Leibniz-Preis für Professor Stefan Hell

Bis vor wenigen Jahren galt für die Lichtmikroskopie die Auflösungsgrenze von 200 Nanometern. Erst Anfang der 1990er Jahre, gelang es dem Physiker Stefan Hell, diese Grenze zu durchbrechen.

Zunächst erfand Stefan Hell das 4Pi-Mikroskop, bei dem das Licht statt von einer von zwei Seiten gleichzeitig auf das Objekt fällt. Damit konnte die Auflösung bereits um das Vier- bis Siebenfache gesteigert werden. Mit der "Stimulated Emission Depletion" (STED-)Mikroskopie, einem Verfahren, das die Eigenschaften der Fluoreszenz-Farbstoffe ausnutzt, die man ohnehin zum Anfärben von Proteinen oder DNA verwendet, ließ sich die Auflösung auch in der Brennebene erhöhen und somit die Beugungsgrenze von 200 Nanometern durchbrechen: Damit lassen sich biologische Strukturen erkennen, die bis zu 2000-mal feiner sind als ein menschliches Haar (20 bis 50 Nanometer).

Im Krebsforschungszentrum, wo Hell die Abteilung "Hochauflösende Optische Mikroskopie" leitet, arbeiten er und seine Mitarbeiter an der Entwicklung besonders leistungsfähiger Varianten dieser neuen Verfahren und setzen sie in der biologischen und medizinischen Grundlagenforschung ein. So plant Hell mit einem Teil des Leibniz- Preisgeldes einen weiteren Schritt der Lichtnanoskopie: die Kombination aus STED- und 4Pi-Mikroskopie in lebenden Zellen. Damit soll die Auflösung in allen drei Raumrichtungen weiter verbessert werden, um besonders detailreiche Bilder aus dem Inneren einer lebenden Zelle zu gewinnen. Durch besonders schnelle Aufnahmetechniken sollen so physiologische Prozesse in der lebenden Zelle mit hoher Auflösung sichtbar gemacht werden, etwa das Freisetzen von Botenstoffen an Nervenenden oder aber die Unterschiede in der Genaktivität. Viele weitere Fragen der biomedizinischen Forschung, so erwarten die Forscher, werden sich mit diesen Aufnahmen klären lassen.

MEDICA.de; Quelle: Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg