05. September 2019 / Erfolgsgeschichten, SNI INSight

Mit viel Elan und Knowhow – Wissenschaftler aus dem SNI-Netzwerk gründen «ELDICO Scientific»

Im Juni 2019 haben Dr. Gustavo Santiso-Quinones, Dr. Gunther Steinfeld, Dr. Eric Hovestreydt und Nils Gebhardt die Firma «ELDICO Scientific» gegründet. Die vier erfahrenen Unternehmer werden ein Elektronenbeugungs-Messgerät (Elektronendiffraktometer) auf den Markt bringen. Mit diesem kann die räumliche Struktur von nanoskaligen Materialien ermittelt werden, die aufgrund ihrer geringen Grösse oder Beschaffenheit bisher nicht oder nur mit aufwendigen Verfahren analysiert werden konnten. Ein Grundstein für die Gründung von «ELDICO Scientific» wurde durch das Nano-Argovia-Projekt «A3EDPI» gelegt und zu einem grossen Teil mit Fördermitteln des SNI entwickelt.

Dreidimensionale Struktur erforderlich
Für zahlreiche Anwendungen ist es wichtig, die räumliche Struktur einer chemischen Verbindung genau zu kennen. So ist es beispielsweise bei der Entwicklung und Zulassung pharmazeutischer Wirkstoffe elementar, die exakte dreidimensionale Anordnung genau zu verstehen. Wenn die Substanzen in Form einzelner grosser Kristalle vorliegen, können diese mithilfe der Röntgenstrukturanalyse detailgenau untersucht werden. Oft liegen jedoch die zu analysierenden Verbindungen nur in Form von Pulvern vor und die Kristallisation ist aufwendig, langwierig oder gar unmöglich.

Im Nano-Argovia-Projekt «A3EDPI» konnte das Projektteam unter Leitung von Dr. Tim Grüne (damals PSI, heute Universität Wien) zeigen, dass sich die Beugungsmuster von Elektronenstrahlen bestens eignen, um die räumliche Struktur von winzigen organischen Nanokristallen in Pulverform aufzuklären. Röntgen- oder Synchrotronstrahlen hätten bei den untersuchten Materialien aufgrund der geringen Kristallgrösse nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt.

Alt bekanntes neu kombiniert
Das Team hat für diese Messung auf dem Markt erhältliche Geräte und etablierte Methoden kombiniert – genial und einfach zugleich! Sie benutzten den Elektronenstrahl eines Elektronenmikroskops, den besten Detektor, der heute für die Röntgenbeugung an einem Synchrotron verwendet wird und die Software für die Röntgenstrukturanalyse. Im Oktober 2018 veröffentlichten Tim Grüne und seine Kollegen die Ergebnisse der erfolgreichen Analysen in «Angewandte Chemie». Und damit begann auch die noch junge Geschichte von «ELDICO Scientific»!

Dr. Gustavo Santiso-Quinones und Dr. Gunther Steinfeld von der Crystallise! AG waren Industriepartner im Projekt und Co-Autoren der Publikationen. Sie waren überrascht vom enormen Echo, welches das Paper auslöste: «Über einem Blog von «Science» bekamen wir eine Idee von dem weltweiten Interesse am Einsatz der Elektronendiffraktion für kristallographische Anwendungen», erinnern sich die beiden. «Wir erhielten Anfragen aus der ganzen Welt nach einem Elektronendiffraktometer, «Science» nominierte die Methode als einen der «Breakthroughs of the Year 2018» und uns wurde klar, dass der Einsatz der Elektronenstrahlbeugung die Kristallographie verändern wird.»

Ein eingespieltes Team
Die beiden Chemiker und Kristallographen kennen sich schon seit sie als Postdocs 2006 in Freiburg im Breisgau arbeiteten. Vor fünf Jahren wagten sie den Schritt in die Selbstständigkeit und gründeten die Crystallise! AG. Heute übernehmen sie für weltweit agierende Pharma- und Chemiefirmen die Kristallisation und Röntgenstrukturanalyse verschiedener Materialien. Sie wissen also bestens, wie aufwendig und zeitraubend es sein kann, bis Kristalle von ausreichender Grösse und Qualität zur Verfügung stehen, um dann mittels Röntgenstrahlen die räumliche Struktur zu analysieren.

Optimal auf Elektronenbeugung ausgelegt
«Nach diesen ersten Ergebnissen und dem positiven Feedback wurde uns bewusst, dass wir uns intensiv mit dem Thema Elektronendiffraktion auseinandersetzen und proaktiv agieren müssen» erzählen Gustavo Santiso-Quinones und Gunther Steinfeld. Der Gedanke eine zweite Firma zu gründen, die ein Elektronendiffraktometer für kristallographische Anwendungen entwickelt und vermarktet, war geboren.

