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08.10.2014

Chemie-Nobelpreis 2014 für Beiträge zur Fluoreszenzmikroskopie mit Nanometerauflösung


Der Nobelpreis in Chemie wird in diesem Jahr an drei Forscher verliehen: Stefan W. Hell (Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen), Eric Betzig (Howard Hughes Medical Institute) und William E. Moerner (Standford University) erhalten die Auszeichnung für ihre Beiträge zur Nanoskopie. Stefan W. Hell hat mit seiner Arbeit einen Glaubenssatz zur Auflösungsgrenze optischer Mikroskope und Bildgebung überwunden.

Mit dem Nobelpreis für Chemie wird der Göttinger Forscher Stefan Hell geehrt "für seine bahnbrechenden Entwicklungen, die zur Fluoreszenzmikroskopie mit Nanometerauflösung führten und neue Anwendungen in der Biologie eröffneten", so die Begründung der Jury. Der Nobelpreis gilt als der wichtigste Wissenschaftspreis weltweit und ist mit einem Preisgeld von acht Millionen Schwedischen Kronen (entspricht rund 870.000 Euro) verbunden. Die Auszeichnung wird an Nobels Todestag am Mittwoch, den 10. Dezember 2014, vom schwedischen König in Stockholm überreicht.

Mit neuen physikalischen Konzepten ist es Hell gelungen, die Beugungsgrenze von Lichtmikroskopen fundamental zu unterlaufen. Er revolutionierte damit die Lichtmikroskopie und eröffnete völlig neue Einblicke in den Nanokosmos lebender Zellen. Herkömmliche Lichtmikroskope können Objekte, die weniger als 200 Nanometer (millionstel Millimeter) voneinander entfernt sind, im Bild nicht mehr trennen. Für Biologen wie Mediziner bedeutete dies eine enorme Einschränkung: Um Strukturen in lebenden Zellen zu untersuchen, reicht diese Auflösung bei weitem nicht aus. Die von Hell erfundene und entwickelte STED-Mikroskopie und damit verwandte Verfahren erlauben es heute, Zellen mit einer bis zu zehnmal besseren Detailschärfe zu untersuchen.

Der Ansatz des Physikers beruht auf einem Kniff: Eng benachbarte Details werden unter Verwendung eines speziellen Lichtstrahls sequenziell dunkel gehalten, sodass sie nicht gleichzeitig, sondern nacheinander aufleuchten. Sie können somit im Lichtmikroskop unterschieden werden. "Ein großer Vorteil ist, dass unserer Methode ein relativ allgemeines Grundprinzip zugrunde liegt. Die Hochauflösung ist daher längst nicht ausgereizt", sagt Hell. Mit seinen Abteilungen NanoBiophotonik am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (Göttingen) und Optische Nanoskopie am Deutschen Krebsforschungszentrum (Heidelberg) forscht er intensiv daran, noch feiner in die molekularen Details der lebender Zellen vorzustoßen.

Als wichtige Einsatzgebiete seiner Methoden sieht der Preisträger vor allem die Biologie und Medizin. "Um Krankheiten zu erforschen oder neue Medikamente zu entwickeln, bietet die STED-Mikroskopie reichlich Potenzial. Wir stehen erst ganz am Anfang, dieses auszuschöpfen", so Stefan Hell.

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Quelle: Max-Planck-Gesellschaft




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