Deutscher Zukunftspreis für zukunftsweisendes Mikroskop

27.10.2022
Erstellt von Photonik Forschung Deutschland

Mit der Entwicklung eines neuartigen Mikroskops sicherten sich Dr. Thomas Kalkbrenner, Dr. Jörg Siebenmorgen und Ralf Wolleschensky den Deutschen Zukunftspreis 2022. Das System basiert auf zwei BMBF-geförderten Projekten.

Die Preisträger von der ZEISS Microscopy GmbH (2.-4. Person von links) freuen sich über den Deutschen Zukunftspreis 2022. 
© Deutscher Zukunftspreis / BILDSCHÖN
Die Preisträger von der ZEISS Microscopy GmbH (2.-4. Person von links) freuen sich über den Deutschen Zukunftspreis 2022. © Deutscher Zukunftspreis / BILDSCHÖN

Der Deutsche Zukunftspreis ist einer der wichtigsten Innovationspreise Deutschlands. Gestern überreichte Bundespräsident Frank Walter Steinmeier den mit 250.000 Euro dotierten Preis an Dr. Thomas Kalkbrenner, Dr. Jörg Siebenmorgen und Ralf Wolleschenksy, die mit dem von ihnen entwickelten Mikroskop-System „ZEISS Lattice Lightsheet 7“ neue Maßstäbe für die Fluorenzenzmikroskopie in den Lebenswissenschaften setzen.

ZEISS Microscopy kombiniert Gitter-Lichtblatt-Mikroskopie mit innovativen optischen Elementen

Mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie lassen sich viele biologische Prozesse nachvollziehen. Mit ihr können wir beispielsweise ergründen, wie Krankheiten entstehen oder wie sie sich möglichst schonend behandeln lassen. Zur Untersuchung werden die organischen Proben mit Fluoreszenzfarbstoffen präpariert und mit Laserlicht bestrahlt. Das Licht regt die Moleküle zum Leuchten an und macht dadurch die Vorgänge in den Zellen sichtbar. Jedoch hat die Methode auch einen großen Nachteil: Das Laserlicht kann die Proben gerade bei längerer Beobachtung verändern oder beschädigen und dadurch Befunde verfälschen.

Abhilfe kann die Lichtblattmikrospie schaffen, mit der sich immer nur ein kleiner Teil der Probe beleuchten und damit die Photoschädigung des Objekts stark reduzieren lässt. Eine Anwendung der Technologie in der Zellbiologie war jedoch bislang mit Hindernissen verbunden. Denn um eine subzelluläre Auflösung zu erreichen, müssen sehr dünne und lange Lichtblätter zum Einsatz kommen, die sich mit den klassischen Strahlen der Lichblattmikroskopie nicht erreichen lassen. Die Herstellung sogenannter Gitter-Lichtblätter ist sehr aufwändig.

Um das Potenzial der Technologie auszuschöpfen, entwickelten die Preisträger neue Konzepte für deren automatische Erzeugung. Zudem erarbeiteten sie eine völlig neue Mikroskop-Optik, die Bildfehler hervorgerufen durch die Glasböden beliebiger Probengefäße korrigieren kann. Integriert wurden die Innovationen in ein kompaktes Mikroskop-System, das ZEISS Latttice Lightsheet 7. Es kommt bereits in Laboren zur Anwendung und ermöglicht dort die Beobachtung von Zellen mit sehr hoher Auflösung über einen längeren Zeitraum. Ein Blick in die Zukunft lässt hoffen, dass sich die durch die neue Technologie gewonnenen Erkenntnisse besonders gewinnbringend in der Entwicklung von Medikamenten einsetzen lassen.

Unterstützung der Innovation durch das BMBF

Das entwickelte Mikroskop-System basiert direkt auf der Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Grundlage für das Mikroskop stellen die Verbundprojekte 3D Super-Resolution und nanoSPIM dar. Rund 1,1 Mio. Euro Zuwendung flossen im Zuge der Projekte an die Carl ZEISS Microscopy GmbH.