PI ist wichtiger Technologiepartner in der Lattice-Lichtblattmikroskopie zur Analyse lebender Zellen
Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier hat Dr. Thomas Kalkbrenner, Dr. Jörg Siebenmorgen und Ralf Wolleschensky, Entwicklerteam der Carl Zeiss Mikroskopie, für die Entwicklung des Mikroskopiesystems Lattice Light Sheet 7 am 26. Oktober 2022 mit dem Deutschen Zukunftspreis 2022 ausgezeichnet. Diese Auszeichnung unterstreicht erneut die Genialität der Erfindung des Wissenschaftlers Dr. Eric Betzig, der 2014 zusammen mit Dr. Stefan Hell und Dr. William Mourner mit dem Chemie-Nobelpreis für deren Erfindung im Bereich der superauflösenden Fluoreszenzmikroskopie ausgezeichnet wurde.
PI ist ein wesentlicher Technologiepartner für die Entwicklung dieser neuen, komplexen Technologie im Bereich der Lattice-Lichtblattmikroskopie, die auch als Bessel Beam Plane Illumination-Mikroskopie bezeichnet wird. Der Ursprung des Lattice-Lichtblattmikroskops geht zurück auf eine Idee von Eric Betzig vom Howard Hughes Medical Institute am Janelia Research Campus (USA), die er bereits zwischen 2010 und 2013 hatte. Seit dieser Zeit ist Eric Betzig ein wichtiger wissenschaftlicher Kunde und Nutzer unserer piezobasierten nanometergenauen Antriebe für seine neuartigen superauflösenden und extrem kontrastreichen Mikroskopiesysteme.
Das Howard Hughes Medical Institute am Janelia Research Campus hat 2014 mit Carl Zeiss eine exklusive Lizenzvereinbarung für die Vermarktung des Lattice-Lichtblattmikroskops mit Carl Zeiss geschlossen. Gleichzeitig wurde vereinbart, dass Carl Zeiss eine Unterlizenz an die US-amerikanische Firma 3i mit Sitz in Denver (USA) vergibt. 3i sollte ein System, das auf dem ursprünglichen Design von Betzig basiert, zeitnah auf den Markt bringen und Unterstützung dafür bieten und Carl Zeiss sollte eine schlüsselfertige Lösung für den weltweiten Markt entwickeln. Infolgedessen brachte 3i bereits 2015 das Lattice-Lichtblattmikroskop im ursprünglichen Design, aber ausgestattet mit fünf Präzisionsantrieben von PI auf den Markt. Drei Antriebe dienten der Steuerung der Probenposition in x-, y- und z-Richtung und die übrigen zwei dem Scannen der Objektive oder zu untersuchenden Proben mit hoher Geschwindigkeit während der Bilderfassung. Dabei handelte es sich z. B. um einen PILine-Linearversteller und einen DC-Motor-basierten Versteller. Rund fünf Jahre später, im Jahr 2020, brachte Carl Zeiss sein schlüsselfertiges Mikroskopiesystem Lattice Light Sheet 7 in modifizierter Ausführung auf den Markt. In dieser 2022 mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichneten Systemversion kamen andere Präzisionsantriebslösungen zum Einsatz.
Das Lattice-Lichtblattmikroskop markiert einen Meilenstein für den gesamten Life-Science-Sektor. Erstmals sind Forscher in der Lage, lebende Zellen über Stunden und Tage hinweg live und in 3D zu beobachten. Durch die spezielle Technik der Lichtblatt-Mikroskopie wird die üblicherweise sehr hohe Lichtintensität der Fluoreszenzmikroskopie so stark abgeschwächt, dass die beobachteten Zellen keinen Schaden mehr nehmen. Damit untersuchen die Forscher beispielsweise den Zellstoffwechsel bei gesunden und pathologischen Prozessen, wie Zellen auf bestimmte Wirkstoffe reagieren und wie sie mit Viren und Bakterien umgehen. Ermöglicht wird das durch ein zweidimensionales, gitterartiges System aus Laserstrahlen für die lichtblattartige Fluoreszenzanregung. Hierzu werden die einer Bessel-Funktion folgenden Laserstrahlen mittels Raum-Licht-Modulator beeinflusst und durch die lebende Probe gescannt.
PI ist auch hier wieder ein wichtiger Technologiepartner und Wegbereiter für einen technologischen Meilenstein in der Geschichte der Menschheit.
Ansprechpartner: Dr. Thomas Bocher, Director Segment Marketing – Global