Nobelpreis für den Vater der Höchstauflösungsmikroskopie Stefan Hell

Mannheim/Wetzlar, Deutschland. Leica Microsystems gratuliert Stefan W. Hell, Eric Betzig und Wiliam E. Moerner zum Nobelpreis für Chemie 2014, den sie für die Entwicklung der höchstauflösenden Fluoreszenzmikroskopie erhalten. Stefan Hell wird speziell für das Prinzip der STED (STimulated Emission Depletion)-Mikroskopie geehrt. Zusammen mit Leica Microsystems wurde dieses Prinzip in das erste kommerzielle STED-Mikroskop umgesetzt, dessen neueste Generation nun das Leica TCS SP8 STED 3X ist. Eric Betzig und William Moerner werden für die Entdeckung der Einzelmolekülmikroskopie geehrt, die auch der GSDIM (ground state depletion followed by individual molecule return)-Technologie und somit dem Höchstauflösungsmikroskop Leica SR GSD 3D zu Grunde liegt. Die Verleihung des Nobelpreises für Chemie an Hell, Betzig und Moerner betont die Wichtigkeit der Lichtmikroskopie für die Lebenswissenschaften, insbesondere für die Virus-, Krebsforschung und Neurowissenschaften.

Stefan Hells Erfindungen der 4Pi- und STED-Mikroskopie wurden 2004 und 2007 als erste kommerzielle Höchstauflösungsmikroskope von Leica Microsystems auf den Markt gebracht. Hells gutes Verhältnis zu den Wissenschaftlern und Ingenieuren bei Leica Microsystems geht auf die Zeit seiner Promotion zurück und bildet die Basis für die mehr als 15-jährige fruchtbare Zusammenarbeit.

Marcus Dyba, der während seiner Doktorarbeit im Labor von Stefan Hell das erste STED-Mikroskop entwickelte und nun als Projektleiter bei Leica Microsystems für den Ausbau des Höchstauflösungsportfolio verantwortlich ist, ist begeistert: „Ich freue mich riesig, dass das Nobel-Komitee die bahnbrechenden Arbeiten von Stefan Hell würdigt, denn diese haben in der Tat die Lichtmikroskopie revolutioniert. Ich denke oft an die spannende Zeit zurück, in der ich in seinen Laboren am STED-Verfahren geforscht habe. Bereits damals war Leica Microsystems ein wichtiger Industriepartner, der risikoreichen Innovationen gegenüber immer sehr aufgeschlossen war.“

Mit dem Leica TCS SP8 STED 3X und dem Leica SR GSD 3D vertreibt Leica Microsystems zur Zeit als einzige Firma beide Höchstauflösungstechnologien, die mit diesem Nobelpreises verbunden sind. Durch die Höchstauflösungsmikroskopie können subzelluläre Strukturen und Zelldynamiken auf Nano-ebene untersucht werden.

Die STED-Mikroskopie durchbricht die Auflösungsgrenze, indem es den Punkt, in dem Fluoreszenz generiert wird, verkleinert. Dies ermöglicht eine schnelle, direkte und rein optische Höchstauflösung, die sogar schnell genug für Lebendzellaufnahmen ist und ohne zusätzliche Datenbearbeitung auskommt. Leica Microsystems hat während der letzten Jahre die Leistung seines STED-Mikroskops kontinuierlich verbessert. So wurden Dauerstrichlaser (STED CW), eine Gating-Funktion (gatedSTED) sowie eine verbesserte Auflösung in der dritten Dimension (STED 3X) und über das gesamte sichtbare Lichtspektrum implementiert. Ein neuer gepulster STED-Laser am Leica TCS SP8 STED 3X erreicht sogar Auflösungen von bis zu 30 nm bei einer Wellenlänge von 775 nm.

Bei der GSDIM-Mikroskopie beruht die Bestimmung der exakten Position eines Fluoreszenzfarbstoffes auf dem Prinzip der zeitlichen Trennung zwischen seinem „An“- und „Aus“-Zustand. Der Zustand eines Moleküls wird fortlaufend ausgelesen und das höchstaufgelöste Bild entsteht durch die Rekonstruktion aus tausenden Einzelbildern. Leica Microsystems hat auch die GSDIM-Technologie weiterentwickelt: Das Leica SR GSD 3D bietet Höchstauflösung in drei Dimension mit der höchsten Präzision.

Tanjef Szellas, Director Compound Microscopy, der als Applikationsspezialist für 4Pi-Mikroskopie und Produktmanager für STED von Anfang an an der Zusammenarbeit mit Stefan Hell beteiligt war, kommentiert: „Das Thema Höchstauflösung hat der Lichtmikroskopie zu großer Dynamik verholfen – als Leica Microsystems vor 10 Jahren die erstmalige Kommerzialisierung wagte, war ein solcher Erfolg zwar erhofft, jedoch keinesfalls sicher. Ich bin stolz, Teil dieser Entwicklung gewesen zu sein“.

In einem Videointerview gibt Stefan Hell persönliche Einblicke in die Erfolgsgeschichte der Höchstauflösung: http://www.leica-microsystems.com/science-lab/video-interview-with-stefan-hell-the-inventor-of-super-resolution/

Weiter Informationen zu den Höchstauflösungsmikroskopen von Leica Microsystems finden sie hier:

http://www.leica-microsystems.com/products/super-resolution-microscopes/

http://www.leica-microsystems.com/science-lab/sted-publication-list/

http://www.leica-microsystems.com/science-lab/gsdim-publication-list/