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. Zudem verursachten die wiederholten Belichtungen phototoxische Effekte, die empfindliche Proben schädigen und Forschungsergebnisse verfälschen konnten.

Die Carl Zeiss Microscopy GmbH bringt mit dem ZEISS Lightfield 4D eine bahnbrechende Innovation auf den Markt, die diese Herausforderungen löst. Das System kombiniert die Vorteile der Lichtfeld-Technologie mit fluoreszenzbasierter Mikroskopie und ermöglicht erstmals High-Speed-Volumenaufnahmen ohne zeitliche Verzögerung. Forschende können komplette 3D-Datensätze mit bis zu 80 Bildern pro Sekunde erfassen – und das bei minimaler Lichtbelastung. Diese sofortige Aufnahmefähigkeit eröffnet neue Möglichkeiten in Bereichen wie der Neurowissenschaft, Krebsforschung und Pharmakologie.

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. Eine Verarbeitung über leistungsfähige Grafikkarten beschleunigt dabei die Datenanalyse erheblich.

Zudem minimieren besondere Technologien unerwünschte Bildartefakte. Dieses ressourcenschonende Design steigert nicht nur die Effizienz, sondern macht Langzeitmessungen möglich, ohne die biologische Integrität der Proben zu gefährden.

Die Marktchancen dieser Innovation sind vielversprechend. ZEISS Lightfield 4D wird in bestehende Geräte wie das LSM 910 und LSM 990 integriert und erleichtert somit den Übergang für aktuelle Nutzer:innen. Zielgruppen sind Biolog:innen, Medizinforschende und Pharmaunternehmen, die präzisere Einblicke in biologische Prozesse benötigen. Dank der intuitiven Bedienung und geringen Einarbeitungszeit reduziert das System die Komplexität experimenteller Abläufe. Damit bietet ZEISS Lightfield 4D nicht nur neue Möglichkeiten für die Wissenschaft, sondern dürfte auch langfristig einen neuen Standard für Mikroskopie setzen.