविद्यालय में मानव आनुवंशिकी संस्थान में पोस्ट-डॉक्टरल अध्ययन, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में संयुक्त राज्य अमेरिका में कई साल, और फ्रीबर्ग विश्वविद्यालय में सामान्य मानव आनुवंशिकी और प्रयोगात्मक साइटोजेनेटिक्स में उनका "हैबिलिटेशन" किया गया। 1983 से अपनी सेवानिवृत्ति तक, वे हेडलबर्ग विश्वविद्यालय में किर्चॉफ इंस्टीट्यूट फॉर फिजिक्स में "एप्लाइड ऑप्टिक्स एंड इंफॉर्मेशन प्रोसेसिंग" के लिए प्रोफेसर (2004 से अध्यक्ष) के रूप में पढ़ा रहे थे। इसके अलावा, वे इंटरडिसिप्लिनरी सेंटर फॉर साइंटिफिक कम्प्यूटिंग क्रेमर के सदस्य थे और हेडलबर्ग विश्वविद्यालय (2007-2012) के तीन "प्रोजेक्ट ऑफ एक्सीलेंस" में प्रतिभागी थे, और कोशिका-आधारित और आणविक चिकित्सा के लिए जैव प्रौद्योगिकी क्लस्टर में भी भागीदार थे, जो 2008 में जर्मन बीएमबीएफ क्लस्टर ऑफ एक्सीलेंस के रूप में चुने गए पांच समूहों में से एक था। हीडलबर्ग विश्वविद्यालय के सीनेट के दूसरे अध्यक्ष के रूप में चुने गए, क्रेमर विश्वविद्यालय के शासन और राजनीति में भी शामिल थे। मेन विश्वविद्यालय में सहायक प्रोफेसर के रूप में और जैक्सन प्रयोगशाला (बार हार्बर, मेन) के सदस्य के रूप में, जहां वे सेमेस्टर ब्रेक के दौरान हर साल कई हफ्तों तक शोध करते हैं, वे बायोफिजिक्स केंद्र (इंस्टीट्यूट फॉर मॉलिक्यूलर बायोफिजिक्स) की स्थापना में शामिल थे, जो "ग्लोबल नेटवर्क" सहयोग के माध्यम से हीडलबर्ग विश्वविद्यालय से जुड़ा हुआ है। क्रेमर ने वास्तुकार और कलाकार लेटिज़िया मैनसिनो-क्रेमर से शादी की है। मौलिक विकास 4पीआई सूक्ष्मदर्शी क्रेमर की अवधारणा को विकसित करना लेजर आधारित प्रकाश सूक्ष्मदर्शी दृष्टिकोण के आगे के विकास में शामिल था। पहले विचारों की उत्पत्ति 1970 के दशक में उनके स्नातक छात्र वर्षों में हुई थी। अपने भाई थॉमस क्रेमर के साथ संयुक्त रूप से, जो अब म्यूनिख में लुडविग्स-मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय में मानव विज्ञान और मानव आनुवंशिकी के प्रोफेसर (अध्यक्ष) हैं, क्रिस्टोफ क्रेमर ने होलोग्राम-आधारित लेजर स्कैनिंग 4पीआई माइक्रोस्कोप के विकास का प्रस्ताव रखा। मूल विचार यह था कि पारंपरिक लेजर फोकस से छोटे व्यास वाले स्थान पर सभी तरफ से लेजर प्रकाश (अंतरिक्ष कोण 4पीआई) को केंद्रित किया जाए और इस स्थान के माध्यम से वस्तु को स्कैन किया जाए। इस तरह, लगभग की पारंपरिक सीमा से परे एक बेहतर ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करना संभव होना चाहिए। 200 एनएम पार्श्व, 600 एनएम अक्षीय। हालाँकि 1978 के प्रकाशन ने एक अनुचित भौतिक निष्कर्ष निकाला था (अर्थात। प्रकाश का एक बिंदु जैसा स्थान) और ठोस कोण के दूसरे पक्ष को जोड़ने के वास्तविक लाभ के रूप में अक्षीय संकल्प वृद्धि से पूरी तरह चूक गया था। 