Schutzschild aus Patenten

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Mit einem revolutionären  Mikroskop, das eine weitaus höhere Auflösung bietet als alle Konkurrenzsysteme, beglückt Leica die Bioforscher. 

Die Entscheidung war kühn. Der Vorstand von Leica Microsystems entschloss sich 1999, ein revolutionäres Mikroskop zur Serienreife zu bringen. Die Auflösung des Geräts, das die klassische Physik auf den Kopf zu stellen schien, ist mindestens siebenmal so groß wie die herkömmlicher Mikroskope. 

Im Labor funktionierte das so genannte 4Pi-Mikroskop. Aber dort legten hoch qualifizierte Wissenschaftler selbst Hand an. Um es zu einem Produkt zu machen, musste es so narrensicher werden, dass Biologen und Laborhelfer damit problemlos arbeiten konnten. Dabei ging es vor allem um eins: höchste Präzision. Die Weglängen von zwei Laserstrahlen, die das Objekt abtasten, dürfen sich allenfalls um wenige Nanometer unterscheiden. Eine gewaltige Herausforderung, denn schon Temperaturschwankungen um ein paar Grad führen zu Verstimmungen. 

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Einer derjenigen, die 1999 den Beschluss fassten, ist Wolf Otto Reuter. Damals für Forschung zuständig ist er heute der CEO des Unternehmens. Und hat die Entscheidung nie bereut. „Das Produkt ist wirtschaftlich“, sagt er. Rund ein Dutzend der bis zu 800 000 Euro teuren Geräte hat er bereits verkauft. Und erinnert sich an die Zeit vor rund sechs Jahren: „Wir bewegten uns am Rande der physikalischen Machbarkeit.“ Drei Millionen Euro ließ sich Leica die Entwicklung kosten. 

Erfunden hat das Mikroskop Stefan Hell, heute Professor am Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen. Statt mit einer Optik peilt er das Objekt, eine lebende Zelle beispielsweise, mit zwei Optiken an. Jede tastet die Struktur Schicht für Schicht mit einem feinen Laserstrahl ab. Dort, wo er auftrifft, regt erfluoreszierende Moleküle an. Diese Lichtblitze registriert ein Bildsensor. Ein Rechner entwickelt aus den Daten das 3-D-Bild. 

Besonders interessant ist das neue Gerät für Biologen, die beobachten wollen, was in einer lebenden menschlichen oder tierischen Zelle passiert. Dazu lässt sich zwar auch das LSM 5 Live von Zeiss nutzen, das in der Kategorie Großunternehmen in die Endrunde kam (Seite 13). Das Leica-Mikroskop bietet jedoch eine weit höhere Auflösung, vor allem in der Tiefe. Und die Aufnahmegeschwindigkeit? Hier führt Zeiss noch mit Längen. „Aber das muss nicht so bleiben“, beteuert ThomasW. H. Zapf, bei Leica als Direktor zuständig für die Beziehungen zu Wissenschaftlern. Für Hell ist ohnehin klar: „Am wichtigsten ist ein scharfes Bild.“ 

Was Spitzenforscher ähnlich sehen. So versuchen Wissenschaftler des amerikanischen National Institute of Health, mithilfe des 4Pi-Mikroskops einen wirksamen Schutz gegen den Malaria-Erreger zu entwickeln. Der Heidelberger Zellbiologe Thomas Holstein vom Institut für Zoologie will die Geheimnisse der Zellmembran, die sich in bestimmten Fällen Krankheitserregern öffnet, besser verstehen lernen. Für andere Biologen ist es interessant, die Kraftwerke in den Zellen, die sie mit lebensnotwendiger Energie versorgen, zu beobachten. „Oft setzen Wissenschaftler unser Mikroskop anders ein als wir erwartet haben“, so die Erfahrung von Zapf. Für Leica bedeutet das eine Ausweitung des Gerätespektrums. 

„Alle Bioforscher wollen es“, glaubt Reuter. Dass längst nicht alle in den Genuss kommen, das Gerät zu besitzen, liegt einfach am Preis. Bisher laufen 4Pi-Mikroskope unter anderem an den Universitäten Heidelberg, Göttingen, Münster und Ulm. Nach etwa 18 Monaten, so Hell, werde es erfahrungsgemäß die ersten wissenschaftlichen Veröffentlichungen über Forschungsergebnisse geben, die mithilfe des 4Pi-Mikroskops erzielt worden sind. „Dann erleben wir einen Boom“ glaubt Zapf. 

In diesem Jahr will Leica, ermutigt von „riesigem Interesse“ auf der Jahrestagung der American Society for Cell Biology im Dezember vergangenen Jahres, den US-Markt erschießen, bald darauf auch Asien. Trotzdem plant Reuter mit aller Vorsicht: „Wir werden in diesem Jahr sechs bis acht Geräte verkaufen.“ Insgeheim erwartet er allerdings einen deutlich größeren Absatz. Dass jemand das Verfahren kopiert, fürchtet er nicht. Zum einen sei das Basispatent, das Hell besitzt und Leica exklusiv nutzt, durch einen „Schutzschild aus Patenten abgesichert“, zum anderen sei die Produktionstechnologie so komplex, dass Abkupfern kaum denkbar sei. Im Übrigen werde das Mikroskop ständig fortentwickelt, zwangsläufig schon. Denn: „Wir sind neben Zeiss, Nikon und Olympia die Davids im Bereich der Scanning-Mikroskope.“ Nur mit Innovationen könne das Unternehmen überleben. „Und das gelingt uns seit mehr als 150 Jahren.“ » 

wolfgang.kempkens@wiwo.de 

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