Es sollte ein Gerät werden, das auf kristallographische Messung spezialisiert ist und nicht nur auf dem Markt erhältliche Komponenten vereint – wie dies beim Nano-Argovia-Projekt noch der Fall war. Daher kann man auf aufwendige und teure Komponenten eines Elektronenmikroskops verzichten, die für eine hochaufgelöste Abbildung wichtig sind, bei der Erfassung des Elektronenbeugungsmusters jedoch keine entscheidende Rolle spielen. Auf der anderen Seite muss für die Kristallographie der Diffraktionsmodus eines Elektronenmikroskops optimiert werden. Eine Vorrichtung, die es erlaubt, die Probe während der Messung zu drehen, ohne sie aus dem Elektronenstrahl zu bewegen, ist beispielsweise wichtig, um genaueste Ergebnisse zu erhalten. «Bisher haben verschiedene Wissenschaftler teilweise mehrere Monate gebraucht, um die dreidimensionale Struktur einer unbekannten Substanz aufzuklären. Mit unserem Gerät wird ein Operator in wenigen Stunden ein zuverlässiges Ergebnis in den Händen halten», berichten die Gründer.

Geballte Expertise
Gustavo Santiso-Quinones als CEO und Gunther Steinfeld als CTO holten Nils Gebhardt und Dr. Eric Hovestreydt als Mitgründer mit ins Boot. Nils Gebhardt hatte einige Jahre zuvor als Managing Director mitgeholfen, den Park Innovaare aus der Taufe zu heben und zu entwickeln, dabei auch die Ansiedlung von Crystallise! im Park Innovaare unterstützt und kannte das Duo von Cystallise! bereits bestens. Er ist nun mit seinem Marketing- und betriebswirtschaftlichen Hintergrund bei ELDICO Scientific als CFO für kaufmännische Aspekte verantwortlich.

Mit Eric Hovestreydt als CSO gehört ein weiterer Kristallograph zum Team. Er war über 30 Jahr lang bei Siemens und Bruker in leitenden Positionen tätig und hat sich als Experte für Röntgenausstattung einen Namen gemacht. «Als ich gehört habe, dass Eric bei Bruker aufhört, habe ich ihn gleich angerufen und ihm von unseren Plänen erzählt», berichtet Gustavo Santiso-Quinones. Eric Hovestreydt war von der Idee begeistert: «Hier werden zwei etablierte Techniken elegant kombiniert. Das bedeutet eine radikale Vereinfachung mit einem unglaublichen Potenzial.»

Schneller Fortschritt
Nachdem das Gründerteam zusammen war, ging alles Schlag auf Schlag. Die notwendigen Patente wurden angemeldet, der Businessplan geschrieben, mit potenziellen Anwendern und Kunden gesprochen und alles für die Gründung vorbereitet. Seit Juni 2019 ist «ELDICO Scientific» eine eingetragene Aktiengesellschaft mit Sitz im Park Innovaare in Villigen.

Die vier Gründer verfügen über ein grosses Netzwerk von potenziellen Kunden aus Forschung und Wirtschaft und vereinen nicht nur das nötige Knowhow für die wissenschaftliche Anwendung, die Technologie, sondern auch für die Vermarktung. Für den Bau der Geräte selbst sind sie eine Zusammenarbeit mit der Firma AXILON (Köln, Deutschland) eingegangen. Ein Modell des Elektronendiffraktometers wurde im August auf der Europäischen Kristallographentagung in Wien präsentiert und Mitte 2020 werden die ersten Beta-Tester die neuen Geräte im eigenen Labor einsetzen können.

Grosses Marktpotenzial
«Bislang haben wir Anfragen von etwa 30 potenziellen Kunden», berichtet Nils Gebhardt. Zurzeit sind es vor allem internationale Forschungsgruppen und Kunden aus der Pharmaindustrie, die Interesse gezeigt haben. «Gerade für Pharmafirmen wäre es eine enorme Zeit- und Kostenersparnis die Strukturaufklärung mittels Elektronendiffraktion durchzuführen», führt er weiter aus.

Die Gründer von ELDICO sehen für die Zukunft noch weitere Bereiche, in denen die Technologie Anwendung finden wird. So nehmen sie an, dass Elektronendiffraktion eingesetzt werden kann, um Fälschungen schnell und kostengünstig zu entlarven. Zudem wird es mit der Technologie relativ einfach möglich sein Nanomaterialien wie metallisch-organische Gerüststrukturen zu untersuchen.

Begeisterte Chemiker
Als im letzten Jahr die Veröffentlichung über Elektronendiffraktion für Strukturaufklärung veröffentlicht wurde, war ein Kommentar in «Nature» betitelt worden mit «Why didn’t we think to do this earlier? Chemists thrilled by speedy atomic structures».

Die Gründer von «ELDICO Scientific» sind ebenfalls begeistert von der Technologie und sehen in der Entwicklung und Vermarktung eines Elektronendiffraktometers für die Kristallographie enormes Potenzial. Das SNI wird ihre Entwicklung weiterhin mit Spannung verfolgen und sie auf dem aufregenden Weg begleiten!

Wissenschaftliche Veröffentlichungen, welche die Anwendung der Elektronendiffraktion für die Nanokristallographie beschreiben und aus dem Nano-Argovia-Projekt «A3EDPI» entstanden sind und Kommentare, die dazu veröffentlicht wurden:

Angewandte Chemie
Science
Nature
Acta Crystallographica
Nature Communications
Broschüre ELDICO

Weitere Information finden Sie unter: ELDICO Scientific