Ein Start-up der Universität Stuttgart schafft mit Laserkristallen neue Möglichkeiten für biomedizinische Zellanalysen. Die Gründer von Twenty-One Semiconductors begeisterten sich schon im Physikstudium für Lasertechnologie.
Mit fünf auf fünf Millimetern ist der Kristall kleiner als eine 1-Cent-Münze. Doch so klein er auch sein mag, kann er doch Großes bewirken – etwa für Krebspatient*innen. Denn dieser winzige Membrane external cavity Laser (MEXL) -Kristall bildet das Herzstück von Lasern, mit denen die Wirksamkeit von Therapien geprüft werden kann. Die neuartigen Halbleiter-Membran-Laser für biomedizinische Anwendungen entwickelt das Start-up Twenty-One Semiconductors (21S), ein Spin-off der Universität Stuttgart. Die Unternehmensgründer Dr. Roman Bek und Norbert Witz-Haszler, beide Alumni der Universität, schaffen damit neue Möglichkeiten für Diagnose und Therapie, zum Beispiel bei Krebserkrankungen.
Laser erzeugen Licht in unterschiedlichen Farbspektren. Für biomedizinische Zellanalysen ist der gelbe Spektralbereich besonders interessant, um einen höheren Informationsgehalt über die Anzahl erkrankter und gesunder Zellen auslesen zu können. „Während einer Therapie erfolgen solche Zellanalysen regelmäßig, um das Verhältnis gesunder und erkrankter Zellen zu ermitteln und so Rückschlüsse auf die Wirksamkeit der Therapie zu ziehen“, erklärt Bek, Technikvorstand bei 21S.
Neue Laserkristalle verbessern Zellanalyse
„Das Alleinstellungsmerkmal unserer MEXL-Kristalle ist, dass mit ihrer Hilfe kompakte Lasersysteme mit Emission im gelben Spektralbereich hergestellt werden können“, sagt Geschäftsführer Witz-Haszler. Viele in der Biomedizin verwendete Laser emittieren Licht im sichtbaren Spektralbereich zwischen 300 und 700 Nanometern. Um Laser beispielsweise im roten oder blauen Bereich zu erzeugen, gibt es sehr gut entwickelte Halbleiter- Technologien. Allerdings klafft auf dem Spektrum im grün-gelben Bereich eine Lücke, die sogenannte Yellow Gap. „Das liegt daran, dass es materialbedingt sehr schwierig ist, effiziente Halbleiter-Laser herzustellen, die gelbes Licht emittieren“, erklärt Witz-Haszler. „Gerade für biomedizinische Zellanalysen können damit aber essenzielle Informationen über erkranktes Zellgewebe gewonnen werden. Mit unserer MEXL-Technologie lassen sich kompakte Lasersysteme für den grün-gelben Spektralbereich herstellen, die es ermöglichen, an genau diese Informationen zu gelangen.“
Das Schöne an unserer Arbeit ist, dass wir Gelerntes anwenden, um Technologien auf den Weg zu bringen, die Gutes bewirken.
Norbert Witz-Haszler
Vom Physikstudium zur Start-up-Gründung
Die Gründer Norbert Witz-Haszler und Dr. Roman Bek haben Physik an der Universität Stuttgart studiert und sich schon damals für Halbleiter- und Lasertechnologien begeistert. Ende 2018 begannen sie, ihre Idee von einem eigenen Unternehmen zu verwirklichen. „Zu Beginn haben wir ausschließlich Halbleiterschichten hergestellt und verkauft“, sagt Witz-Haszler. Im Rahmen eines EXIST-Gründerstipendiums erhielten sie finanzielle Unterstützung sowie auch einen kostenfreien Zugang zu Laboren und Maschinen am Institut für Halbleiteroptik und Funktionelle Grenzflächen (IHFG) der Universität Stuttgart.
Im Mai 2019 gründeten die beiden Physiker schließlich die Twenty-One Semiconductors GmbH. „Bereits Ende 2019 waren wir in der Lage, uns mit unseren Umsätzen selbst zu finanzieren“, sagt Bek. Ende 2020 erhielten sie für die Entwicklung der MEXL-Kristalle zum fertigen Produkt schließlich noch eine Finanzierung durch den High- Tech Gründerfonds.
„Das Schöne an unserer Arbeit ist, dass wir Gelerntes anwenden, um Technologien auf den Weg zu bringen, die Gutes bewirken“, so Witz-Haszler. Ihre Laserkristalle verkaufen die beiden Jungunternehmer zu 95 Prozent an Hersteller im biomedizinischen Bereich. Momentan arbeiten sie daran, den Produktionsprozess zu standardisieren. Außerdem wollen sie andere Anwendungsbereiche erschließen. Witz-Haszler blickt zuversichtlich in die Zukunft: „Ich denke, dass wir mit unserer Technologie noch nicht am Ende der Fahnenstange angekommen sind. Damit lässt sich noch sehr viel machen.“
Autorin: Jacqueline Gehrke
TWENTY-ONE SEMICONDUCTORS
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