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Lizenzvertrag: Hochauflösende Bilder für die medizinische Forschung

Die STED-Mikroskopie erzeugt hochauflösende Bilder weit unterhalb der Beugungsgrenze des sichtbaren Lichts. Die Technik dazu ist jedoch noch vergleichsweise komplex, was ihre Verbreitung und Nutzung behindert. Eine vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und dem Deutschen Krebsforschungszentrum entwickelte und nun von der Ausgründungsfirma Abberior GmbH lizenzierte Technologie namens EASYDOnut vereinfacht das optische System erheblich: EASYDOnut lenkt die Laserstrahlen des STED-Mikroskops über ein einziges optisches Element gezielt auf die zu untersuchende Probe. Die Innovation kann die Verbreitung der STED-Mikroskopie fördern – mit Gewinn auch für die medizinische Forschung: Mit STED-Mikroskopen lassen sich wichtige Informationen auch an lebenden menschlichen Zellen gewinnen.

Lebende Zellen lassen sich mit der modernen Fluoreszenz-Mikroskopie erforschen. Dabei werden entsprechende Moleküle innerhalb der Zelle mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert, über Licht angeregt und zum Leuchten gebracht. Jedoch können mit der herkömmlichen Mikroskopie keine Details unterschieden werden, die näher als 200 nm beieinander liegen (Beugungsgrenze; Abbesche Auflösungsgrenze). Der Grund hierfür liegt in der Wellennatur des Lichts und der damit verbundenen räumlichen Ausdehnung des Fokalpunktes eines Lichtstrahls.

Bei der STED-Mikroskopie wird nun dieser Fokalpunkt, der die fluoreszierende Probe sichtbar macht, verkleinert, indem der Randbereich des Lichtflecks am Fluoreszieren gehindert wird. Dazu wird neben dem zentralen Lichtstrahl ein zweiter ringförmiger Lichtstrahl mit einer anderen Wellenlänge ausgesendet, der über eine so genannte stimulierte Emission die angeregten Farbstoffmoleküle am Rand des zentralen Lichtstrahls abregt und so deren Fluoreszenz verhindert.

Images of a PTK2 cell using a fluorescence confocal microscope (FCM) as well as a STED microscope equipped with the EASYDOnut phase plate. Scale 2 ?m

Bild: Bilder einer PtK2 Zelle mit einem Konfokalen Fluoreszenz-Mikroskop sowie einem STED-Mikroskop mit EASYDOnut Phasenplatte. Maßstab 2 µm

Dank EASYDOnut können beide Lichtstrahlen aus einer einzigen Punktlichtquelle stammen, so dass das aufwändige Nachjustieren beider Strahlen zueinander entfällt. Das erspart dem Anwender die bislang häufig anfallenden Kosten für technischen Service. Der große Vorteil des EASYDOnut-Systems liegt daher in seiner sehr einfachen Handhabung. „Als führender Hersteller von kommerziell erhältlichen Fluoreszenzfarbstoffen für neue Mikroskopie-Techniken bieten wir unseren Kunden mit dem neuartigen EASYDOnut-System ein fein aufeinander abgestimmtes Angebot von optischen Komponenten und Farbstoffen für die STED-Mikroskopie“, so Dr. Gerald Donnert, Geschäftsführer der Abberior GmbH.

Die neue Technologie wurde gemeinsam mit dem Erfinder der STED-Mikroskopie, Prof. Dr. Stefan Hell vom MPI für biophysikalische Chemie, und Dr. Johann Engelhardt und Dr. Matthias Reuss aus der Abteilung Optische Nanoskopie des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) sowie Dr. Volker Westphal und Dr. Lars Kastrup vom MPI für biophysikalische Chemie entwickelt. Die Erfindung wurde von Max-Planck-Innovation und der Stabsstelle Technologietransfer des DKFZ zum Patent angemeldet und lizenziert.

„Die Innovation erleichtert die Anwendung der STED-Mikroskopie erheblich. Die Beobachtung von biologischen Prozessen im Mikrokosmos der Zelle wird vereinfacht sowie verbessert und eröffnet so neue Wege in der biologischen Forschung und medizinischen Diagnostik“, erläutert Dr. Bernd Ctortecka, Lizenzmanager der Max-Planck-Innovation GmbH. EASYDOnut kann für eine fast beliebige Vielzahl von Licht-Wellenlängen-Kombinationen hergestellt werden.


Über Max-Planck-Innovation
Als Technologietransfer-Organisation der Max-Planck-Gesellschaft ist Max-Planck-Innovation das Bindeglied zwischen Industrie und Grundlagenforschung. Mit unserem interdisziplinären Team beraten und unterstützen wir die Wissenschaftler bei der Bewertung von Erfindungen, der Anmeldung von Patenten sowie der Gründung von Unternehmen. Der Industrie bieten wir einen zentralen Zugang zu den Innovationen der Max-Planck-Institute. Damit erfüllen wir eine wichtige Aufgabe: Den Transfer von Ergebnissen der Grundlagenforschung in wirtschaftlich und gesellschaftlich nützliche Produkte.

Über Abberior
Die Abberior GmbH ist eine Ausgründung aus dem MPI für biophysikalische Chemie in Göttingen und ist auf Konzeption, Herstellung und Vermarktung von fluoreszierenden Markern für hochauflösende Mikroskopiearten, wie z.B. STED, RESOLFT, PALM, STORM oder GSDIM, spezialisiert. Weltweit bietet nur die Abberior GmbH fluoreszierende Label, die für die optische Hochauflösung gezielt getestet und qualifiziert wurden, an. Die optische Komponente der EASYDonut phasenplatte für eine einfache und robuste Implementierung von STED bzw. RESOLFT Methoden komplettieren das Angebot von Abberior im Bereich der hochauflösenden Mikroskopie.

Über DKFZ
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 2.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

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Pressekontakt

Markus Berninger
Telefon: (089) 290919-30