Detektion lichtinduzierter Magnetisierung durch Magnetresonanz-Kraftmikroskopie: Aufbau eines Kraftmikroskops und erste Anwendungen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Martina Havenith-Newen; Professor Dr. Stefan Weber
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276450790

Unser Ziel ist es, innerhalb des Schwerpunktprogramms ein alternatives Konzept für die hochempfindliche magnetische Resonanz-Kraftmikroskopie zu entwickeln, das auf der Nutzung von lichtinduzierten Triplettzuständen (S = 1) basiert, und die erfolgreiche Anwendung zu demonstrieren. Zur Detektion werden spinpolarisierte Übergänge angeregt, was zur Steigerung der Nachweisempfindlichkeit paramagnetischer Spezies genutzt wird. Immobilisierte Farbstoffe mit hoher Triplettquantenausbeute werden durch Licht angeregt und die entstehende Magnetisierung des Triplettzustandes durch eine Kraftänderung zu einem magnetischen Kantilever detektiert. Dies kann direkt in Referenz zum (diamagnetischen) Dunkelzustand erfolgen oder alternativ durch Induktion magnetischer Übergänge und der damit verbundenen Änderung der Magnetisierung. Innerhalb der ersten Förderperiode konnte dieses neue Detektionsschema (Light-induced magnetization detection by magnetic force mircoscopy, LIMFM) erfolgreich implementiert werden. LIMFM liefert neben spektraler Information auch eine Ortsinformation zum Nachweis paramagnetischer Moleküle auf Oberflächen. In der zweiten Förderperiode des Schwerpunkts soll diese neue Technik optimiert und auf konkrete Fragestellungen angewandt werden. Dazu gehören einerseits Anwendungen zum Nachweis von Targetmolekülen mit hoher Nachweisempfindlichkeit und andererseits die Lokalisierung von paramagnetischen Spezies auf Oberflächen bis hin zu Zellschnitten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1601: New Frontiers in Sensitivity for EPR Spectroscopy: from Biological Cells to Nano Materials
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Erik Schleicher