Fluoreszierende Zellen

„Wir können heute wesentlich schärfer schauen als früher.“ Stefan Hell, Direktor für biophysikalische Chemie am Göttinger Max-Planck-Institut, ist sehr zufrieden mit seiner neuen Entdeckung, für die er gestern den Leibnitz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhielt. Molekülgroße Zelldetails kann er mit Hilfe des von ihm erfundenen STED-Mikroskops destillieren. Ein wichtiger Fortschritt. Denn wenn auch Hells Methode etwas länger dauert als andere Verfahren, macht sie doch Untersuchungen etwa an Krebszellen möglich, die es bisher nicht gab: „Mein Verfahren erlaubt es, wesentlich kleinere Gewebeproben zu entnehmen, um krankhafte Veränderungen des Zellgewebes zu erkennen, als bisher.“

Der freundliche Forscher geht mit seiner Entdeckung im wahrsten Sinn über Grenzen: Er steigert die Auflösung der klassischen Lichtmikroskopie, die der Physiker Ernst Abbe 1873 bei 200 Nanometern ansetzte, deutlich: „Schon als als Doktorand dachte ich: Da muss doch noch was gehen.“

Bereits kurz nach seiner Promotion hat Hell die 4Pi-Mikroskopie entwickelt. Das ist ein Vorläuferverfahren der STED-Mikroskopie. Als Gruppenleiter der Abteilung Medizinische Physik an der Universität Turku in Finnland hat er später erste theoretische Konzepte zur STED-Mikroskopie entwickelt, die er ab 1996 als Leiter einer Max-Planck-Nachwuchsgruppe umsetzen konnte.

Bis dato hatte man für Untersuchungen von Zellbausteinen, die kleiner als 200 Nanometer sind, die Elektronenmikroskopie verwandt. Im Gegensatz zur Lichtmikroskopie beschädigt diese die zu untersuchenden Objekte jedoch oft. Außerdem kann sie nur Oberflächen abbilden.

Mithilfe der STED-Mikroskopie können nun intakte Objekte bis zu einer Größe von 20 Nanometern im 3D-Format abgebildet werden. „Letztendlich ist es keine neue Entdeckung“, sagt Hell bescheiden. „Wir nutzen lediglich den physikalischen Effekt der Fluoreszenz geschickt aus.“ ALW

STEFAN W. HELL, 44, leitet das Göttinger Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie und ist Honorarprofessor für Experimentalphysik. FOTO: PRIVAT