120kV Transmissions-Elektronenmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547493565

In der Nanophysik, die an der LMU weithin sichtbar durch das Center for NanoScience (CeNS) vertreten wird, ist die elektronenmikroskopische Abbildung ein elementarer Bestandteil der Analyse von natürlichen und künstlichen Nanostrukturen. Typische Anwendungsgebiete des am LS Rädler betriebenen Transmissions-Elektronenmikroskops sind die Abbildung von DNA-Origamistrukturen, Ultradünnschnitten von Zellen, Morphologie von Lipid-Nanopartikeln, Interaktionen zwischen Membranen und Biomolekülen oder Protein-Protein-Wechselwirkungen. Darüber hinaus nutzen Forschungsgruppen aus dem Umfeld des CeNS dieses Gerät derzeit zur Abbildung dünner oder kontrastschwacher Proben (Graphen, Perovskit Nanoplatelets, Nanodiamonds ...) und zur Charakterisierung von Nanopartikeln verschiedenster Materialien (Au, Ag, CdS, CdS/ZnS, Fe3O4, ...). Die breite Erfahrung unserer Mitarbeiter wird regelmäßig von CeNS-Gruppen und darüber hinaus genutzt. Aus der Anwendungsbreite ergibt sich eine extrem hohe Auslastung des Gerätes, unter anderem im Rahmen von derzeit drei ERC-Projekten sowie durch den SFB 1032 (Nanoagents) und den Exzellenzcluster e-conversion. Ein Schwerpunkt von Prof. Rädler ist dabei die Untersuchung von nanoskopischen Genfähren, hier insbesondere Lipid-Nanopartikel wie sie inzwischen auch in Impfstoffen Anwendung finden. Die Arbeitsgruppe von Prof. Liedl hat die Synthese und Konjugation von DNA Origamistrukturen mit Nanopartikeln etabliert und nutzt die Technik nun um Nanostrukturen für zwei größere Themengebiete herzustellen: plasmonische Sensorik (chirale, schaltbare Systeme zur Analyt-Detektion; plasmonenverstärkte Raman-Spektroskopie und Fluoreszenz) und Energietransfer in Nanosystemen (organische Photovoltaik strukturiert auf der Nanoskala). Das beantragte Transmissions-Elektronenmikroskop soll der Untersuchung von Nano-Bio- Strukturen dienen. Dazu zählen insbesondere biologische zelluläre Systeme, künstliche DNA basierte Nanostrukturen, sowie Festkörper-Nanopartikel und nanoskopisch strukturierte 2D Systeme. Das Mikroskop soll alle bisherigen Anwendungen abdecken. Um eine Brücke zwischen Nanometer- und Millimeterskala in verschiedenen Proben zu spannen, soll das Gerät darüber hinaus sowohl Korrelationsmikroskopie zwischen TEM (nm) und optischen Methoden (µm-mm) als auch Tomographie ermöglichen. Das Gerät ist explizit nicht für hochauflösende Strukturaufklärung geplant, sondern soll vor allem der Erkennung räumlicher Strukturen in Nano-Bio-Systemen mit nanometergenauer Auflösung im konventionellem Transmissionsmodus dienen. Dies ist sowohl für die Untersuchung chiraler Strukturen essentiell als auch in Studien zur Strukturaufklärung der Morphologie und Mesophasen von Lipid-Nanopartikeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 120kV Transmissions-Elektronenmikroskop
• Gerätegruppe: 5100 Elektronenmikroskope (Transmission)
• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Leiter: Professor Dr. Tim Liedl