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Interview zur Entwicklung der Mikroskopie Carl Zeiss 200. Geburtstag und ein Blick nach vorn

Autor / Redakteur: Das Gespräch führte LABORPRAXIS-Chefredakteur  Marc Platthaus / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

170 Jahre Unternehmensgeschichte, 200. Geburtstag von Carl Zeiss – 2016 war ein besonderes Jahr für das Unternehmen. Dass solche Ereignisse auch Anlass für einen Blick in die Zukunft sind, beschreibt COO Dr. Markus Weber.

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„ Die Digitalisierung führt zu einer digitalen Transformation der Industrie.“ Dr. Markus Weber, CoCEO und COO Carl Zeiss Microscopy
„ Die Digitalisierung führt zu einer digitalen Transformation der Industrie.“ Dr. Markus Weber, CoCEO und COO Carl Zeiss Microscopy
(Bild: Zeiss)

LABORPRAXIS: Herr Dr. Weber, Sie feiern in diesem Jahr den 200. Geburtstag Ihres Firmengründers. Gibt es technisch noch Aspekte, die sich zu den Anfängen des Unternehmens zurückverfolgen lassen?

Dr. Markus Weber: Der Unternehmensgründer Carl Zeiss wurde mit Mikroskopen und seinem fortwährenden Streben nach Präzision sehr erfolgreich. Aber erst die von Ernst Abbe – dem späteren Geschäftspartner von Carl Zeiss – entwickelte Theorie der Abbildung im Mikroskop verschaffte Carl Zeiss einen wichtigen technologischen Vorsprung. Am Anfang hatte Zeiss Mikroskope nur nach Erfahrungswerten hergestellt. Ab 1872 baute er sie auf der Grundlage wissenschaftlicher Berechnungen und erreichte damit wesentlich bessere optische Eigenschaften. Dies wiederum ermöglichte bahnbrechende Forschungen in Biologie und Medizin, wie z.B. die von Robert Koch, Santiago Ramón y Cajal und Paul Ehrlich. Aber schon Abbe erkannte, dass Mikroskope der Zukunft mit den damaligen nicht mehr viel gemeinsam haben werden, außer den Namen. Und er hat recht behalten. In den Mikroskopen von heute steckt aber dennoch viel von Carl Zeiss Idee: Sie überzeugen durch das Zusammenspiel von hochpräziser Optik mit präziser Mechanik – und heute ergänzt durch Elektronik und Software.

LABORPRAXIS: Moderne Mikroskopie-Systeme werden immer leistungsfähiger, aber damit auch komplexer. Wie unterstützen Sie die Anwender hier bei der Bedienung?

Dr. Weber: Wir setzen auf intuitive Bedienung und investieren dazu massiv in die Weiterentwicklung unserer Softwarelösungen. Die Digitalisierung führt zu einer digitalen Transformation der Industrie, und Zeiss hat auch hier den Anspruch, führende Technologien und Lösungen für die Anwender anzubieten und zwar von der Forschung und Ausbildung bis zur Industrie. Komplexe Mikroskopsysteme statten wir mit zahlreichen Automationstechniken aus, die dem Anwender eine Vielzahl von manuellen Eingriffen in der Kalibrierung oder während der Bildaufnahme ersparen. So genannte „boxed“-Mikroskope wie Zeiss Axio Scan. Z1 oder Zeiss Celldiscoverer 7, die weitgehend unabhängig von Anwenderinteraktion eine große Anzahl von Proben digitalisieren, wären ohne fortschrittliche Automation gar nicht denkbar.

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Zur Person: Dr. Markus Weber

Dr. Markus Weber ist Co-CEO und COO der Carl Zeiss Microscopy GmbH. Er hat an den Universitäten Karlsruhe und Ulm Physik studiert sowie 2002 an der Universität Ulm promoviert. Einstieg als wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Zeiss im Unternehmensbereich Semiconductor Manufacturing Technology; danach Projektleiter Beleuchtung im Bereich Lithographie-Optik; Vice President Engineering im Joint Venture Team Cymer Zeiss; ab Oktober 2009 Leiter Vorentwicklung im Geschäftsbereich Microsurgery des Unternehmensbereichs Medical Technology. Von 2010 bis 2015 leitete er die Konzernfunktion Research & Technology der Zeiss-Gruppe.

LABORPRAXIS: Durch das Okular blicken nur noch wenige Anwender?

