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Meilenstein Mikroskopie

Fundamentales Verständnis für tiefe Einblicke in den Mikrokosmos

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Die enge Zusammenarbeit von Forschung und Industrie als Fundament und wichtiger Antrieb für Technologieentwicklungen, verbunden mit dem Ziel, den Mikrokosmos erforschbar zu machen und dabei Grenzen zu überschreiten – diesen Anspruch haben die Gründerväter Zeiss und Abbe ihrem Unternehmen gewissermaßen in die Wiege gelegt. Seit 1889 ist dieser auch festgeschrieben in der Carl-Zeiss-Stiftung, die Abbe ein Jahr nach dem Tod von Zeiss gründete und der er 1891 seine Vermögensanteile an der Optischen Werkstätte und am Jenaer Glaswerk übertrug. Sie sollte auch dazu dienen, an der Jenaer Universität die naturwissenschaftliche Forschung zu fördern. Bis heute schüttet die Carl Zeiss AG eine Dividende an die Carl-Zeiss-Stiftung aus, die damit Forschung und Lehre fördert.

Zunehmende Diversifizierung des Portfolios

Ende des 19. Jahrhunderts war das Mikroskop inzwischen nicht mehr nur wichtiges Instrument für wissenschaftliche Zwecke, sondern auch im Alltag von Medizinern, Hygienikern und Werkstoffprüfern angekommen. Die Gründung der ersten ausländischen Tochtergesellschaft 1894 in London markierte den Beginn der globalen Expansion.

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1896 fertigte Zeiss auf Anregung des amerikanischen Entomologen Horatio S. Greenough das erste Stereomikroskop nach dem nach ihm benannten Prinzip. Zudem begann in dieser Zeit der Bau von bedarfsgerechten, maßgeschneiderten Spezialkonstruktionen. Das erlangte Wissen und die technologischen Möglichkeiten wurden zudem auf andere Produkte wie Ferngläser, Fotoobjektive, astronomische Geräte, Spektroskope oder geodätische Geräte angewendet, was neue Geschäftsfelder eröffnete.

Die Erfindung des Ultraviolett-Mikroskops 1904 durch August Köhler und Moritz von Rohr und der Versuchsaufbau zur Fluoreszenzmikroskopie von Köhler und Henry Siedentopf aus dem Jahr 1908 verbesserten indes die Möglichkeiten der Lichtmikroskopie durch Nutzung neuer Lichtquellen weiter.

Der erste Weltkrieg unterbrach die Arbeit an „Zivilgeräten“ vorübergehend, doch schon im Jahr 1933 wird das berühmte L-Stativ zum Vorbild im Mikroskopbau. Im weiteren Verlauf der Geschichte sollten mit Teilung und Wiedervereinigung Deutschlands zwei weitere historische Ereignisse die Unternehmens­entwicklung maßgeblich prägen.

Erfindung des Phasenkontrastes – Zusammenarbeit mit Frits Zernike

Das Abbesche Auflösungslimit besagt bekanntlich, dass ein Lichtmikroskop Details im Abstand von 0,2 µm auflösen kann. Eine typische tierische Zelle hat einen Durchmesser von 10 bis 20 µm und ist damit fünfmal kleiner als ein mit dem bloßen Auge eben noch erkennbares Teilchen, liegt jedoch noch oberhalb dessen, was ein Lichtmikroskop in der Lage ist aufzulösen. Ihre Zellstrukturen sichtbar zu machen, wird da schon schwieriger, noch schwieriger die Funktionen der verschiedenen Zellkomponenten zu verstehen. Hinzu kommt, dass tierische Zellen farblos und durchsichtig sind, also kaum Licht absorbieren. Zytologen beunruhigte aber, dass durch Fixierung und Färbung der Zellen ihre Komponenten (und Funktionen) möglicherweise verändert würden oder verloren gingen. Verfolgt man die Entwicklung der Mikroskopie also anhand dieses Beispiels der Zellbiologie weiter, wird schnell deutlich, dass das Fortschreiten der Wissenschaft alsbald auch von der Entwicklung neuer Kontrastmethoden und nicht zuletzt auch neuer Strahlungsquellen abhing.

Das waren Bedürfnisse, die natürlich auch Zeiss adressierte. Zu einem Durchbruch hinsichtlich der kontrastreichen Darstellung transparenter Objekte verhalf dem Unternehmen die Zusammenarbeit mit dem niederländischen Physiker Frits Zernike. Er entdeckte 1930 bei der Arbeit mit Reflexionsgittern, dass er die Phasenlage der einzelnen Lichtstrahlen beobachten konnte. Um diesen Effekt der Mikroskopie zugänglich zu machen, entwickelte er gemeinsam mit Zeiss das erste Phasenkontrastmikroskop, dessen Prototyp im Jahr 1936 entstand. Es ermöglichte die Untersuchung lebender Zellen, ohne sie dabei durch Färbung zu schädigen.

Die Automatisierung der Mikroskopie wird gefragter

Was ist das Problem der Anwender und wie kann Zeiss helfen, es zu lösen? Sich diese Frage zu stellen, ist eine weitere frühe Grundmaxime des Unternehmens. Bereits in der 1930er Jahren vereinfachten nun speziell entwickelte Fotoapparate das Festhalten und Dokumentieren der mikroskopischen Abbildungen. Dieser Fortschritt sollte die Nutzer vom mühsamen und mitunter ungenauen Abzeichnen der Mikroskopbilder befreien.

Das Zeitalter des Wirtschaftswunders, mit seinen erweiterten Möglichkeiten in der Elektronik sollte schließlich erste Schritte hin zu einer stärkeren Automatisierung der Mikroskopie ermöglichen. 1955 wurde ein vollkommen neues Photomikroskop mit integrierter Kamera und automatischer Beleuchtungssteuerung eingeführt.

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