Fernzugriff zur Durchführung chromatographisch gekoppelte SAXS Messungen an Synchrotronstrahlungsquellen für mehr Nachhaltigkeit

• Antragsteller: Dr. Clement Blanchet, Ph.D.; Professor Dr. Sander Smits
• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Analytische Chemie ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566288315

Die Kleinwinkel-Röntgenstreuung (englisch: Small Angle X-ray Scattering, SAXS) ist eine zentrale Methode der Strukturbiologie und Biophysik, die es ermöglicht, die Struktur und Wechselwirkungen von Biomolekülen in Lösung zu untersuchen. Die steigende Nachfrage nach chromatographisch gekoppeltem SAXS (SEC-SAXS), das eine hochauflösende Strukturcharakterisierung biomolekularer Mischungen erlaubt, erfordert hochentwickelte Instrumentierung und optimierte Arbeitsabläufe. Allerdings basiert der derzeitige Betrieb an Synchrotron-Beamlines auf fast immer ständiger physischer Präsenz, was die Zugänglichkeit, eingeschränkt, standortunabhängige Alternativen begrenzt und die Effizienz in der Nutzung von Messzeiten reduziert. Dieses Projekt zielt darauf ab, ein nachhaltiges Fernzugriffsmodell für chromatographisch gekoppeltes SAXS zu entwickeln und umzusetzen. Es wird dann den Forschenden ermöglichen, Experimente aus der Ferne durchzuführen, zu überwachen und auszuwerten. Durch die Integration von Echtzeitsteuerung der Chromatographiesysteme, automatisierten Arbeitsprozesse inklusive Datenerfassung zu n wird das System dazu beitragen, die Notwendigkeit der Vor-Ort-Präsenz zu minimieren, die Effizienz der Messzeitnutzung zu optimieren und den Ressourcenverbrauch zu reduzieren. Die geplanten Infrastrukturverbesserungen gewährleisten eine benutzerfreundliche Fernsteuerung, die Experimente effizienter gestaltet, Ausfallzeiten verringert und den Verlust wertvoller Proben durch direkte Eingriffsmöglichkeiten verhindert. Das optimierte Fernzugriffssystem ermöglicht einem breiteren Kreis von Nutzenden ihre SAXS-Experimente flexibler zu gestalten ohne zur Einrichtung reisen zu müssen. Dies verbessert die Effizienz des Beamline-Betriebs, reduziert logistische Einschränkungen und trägt zu einer nachhaltigeren Nutzung von Synchrotronstrahlung bei. Darüber hinaus können die im Projekt entwickelten Automatisierungs- und Optimierungsstrategien als Modell für andere SAXS-Einrichtungen dienen und den Übergang zu digital integrierten und ressourceneffizienten Forschungsumgebungen unterstützen. Mit diesen Maßnahmen wird das Projekt die Forschung in den Bereichen Strukturbiologie, Wirkstoffentwicklung und Nanotechnologie voranbringen und SAXS zugänglicher, effizienter und umweltfreundlicher machen. Das Projekt wird nicht nur den wissenschaftlichen Impact von synchrotronbasierter SAXS steigern, sondern auch als Vorbild für nachhaltige und digital vernetzte Beamline-Betriebe dienen.

• DFG-Verfahren: Weitere Gerätebezogene Förderung
• Großgeräte: Hardware extension for HPLC at P12