Dr. Weber: Das stimmt, die Steuerung und Durchführung eines Experiments erfolgt nur noch selten am Mikroskop selbst, sondern zunehmend volldigital gesteuert am Computer. Der Anwender konfiguriert die Bildaufnahme mit der Mikroskopsoftware, die mit Assistenten und definierten Workflows heutzutage sogar die Konfiguration komplexer Experimente mit minimalem Trainingsaufwand zulässt. Unsere Software übernimmt dann nicht nur die Aufnahme der Bilddaten in 2D oder 3D – deren Speicheraufkommen bei hochmodernen Systemen vom Gigabyte- bis in den Terabyte-Bereich gehen kann – sondern auch die Prozessierung und Analyse der Bilddaten. Für besonders rechenintensive Prozesse wie zum Beispiel Dekonvolution von konfokalen Bilddaten mit dem Zeiss exklusiven Airyscan-Detektor nutzen wir sogar die Rechenpower der Grafikkarte, um dem Anwender in möglichst kurzer Zeit ein perfektes Ergebnis präsentieren zu können. Für die schulische und universitäre Ausbildung haben wir frühzeitig den Trend zu mobilen Gadgets wie Smartphones und Tablets genutzt und unterstützen das „digitale Klassenzimmer“ mit Mikroskopen, deren Kameras drahtlos mit Tablets der Schüler und einer kostenfreien App verbunden werden können. Für Industriekunden haben wir mit Zeiss Smartzoom das „smarte Mikroskop“ vorgedacht, das einen vollautomatisierten Workflow mit standardisiertem Reporting in der Qualitätskontrolle bietet. Das intuitive Bedienkonzept haben wir gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt.

LABORPRAXIS: Ist das technisch Machbare in der Mikroskopie immer erstrebenswert oder sollte hier ein Kompromiss zwischen Technik und gewünschter Anwendung gefunden werden?

Dr. Weber: Im ersten Moment steht der Anwender im Fokus: Es ist wichtig zu verstehen, was seine Aufgabe ist oder sein Problem, das er lösen will und wie ihm ein Mikroskop dabei helfen kann. Aber natürlich muss man auch manchmal etwas wagen und über die reine Anwendung hinausgehen. Henry Ford hat gesagt ‚Wenn ich die Menschen gefragt hätte, was sie wollen, hätten sie gesagt: schnellere Pferde!‘ Aber er hat nicht auf diesen Wunsch gehört, sondern weiter an seine Idee geglaubt. Zeiss steht sei über 170 Jahren für Innovationen – insbesondere im Bereich der Mikroskopie – und ist dabei schon mehrfach an die Grenzen der Physik gegangen. Bereits kurz nach der Jahrhundertwende entwickelte Henry Siedentopf als Mitarbeiter von Zeiss das so genannte „Ultramikroskop“ zusammen mit dem späteren Nobelpreisträger Richard Zsigmondy. Aber es dauerte weitere Jahrzehnte und technische Fortschritte, bis Ernst Stelzer das Grundprinzip des Ultramikroskopes für die Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopie wiederentdeckte, für die wir wiederum das Zeiss Lightsheet Z.1 anbieten. Ein aktuelles Beispiel: Zeiss Multi-SEM 506, das schnellste Elektronenmikroskop der Welt, war ursprünglich für den Einsatz in der Halbleitertechnik konzipiert, bevor Forscher wie Jeff Lichtman und Winfried Denk dessen Einsatz in der Konnektomforschung anregten. Unsere Lösungen haben in der Forschung schon zu mancher Entdeckung beigetragen, die vorher nicht denkbar war.

LABORPRAXIS: Abschließend ein Blick in die Zukunft: Wie denken Sie ist Ihr Unternehmen zum 250. Geburtstag von Carl Zeiss aufgestellt?

Dr. Weber: 50 Jahre in die Zukunft blicken kann niemand. Aber ich gehe davon aus, dass Zeiss und insbesondere der Unternehmensbereich Microscopy auch für die Zukunft gut aufgestellt ist: Die Märkte entwickeln sich stabil. Die Digitalisierung bringt neue Chancen und Anwendungsmöglichkeiten mit sich. Die korrelative Mikroskopie wird zunehmend an Bedeutung gewinnen. Wir arbeiten unablässig daran, unser Portfolio mit Licht-, Elektronen-, Röntgen- und Ionenmikroskopie dichter zusammenzubringen und Forschern den Datenaustausch nicht nur über alle Technologien und alle Größenordnungen, sondern sogar zwischen global verteilten Forschergruppen und deren In­strumenten so einfach und präzise wie möglich zu gestalten. Vermutlich hat Ernst Abbe damals wie heute recht – und die Mikroskope der Zukunft werden mit den heutigen nicht viel gemeinsam haben. Außer dem Namen auf dem Instrument.

Vielen Dank für das Gespräch Herr Dr. Weber.

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