1992 के बाद से, स्टीफन हेल (मैक्स-प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर बायोफिजिकल केमिस्ट्री, गोटिंगन) द्वारा 4पीआई सूक्ष्मदर्शी को एक अत्यधिक कुशल, उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग प्रक्रिया में विकसित किया गया, जिसमें एक दूसरे के विपरीत उच्च संख्यात्मक छिद्र के दो सूक्ष्मदर्शी उद्देश्य लेंस का उपयोग किया गया। जीवित कोशिकाओं के लिए पहली डी. एन. ए. लेजर-यू. वी.-सूक्ष्म विकिरण तकनीक का विकास 1970 के दशक की शुरुआत में, भाइयों ने एक यू. वी. लेजर सूक्ष्म विकिरण उपकरण का अनुभव किया, जिसने पहली बार डी. एन. ए. (257 एन. एम.) के लिए अधिकतम अवशोषण पर एक जीवित कोशिका के केवल एक छोटे से हिस्से को नियंत्रित तरीके से विकिरण करना संभव बनाया। इसने 60 से अधिक वर्षों से प्रचलित पारंपरिक यूवी आंशिक विकिरण को बदल दिया। इस तरह, पहली बार डी. एन. ए. में परिवर्तनों को केंद्रित तरीके से प्रेरित करना संभव था (अर्थात। जीवित कोशिकाओं के कोशिका नाभिक में पूर्व निर्धारित स्थानों पर) कोशिकाओं को विभाजित करने और जीवित रहने की क्षमता से समझौता किए बिना। विशिष्ट बहुत छोटे कोशिका क्षेत्रों को विकिरणित किया जा सकता है और इस प्रकार मैक्रोमोलेक्यूल्स (डी. एन. ए.) की गतिशीलता का मात्रात्मक रूप से अनुमान लगाया जा सकता है। इसके अलावा, एक सेकंड के अंशों के विकिरण समय का उपयोग करके प्रक्रिया की उच्च गति के कारण, गतिशील कोशिका अंगों को भी विकिरण करना संभव हो गया। इस विकास ने जीनोम संरचना अनुसंधान (जीवित स्तनधारी कोशिकाओं में तथाकथित गुणसूत्र क्षेत्रों के अस्तित्व की स्थापना) के क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रयोगों के लिए आधार प्रदान किया और कुछ वर्षों बाद (1979/1980) जीवविज्ञानी क्रिस्टियन न्यूसलीन-वोलहार्ड (मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर डेवलपमेंट बायोलॉजी, ट्यूबिनजेन) के साथ एक सफल सहयोग के लिए नेतृत्व किया। इस सहयोग में क्रेमर ने अपने यूवी लेजर सूक्ष्म विकिरण उपकरण का उपयोग फल मक्खी ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर के प्रारंभिक लार्वा चरणों में सेलुलर परिवर्तनों को प्राप्त करने के लिए किया। प्रतिदीप्ति के लिए कॉन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी का विकास यूवी लेजर सूक्ष्म विकिरण उपकरण के निर्माण और अनुप्रयोग में प्राप्त अनुभव के आधार पर, क्रेमर भाइयों ने 1978 में एक लेजर स्कैनिंग प्रक्रिया तैयार की जो एक केंद्रित लेजर बीम के माध्यम से किसी वस्तु की त्रि-आयामी सतह को बिंदु-दर-बिंदु स्कैन करती है और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक साधनों के समान इलेक्ट्रॉनिक माध्यमों से समग्र चित्र बनाती है। यह एक कॉन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोप (सी. एस. एल. एम.) के निर्माण के लिए यह योजना है, जिसने पहली बार लेजर स्कैनिंग विधि को फ्लोरोसेंट