Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochauflösende Optische Mikroskopie: ICO-Preis 2000 für Stefan Hell

18.01.2001


Dr. Stefan Hell, Privatdozent und Leiter der Selbständigen Nachwuchsgruppe Hochauflösende Optische Mikroskopie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen, wurde in Anerkennung seiner "innovativen Arbeit zur Erhöhung der Auflösung in der Fernfeldmikroskopie" mit dem Preis der Internationalen Kommission für Optik für das Jahr 2000 ausgezeichnet. Die International Commission for Optics (ICO) ist der internationale Dachverband von 44 nationalen Gesellschaften für Optik, wie z. B. der "Optical Society of America". Der ICO-Preis wird jährlich an Personen verliehen, die vor ihrem 40. Lebensjahr "in der Optik ein neues Gebiet erschlossen oder maßgeblich erweitert haben". Der international vergebene Preis wurde in den letzten zehn Jahren viermal in die USA und zuletzt 1992 an einen Wissenschaftler aus Deutschland vergeben.

Dr. Stefan Hell (Foto: P.Goldmann)

Die Titelseite des "Jahrbuch 1999" der Max-Planck-Gesellschaft zeigte die von Hell und Mitarbeitern erreichte Auflösungsverbesserung beim 4Pi-konfokalen Mikroskop (rechts gegenüber links).

In der Laudatio, die jetzt im ICO Newsletter 46 (Januar 2001) erschienen ist, werden die Verfahren, die Hell entwickelt hat, ausführlich beschrieben und die Verbesserungen genannt, die sich aus ihrer Anwendung ergeben. Hells Ziel ist es, die von Abbe formulierte Beugungssgrenze der Lichtmikroskopie zu überwinden und das Auflösungsvermögen auf weniger als Hundert Nanometer (der Millionste Teil eines Millimeters) zu drücken. Das ist besonders für die biologisch-medizinische Forschung von großem Interesse, da man mit dem Lichtmikroskop, anders als z.B. dem Elektronen- oder dem Kraftmikroskop, auch lebende Zellen betrachten kann, und zwar in unterschiedlicher räumlicher Tiefe. Dreidimensionale lichtmikroskopische Untersuchungsmethoden, wie z.B. die konfokale und die Multiphoton-Fluoreszenz Mikroskopie spielen daher eine Schlüsselrolle bei der Erforschung der Geheimnisse des Lebens auf sub-zellulärer Ebene. Eine Verbesserung des Auflösungsvermögens ist hier von grundsätzlicher Bedeutung.

Hells Vorgehen ist nicht nur wissenschaftlich originell, sondern wurde auch praktisch bedeutsam. In seinen Arbeiten musste er theoretische Konzepte entwickeln, sie experimentell überprüfen und schließlich auch umsetzen. Er war nach vielen Jahrzehnten vermutlich der erste, der das Auflösungsproblem der Fluoreszenz-Lichtmikroskopie systematisch neu überdacht hat. Im Jahr 1990 entwickelte er die Idee der 4Pi-konfokalen Mikroskopie, mit der die axiale Auflösung der konfokalen Mikroskopie 3-7fach verbessert werden konnte. Um diese Idee zu untersuchen, ging er an das European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, wo er die Wirksamkeit von Teilprinzipien dieser Idee nachweisen konnte. Mit der 4Pi-konfokalen Mikroskopie konnten Hell und Mitarbeiter dreidimensionale Zellstrukturen 4-mal deutlicher abbilden als das mit "high-end" konfokaler Mikroskopie möglich war. Mit der Anwendung zusätzlicher Bildbearbeitungstechniken erreichten sie sogar, zum allerersten Mal, eine dreidimensionale Auflösung in der Größenordnung von 100 nm, also deutlich unterhalb der Wellenlänge des Lichtes (400-700 nm).

