„Da können wir dem Zebrafisch beim Denken zuschauen!“ Dieser Ausruf eines Wissenschaftlers freut das Entwicklungsteam der Carl Zeiss Microscopy GmbH besonders. Das Zeiss Lightfield 4D setzt nicht nur für die Grundlagenforschung neue Maßstäbe, sondern ist auch für den Thüringer Innovationspreis nominiert
Bisherige Technologien in der Mikroskopie stießen bei der Untersuchung schneller biologischer Prozesse oft an ihre Grenzen. Herkömmliche Verfahren erfassen dreidimensionale Proben, indem sie diese in einzelnen Schichten nacheinander aufnehmen. Dieser zeitverzögerte Ansatz führte jedoch zu Einschränkungen: Dynamische Abläufe wie Herzschlag, Blutfluss oder neuronale Signale konnten kaum ohne Verzerrungen sichtbar gemacht werden.
Wie die neue Technologie bessere Einblicke ermöglicht
Das Zeiss Lightfield 4D kombiniert die Vorteile der Lichtfeld-Technologie mit fluoreszenzbasierter Mikroskopie. Forschende können komplette 3D-Datensätze mit bis zu 80 Bildern pro Sekunde erfassen – und das bei minimaler Lichtbelastung. Die technische Grundlage bildet ein speziell entwickeltes Mikrolinsen-Array, das 37 Perspektiven einer Probe gleichzeitig aufnimmt. Mithilfe innovativer Algorithmen wird das 3D-Bild in weniger als 300 Millisekunden rekonstruiert. „Das erfordert nicht nur schnelle Kameras, sondern auch leistungsstarke Grafikkarten, um den sehr großen Rechenaufwand zu bewältigen“, sagt Produktmanagerin Julia König.
Diese Fähigkeit eröffnet neue Möglichkeiten in Bereichen wie der Neurowissenschaft, Krebsforschung und Pharmakologie. Die Innovation hilft, schnelle und dynamische Prozesse wie Blutfluss, Muskelbewegungen oder neuronale Aktivitäten sichtbar zu machen, sagt Businessmanagerin Annette Bergter. Das Verfahren sei so schonend für die Probe, dass Wissenschaftler über lange Zeiträume die Entwicklung von Organismen beobachten können.
Grundlagenforschung zu Alzheimer und Demenz soll profitieren
Die Kosten für ein solches Gerät liegen den Dimensionen eines Einfamilienhauses. Zeiss hofft, damit das Werkzeug für die Grundlagenforschung zu liefern, um beispielsweise neue Erkenntnisse zu Alzheimer und Demenz zu gewinnen.
Weitere Kandidaten für den Innovationspreis
Carl Zeiss Microscopy ist in der Kategorie Licht und Leben für den Thüringer Innovationspreis nominiert. Die beiden Mitbewerber sind X-Fab und das Fraunhofer-Institut IKTS. Die Stiftung für Technologie, Innovation und Forschung Thüringen kürt die Gewinner am 26. November.