मार्करों के साथ लेबल की गई जैविक वस्तुओं के 3 डी डिटेक्शन के साथ जोड़ा, जिसने क्रेमर को हीडलबर्ग विश्वविद्यालय में प्रोफेसर का पद अर्जित किया। अगले दशक के दौरान, कॉन्फोकल प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी को विशेष रूप से एम्स्टर्डम विश्वविद्यालय और हीडलबर्ग में यूरोपीय आणविक जीव विज्ञान प्रयोगशाला (ई. एम. बी. एल.) में काम करने वाले समूहों और उनके उद्योग भागीदारों द्वारा तकनीकी रूप से पूरी तरह से परिपक्व अवस्था में विकसित किया गया था। बाद के वर्षों में, इस तकनीक को जैव आणविक और जैव चिकित्सा प्रयोगशालाओं द्वारा व्यापक रूप से अपनाया गया था और जहां तक पारंपरिक संकल्प के साथ त्रि-आयामी प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का संबंध है, आज भी यह स्वर्ण मानक बना हुआ है। सुपर रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी विधियों का विकास माइक्रोस्कोपी का लक्ष्य कई मामलों में व्यक्तिगत, छोटी वस्तुओं के आकार का निर्धारण करना है। पारंपरिक प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी केवल लगभग 200 एनएम (पार्श्व) की पारंपरिक ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन सीमा के आसपास के आकारों को स्थापित कर सकती है। 4 पाई पेटेंट आवेदन जमा करने के 20 से अधिक वर्षों के बाद, क्रिस्टोफ क्रेमर विवर्तन सीमा की समस्या पर लौट आए। वर्टिको एस. एम. आई. सूक्ष्मदर्शी से वह एस. एम. आई., एस. पी. डी. एम., एस. पी. डी. एम. फाइमोड और एल. आई. एम. ओ. एन. सहित अपनी विभिन्न सुपर रिज़ॉल्यूशन तकनीकों का एहसास कर सके। इन विधियों का उपयोग मुख्य रूप से जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है स्थानिक रूप से मॉड्यूलेटेड इल्युमिनेशन एस. एम. आई. 1995 के आसपास, उन्होंने एक हल्की सूक्ष्म प्रक्रिया के विकास के साथ शुरुआत की, जिसने एक फ्लोरोसेंट मार्कर के साथ रंगीन सेलुलर नैनोस्ट्रक्चर का काफी बेहतर आकार संकल्प प्राप्त किया। इस बार उन्होंने संरचित लेजर रोशनी (स्थानिक रूप से मॉड्यूलेटेड रोशनी, एस. एम. आई.) के साथ संयुक्त वाइड फील्ड माइक्रोस्कोपी के सिद्धांत को नियोजित किया वर्तमान में, 30-40 एन. एम. (लगभग 1/16-1/13 प्रयुक्त तरंग दैर्ध्य) का आकार संकल्प प्राप्त किया जा रहा है। इसके अलावा, यह तकनीक अब फ़ोकसिंग माइक्रोस्कोपी की गति सीमाओं के अधीन नहीं है ताकि कम अवलोकन समय (इस समय लगभग कुछ सेकंड) के भीतर पूरी कोशिकाओं का 3डी विश्लेषण करना संभव हो जाए। असंदिग्धता एसएमआईः एस = स्थानिक रूप से, एम = मॉड्यूलेटेड आई = रोशनी। स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शी एस. पी. डी. एम. इसके अलावा 1995 के आसपास, क्रेमर ने नए प्रतिदीप्ति आधारित विस्तृत क्षेत्र सूक्ष्मदर्शी दृष्टिकोण विकसित किए और महसूस किए, जिनके लक्ष्य के रूप में प्रभावी प्रकाशिक संकल्प (दो स्थानीय वस्तुओं