Ein neues Level

Außer für Zellbiologen, die bedeutendste Nutzergruppe, gibt es auch für Entwicklungsbiologen einige Anwendungsgebiete, die sehr interessant sein können. Die Anforderungen aus dem Markt sind klar, sagt der Produktmanager: „Eigentlich will jeder mehr Sensitivität haben, schneller und hochauflösender an seinen Proben arbeiten können.“ Lange ging die Verbesserung einer der drei Zielgrößen Sensitivität, Geschwindigkeit und Auflösung zu Lasten der anderen beiden. Wer beispielsweise Prozesse beobachten wollte, die im Millisekundenbereich abliefen, konnte diese bislang nicht hochaufgelöst abbilden. Oder er musste die Lichtintensität in einem Maße erhöhen, dass die Zelle entweder beschädigt oder der laufende Prozess massiv beeinflusst wurde. „Um das zu verhindern, muss man die Abhängigkeiten dieses Systems stören. Genau das ist uns mit der Integration von Lattice SIM in ZEISS ELYRA 7 gelungen“, sagt Weisshart.

Beim neuen Mikroskopsystem kann mit sehr viel weniger Laserlicht gearbeitet werden. Wird die Phototoxizität, das heißt die zerstörerische Wirkung von Licht auf die Zellprobe, reduziert, können Prozesse um einiges länger beobachtet werden. Das Ergebnis: Man kommt schonender an hochaufgelöste Bilder. Das funktioniert, weil statt eines Gittermusters ein Schachbrettmuster im Einsatz ist. Während man früher die Probe drehen musste, um Frequenzsignale abzubilden, ist dies dank Lattice SIM nicht mehr nötig. Man erkennt plötzlich etwas – ähnlich dem Moiré-Effekt –, das man vorher nicht sehen konnte. Und kann die Abläufe so auf unterschiedlichen Ebenen beobachten. Das macht das Mikroskopsystem unheimlich schnell.

Gemeinsam mit Professor Eric Betzig, US-amerikanischer Physiker und Nobelpreisträger für Chemie, arbeitet ZEISS bereits seit vielen Jahren bei der Entwicklung neuer Mikroskopsysteme zusammen. Die Idee, Lattice SIM für die strukturierte Beleuchtung zu nutzen, kommt von ZEISS selbst. „Die Motivation aller Beteiligten war sehr hoch, das Gerät schnell auf den Markt zu bringen“, sagt Projektleiter Dr. Ingo Kleppe. Die Entwicklung gelang in Rekordgeschwindigkeit. Von der ersten Idee bis zur Marktreife verging weniger als ein Jahr. „Es hilft uns im Markt enorm weiter, wenn ein Key Opinion Leader als Botschafter unserer Marke auftritt“, sagt Produktmanager Weisshart. Betzig hält mehrere Patente zur sogenannten superauflösenden photoaktivierten Lokalisationsmikroskopie, kurz PALM. Durch sie sind Wissenschaftler heute in der Lage, Vorgänge in lebenden Zellen und Geweben bis zur Größe molekularer Strukturen aufzulösen. Seine Arbeit hat zur Entwicklung des ersten auf dem Markt erhältlichen Superresolution-Mikroskops geführt, das auf der PALM-Technologie basiert. ZEISS hat bereits 2007 die Exklusivrechte für die Vermarktung von PALM erhalten und auf dieser Grundlage das Mikroskopsystem ZEISS ELYRA im Jahr 2012 entwickelt. Von ZEISS ELYRA 7 waren die Vertriebsmitarbeiter von Beginn an begeistert. Inzwischen haben weitere Kundendemos stattgefunden. Die Resonanz: weiterhin sehr positiv.

AUFLÖSEN MOLEKULARER STRUKTUREN Mit SMLM (Einzelmolekül-Lokalisationsmikroskopie) lassen sich einzelne Proteine sehr präzise lokalisieren und kartieren. 8-fache Symmetrie des Kernporenkomplexes in A6-Zellen. Gp210 wurde mit Alexa Fluor 647 markiert.