Stefan Hell ist 1962 geboren. Er studierte Physik an der Universität Heidelberg, wo er 1987 sein Diplom erhielt und 1990 auch promovierte. Schon während seiner Doktorarbeit bei Professor Hunklinger erkannte er, dass die räumlich dichte, punktförmige Übertragungsfunktion von konfokalen Scanner-Mikroskopen ein guter Ansatzpunkt sind, die Auflösungsgrenzen der Fluoreszenzmikrokopie zu verbessern. Nach ersten Schritten in diese Richtung am EMBL ging er 1993 an die Universität Turku (Finnland), wo er in der Abteilung für Medizinische Physik eine Forschungsgruppe aufbaute, die diese Frage weiter untersuchte. Während dieser Zeit entwickelte er das Konzept der "Stimulated-Emission-Depletion (STED)" Mikroskopie, bei der die Ausdehnung des abtastenden fluoreszierenden Lichtpunktes durch "Abschalten" der Fluoreszenz an seinem Rand verkleinert wird. Hell sagte theoretisch voraus, dass diese Technik die Auflösung der Fluoreszenzmikroskopie etwa 5-fach verbessern werde, und demonstrierte das mit seinen Mitarbeitern dann auch einige Jahre später. Nach einem Halbjahresaufenthalt in Oxford und seiner Habilitation in Physik an der Universität Heidelberg (wo er immer noch lehrt) kehrte Hell 1997 aus Finnland nach Deutschland zurück, wo er am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen eine unabhängige Arbeitsgruppe aufbaute.

Der (englische) Wortlaut der Laudatio ist im Internet zugänglich
( http://www.ico-optics.org/ico_jan01.html).

... mehr zu:
»ICO-Preis »Mikroskopie »Physik

Auch die Bilder stehen dort in höherer Auflösung zur Verfügung 
( http://www.mpibpc.gwdg.de/PR/01_01/hell.html).

Für Rückfragen:
Priv.-Doz. Dr. Stefan Hell, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, AG Hochauflösende Optische Mikroskopie, 37070 Göttingen; Tel.: 0551 201 1360; Fax: 0551 201 1085; E-Mail: shell@gwdg.de

Weitere Informationen finden Sie im WWW:


Dr. Christoph R. Nothdurft |

Weitere Berichte zu: ICO-Preis Mikroskopie Physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Höchster deutscher Forschungspreis geht nach Freiburg
05.12.2019 | Universitätsklinikum Freiburg

nachricht Deutschlands gesündeste Arbeitgeber 2019 stehen fest
04.12.2019 | Corporate Health Initiative

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...

Im Focus: Developing a digital twin

University of Texas and MIT researchers create virtual UAVs that can predict vehicle health, enable autonomous decision-making

In the not too distant future, we can expect to see our skies filled with unmanned aerial vehicles (UAVs) delivering packages, maybe even people, from location...

Im Focus: Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten: Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt »FlexiMILL« gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software. Auf diese Weise lassen sich große frei geformte Oberflächen nun bis zu 80 Prozent schneller bearbeiten.

Ziel im Projekt »FlexiMILL« war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch...

Im Focus: Bis zu 30 Prozent mehr Kapazität für Lithium-Ionen-Akkus

Durch Untersuchungen struktureller Veränderungen während der Synthese von Kathodenmaterialen für zukünftige Hochenergie-Lithium-Ionen-Akkus haben Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und kooperierender Einrichtungen neue und wesentliche Erkenntnisse über Degradationsmechanismen gewonnen. Diese könnten zur Entwicklung von Akkus mit deutlich erhöhter Kapazität beitragen, die etwa bei Elektrofahrzeugen eine größere Reichweite möglich machen. Über die Ergebnisse berichtet das Team in der Zeitschrift Nature Communications. (DOI 10.1038/s41467-019-13240-z)

Ein Durchbruch der Elektromobilität wird bislang unter anderem durch ungenügende Reichweiten der Fahrzeuge behindert. Helfen könnten Lithium-Ionen-Akkus mit...

Im Focus: Neue Klimadaten dank kompaktem Alexandritlaser

Höhere Atmosphärenschichten werden für Klimaforscher immer interessanter. Bereiche oberhalb von 40 km sind allerdings nur mit Höhenforschungsraketen direkt zugänglich. Ein LIDAR-System (Light Detection and Ranging) mit einem diodengepumpten Alexandritlaser schafft jetzt neue Möglichkeiten. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Atmosphärenphysik (IAP) und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT entwickeln ein System, das leicht zu transportieren ist und autark arbeitet. Damit kann in Zukunft ein LIDAR-Netzwerk kontinuierlich und weiträumig Daten aus der Atmosphäre liefern.

Der Klimawandel ist in diesen Tagen ein heißes Thema. Eine wichtige wissenschaftliche Grundlage zum Verständnis der Phänomene sind valide Modelle zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

Intelligente Transportbehälter als Basis für neue Services der Intralogistik

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

RNA-Modifikation - Umbau unter Druck

06.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Der Versteppung vorbeugen

06.12.2019 | Geowissenschaften

Verstopfung in Abwehrzellen löst Entzündung aus

06.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics