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Oberösterreich

Nobels Licht fällt auch auf Linz

LINZ. Mit dem Nobelpreis an Stefan W. Hell (Deutschland), William E. Moerner und Eric Betzig (beide USA) für die Entwicklung von superauflösender Fluoreszenzmikroskopie fällt auch Glanz auf die Johannes Kepler Universitätsstadt Linz.

Professor Thomas Klar Bild: JKU

Professor Thomas Klar, Vorstand des Instituts für Angewandte Physik an der Johannes Kepler Universität (JKU) Linz, hat 1999 in seiner Doktorarbeit bei Professor Hell dessen Theorien experimentell erstmals bestätigen können. Heute forscht Professor Klar an der Weiterentwicklung der von  Professor Hell erfundenen sogenannten STED-Mikroskopie  (Stimulated Emission Depletion).

„Die mit dem diesjährigen Nobelpreis für Chemie ausgezeichneten Forschungsleistungen basieren zum Teil auf wissenschaftlichen Erkenntnissen von JKU-Prof. Thomas Klar. Das ist eine große Ehre auch für Prof. Klar und die JKU. Denn diese Nobelpreisvergabe bestätigt zugleich, dass die Wissenschaftler der JKU Forschung auf Weltniveau betreiben“, sagt erfreut JKU-Rektor Richard Hagelauer.

Klar, dass bei Professor Klar heute, Mittwoch, das Telefon häufig läutet und der E-Mail-Account übergeht.  „Ein gutes Gefühl“, sagt er. 

Hochauflösende Nanoskopie

Die Forschungsleistungen der heurigen Chemie-Nobelpreisträger werfen ein altes „Dogma“ der Mikroskopie über den Haufen. Lange Zeit ging man davon aus, dass die Auflösung in der optischen Mikroskopie durch die Wellenlänge des Lichts beschränkt ist.

1873 hat Ernst Abbe (Universität Jena) errechnet, dass mit einem klassischen optischen Mikroskop eine maximale Auflösung möglich ist, die nur einem Drittel der Wellenlänge des Lichts entspricht.

Mit moderner Molekülphysik und quantenoptischen Phänomenen kann man dieses Limit jedoch brechen. Obwohl etwa 1930 alle grundlegenden „Zutaten“ dazu vorhanden gewesen wären (Quantenmechanik und stimulierte Emission), wurden diese über 65 Jahre hinweg schlicht ignoriert und an dem althergebrachten Limit nach Abbe festgehalten.

Erst Stefan Hell hat (zusammen mit Jan Wichmann) im Jahr 1994 erstmals postuliert, dass es grundsätzlich möglich sein müsste, mit der Molekülphysik und der Quantenoptik das Abbe-Limit der Auflösung in der Mikroskopie zu brechen.

Klar bestätigt Theorie des Nobelpreisträgers

Im Jahr 1999 hat dann Thomas Klar als Doktorand in der Arbeitsgruppe von Stefan Hell experimentell nachgewiesen, dass diese Technik auch tatsächlich funktioniert. Prof. Klar ist mittlerweile Vorstand des Instituts für Angewandte Physik der JKU.  Derzeit forscht er in Linz an einer Weiterentwicklung der STED-Mikroskopie hin zu einer super-auflösenden Lithographiemethode mit Anwendungen in der Biophysik und Medizin.

Der Nobelpreis ist vergeben worden für verschiedene Techniken, hochauflösend zu Mikroskopieren. Während die STED-Technik von Prof. Hell darauf beruht, individuelle Moleküle lokal an- und auszuschalten und dadurch die Auflösung zu erhöhen. Alternativ kann man einen ähnlichen Effekt auch erzielen, wenn man zeitlich versetzt einzelne Moleküle an- oder ausschaltet. Diese Technik verwendet seit etwa 2006 Eric Betzig. Dafür greift er auf Methoden der Einzelmolekülspektroskopie zurück, die federführend von William Moerner entwickelt worden sind.

 

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Artikel 08. Oktober 2014 - 16:56 Uhr
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