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Philip-Morris-Forschungspreis: Ausgezeichnet: Licht als Universalwerkzeug



Die Mikrobiologie verdankt ihren Ursprung der Erfindung des Lichtmikroskops vor rund 400 Jahren. Doch die Generationen von Biologen, die seither mit diesem Instrument die faszinierenden Details der belebten Natur bestaunt haben, konnten nicht ahnen, dass sich das Licht zu wesentlich mehr eignet als zum bloßen Ausleuchten und Vergrößern der Präparate.

Lichtstrahlen können nämlich zum präzisen Bearbeiten von Gewebeproben und sogar von einzelnen Bestandteilen einer Zelle genutzt werden. Als winzige Pinzette oder Mini-Skalpell eingesetzt, lassen sich mit Licht beispielsweise lebende Zellen berührungslos und ohne Schädigung ausschneiden, bewegen und als Probe entnehmen (siehe Spektrum der Wissenschaft 6/1998, S. 56).

Ermöglicht wird dieses universelle Werkzeug durch den Impuls, den die einzelnen Lichtteilchen, die Photonen, auf das beleuchtete Objekt übertragen. Der Lichtdruck ist zwar sehr klein, und er spielt in unserem Alltag deshalb keine Rolle. Bündelt man aber das intensive Licht eines Laserstrahls auf einen Brennfleck von weniger als einen Mikrometer Durchmesser, so entsteht dort ein Druck von dem Mehrfachen des Atmosphärendrucks. Eine Zelle, auf die der scharf fokussierte Strahl gerichtet wird, ist dann dem Vieltausendfachen der Erdbeschleunigung ausgesetzt.

Solche Laserwerkzeuge setzen die Wissenschaftler schon seit einigen Jahren in der Forschung ein. Doch diese Geräte sind in der Regel nur von Spezialisten zu bedienen und zudem störanfällig: Bereits ein leichter Stoß gegen den Tisch verändert den Fokus und macht eine aufwändige Nachjustierung erforderlich.

Mit diesen Problemen mochte sich die Biologin Karin Schütze nicht abfinden. Ihr schwebte ein einfach zu bedienendes Gerät mit möglichst wenigen Knöpfen vor, eines, "das man sechs Wochen ausschalten kann, und nachher ist der Fokus immer noch an derselben Stelle".

Gemeinsam mit ihrem Mann Raimund begann Karin Schütze zu tüfteln. Bereits 1993 gründeten beide eine GmbH zur Entwicklung und Vermarktung ihrer Laserwerkzeuge. Der eigentliche Durchbruch kam 1998, als die Biologin eine weitere Anwendung des Lasers entdeckte: das gezielte Katapultieren. Einzelne Zellen können damit, wenn sie aus einem Gewebepräparat ausgeschnitten sind, allein durch den Druck der Photonen in einen Probenträger katapultiert werden. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel einzelne Tumorzellen berührungslos aus einer Gewebeprobe entnehmen und für die weitere Analyse vorbereiten. Die Forscher können dann besonders aggressiv wachsende Krebszellen identifizieren und ihre Reaktion auf unterschiedliche Therapeutika testen.

Die wachsende Nachfrage nach dem innovativen Laserdruck-Katapult-Verfahren führte zum weiteren Ausbau der Firma, die mittlerweile als P.A.L.M. Microlaser Technologies AG im bayrischen Bernried residiert. Vorläufige Krönung der wissenschaftlichen Verdienste von Karin Schütze ist der mit 50000 Mark dotierte Forschungspreis, den ihr die Philip-Morris-Stiftung im Juni überreicht.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 6 / 2001, Seite 98
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
6 / 2001

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 6 / 2001

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