के बीच सबसे छोटी पता लगाने योग्य दूरी के संदर्भ में) को पारंपरिक संकल्प (वर्णक्रमीय परिशुद्धता दूरी/स्थिति निर्धारण सूक्ष्मदर्शी, एस. पी. डी. एम.; असंदिग्धता एस. पी. डी. एम.: एस = वर्णक्रमीय, पी = परिशुद्धता, डी = दूरी, एम = सूक्ष्मदर्शी) के एक अंश तक सुधार करना था। स्थानीयकरण माइक्रोस्कोपी एस. पी. डी. एम. फाइमोड इस विधि के साथ, जी. एफ. पी., आर. एफ. पी., वाई. एफ. पी., एलेक्सा 488, एलेक्सा 568, एलेक्सा 647, सी. आई. 2, सी. आई. 3, एटो 488 और फ्लोरासिन जैसे मानक, पारंपरिक, अच्छी तरह से स्थापित और सस्ते फ्लोरोसेंट रंगों का उपयोग करना संभव है। अन्य स्थानीयकरण सूक्ष्मदर्शी प्रौद्योगिकियों के विपरीत जिन्हें विशेष फोटो-स्विचेबल/फोटो-सक्रिय करने योग्य प्रतिदीप्ति अणुओं का उपयोग करने पर दो लेजर तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता होती है। एस. पी. डी. एम. फाइमोड के उपयोग के लिए एक और उदाहरण तंबाकू मोज़ेक वायरस (टी. एम. वी.) कणों का विश्लेषण है। या वायरस-कोशिका अंतःक्रिया। असंदिग्धता एस. पी. डी. एम. फाइमोडः एस = स्पेक्ट्रल, पी = परिशुद्धता डी = दूरी, एम = सूक्ष्मदर्शी, फाई = भौतिक रूप से, मॉड = परिवर्तनीय 3डी प्रकाश सूक्ष्मदर्शी नैनोसाइजिंग (एल. आई. एम. ओ. एन.) सूक्ष्मदर्शी एस. पी. डी. एम. और एस. एम. आई. का संयोजन, जिसे एल. आई. एम. ओ. एन. सूक्ष्मदर्शी के रूप में जाना जाता है। क्रिस्टोफ क्रेमर वर्तमान में लगभग एक संकल्प प्राप्त कर सकते हैं। संपूर्ण जीवित कोशिकाओं की विस्तृत क्षेत्र छवियों में 2डी में 10 एनएम और 3डी में 40 एनएम। वर्तमान में संपूर्ण जीवित कोशिकाओं की वाइडफील्ड 3डी "नैनोइमेज" में अभी भी लगभग दो मिनट लगते हैं, लेकिन इसे और कम करने का काम वर्तमान में चल रहा है। वर्टिको-एसएमआई वर्तमान में दुनिया भर में पूरी कोशिकाओं के त्रि-आयामी संरचनात्मक विश्लेषण के लिए सबसे तेज़ ऑप्टिकल 3डी नैनोस्कोप है 3डी दोहरे रंग मोड में एक जैविक अनुप्रयोग के रूप में हर2/न्यूर और हर3 समूहों की स्थानिक व्यवस्था हासिल की गई थी। प्रोटीन समूहों की तीनों दिशाओं में स्थिति को लगभग 25 एनएम की सटीकता के साथ निर्धारित किया जा सकता है। संदर्भ बाहरी लिंक आई. एम. बी. मेंज़, जर्मनी में सुपर रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी/ऑप्टिकल नैनोस्कोपी क्रिस्टोफ़ क्रेमर की प्रयोगशाला का इतिहास प्रकाशनों की सूची फोटोनिक्स फेस्टस्क्रिफ्ट की दुनिया में साक्षात्कार "प्रोफेसर क्रेमर के 65वें जन्मदिन के सम्मान में प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा सेलुलर उप-संरचनाओं को उजागर करना", यूरोपीय बायोफिजिक्स जर्नल 20वीं सदी के जर्मन भौतिक विज्ञानी जीवित लोग आणविक जीव विज्ञान जन्म का वर्ष लापता (जीवित लोग) 21वीं सदी के जर्मन भौतिक विज्ञानी हेडलबर्ग विश्वविद्यालय के फ्रीबर्ग इम ब्रेइसगाउ के अकादमिक कर्मचारी