Aus „Nanopuzzleteilen“ ein 3D-Bild zusammensetzen

Prof. Dr. Rainer Heintzmann puzzelt gerne. Doch sind es nicht die üblichen Spielsteine, die den neuen Professor für Physikalische Chemie mit dem Schwerpunkt Nanobiophotonik der Universität Jena interessieren. Es sind die mikroskopischen Bilder kleinster Proben, die der 39-jährige Neu-Jenaer zusammensetzt – oder besser durch den Computer zusammensetzen lässt.

Der gebürtige Lüneburger, der in Osnabrück Physik mit dem Nebenfach Informatik studiert hat, verbindet das Interesse an der Optik mit den modernen IT-Möglichkeiten. „Licht hat mich sehr früh interessiert“, sagt der passionierte Segelflieger. So hat sich Heintzmann bereits in seiner Dissertation, die er 1999 an der Uni Heidelberg abschloss, mit der Darstellung von Zellen in 3D beschäftigt. Die Daten dafür gewann er aus der Axialtomographie, die er wieder in einem besseren Bild vereinigt hat. Neben dem Doktortitel und der wissenschaftlichen Erkenntnis fiel während der Promotion auch eine Erfindung ab, die er zum Patent einreichte – inzwischen ist er Inhaber von fünf Patenten. Damals ging es um die Verbesserung der Auflösung von Probenbildern unter Lichtmikroskopen. Er schuf eine neue Art der Mikroskopie, die nichtlineare strukturierte Beleuchtung, welche auf einer besonderen, eben einer nichtlinearen Antwort der Probe auf eingestrahltes Licht beruht – und erlangte eine deutliche Verbesserung des Bildes sowie das Forschungsthema, das ihn bis heute umtreibt.

Als Post-Doc am Institut für Physikalische Chemie in Göttingen war er u. a. Leiter der Forschergruppe „Multidimensionale Mikroskopie“. Hier legte er Grundlagen für die photoaktivierte Lokalisierungsmikroskopie, eine weitere hochaktuelle Mikroskopiemethode, die dem Pointilismus in der Kunst nicht unverwandt ist, um nochmals die Qualität räumlicher Bilder mikroskopischer Proben zu steigern. 2004 wechselte er ans Biophysikalische Institut des King’s College in London, wo er die Forschergruppe Biologische Nanobildgebungsverfahren leitete. Dort entwickelte er – wie fast immer unter Einsatz des Computers – weitere Methoden, um das Mikroskop für die biologische und medizinische Anwendung zu verbessern. Heintzmann und sein Team sind bestrebt, das Licht, das die Probe trifft und somit auch dessen schädliche Wirkung, so gering wie möglich zu halten. „Damit kann man dann einen lebendigen Mikroorganismus länger mit guter Qualität in 3D filmen“, erläutert er.

Dass er bei seinem Spezialgebiet enge Kontakte zur Wirtschaft pflegt, versteht sich fast von selber. So war er u. a. 2007 bereits als Carl Zeiss-Gastprofessor in Jena und lernte die Stadt und ihre Optik-Wissenschaft und -Industrie gut kennen. Die Jenaer Atmosphäre und die hier vorhandenen Kompetenzen waren auch der entscheidende Grund, warum er die unbefristete Stelle in England zugunsten der Professur in Jena aufgegeben hat.

Hier bildet er nun selber eine lebende Schnittstelle zwischen dem Institut für Physikalische Chemie der Universität und dem Institut für Photonische Technologien (IPHT) auf dem Beutenberg, wo er zur Hälfte tätig ist. In der Forschung, wo es „einen gleitenden Übergang mit London geben“ soll, wird er sich weiterhin mit nichtlinearer strukturierter Beleuchtung beschäftigen. Der Experte für Fluoreszenzbildgebung will also kleinste lebende Zellen in optimaler Auflösung in allen Dimensionen darstellen. Bilder, die nicht nur die Fachkollegen, sondern auch die Studierenden begeistern sollen, denen der Schweden-Fan ab Wintersemester erste Veranstaltungen anbieten wird – dann, wenn auch sein Labor um- und ausgebaut ist.

Kontakt:
Prof. Dr. Rainer Heintzmann
Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena
Helmholtzweg 4
07743 Jena
Tel.: 03641 / 948350
E-Mail: rainer.heintzmann[at]uni-jena.de