Konfokales Ramanmikroskop mit Rastersondeneinheit für korrelative Mikroskope

• Fachliche Zuordnung: Zoologie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464961878

Für unsere Forschung an Geweben, Zellen, Protein-Komplexen und sub-mikroskopischen Oxid-Partikeln beantragen wir ein hochauflösendes konfokales Raman-Lasermikroskop mit Rastersonden- und Nahfeldzusatz für korrelative Mikroskopie. In der Raman-Spektroskopie wird eine Probe mit einem Laser angeregt und das rückgestreute Licht spektral zerlegt; das so gewonnene Raman-Spektrum enthält spezifische Informationen über die Molekularstruktur der Probe. Mit einem konfokalen Raman-Mikroskop lässt sich die örtliche Verteilung dieser Information mit einer Auflösung von ca. 300 nm darstellen. Auf dieser Skala lassen sich bereits die wichtigsten Zellorganellen visualisieren und anhand deren unterschiedlicher Raman-Spektren identifizieren - ohne Verwendung histologischer Färbetechniken (label free imaging). Bei der korrelativen Raman-Rastersonden-Mikroskopie werden weitere Informationen - wie Topographie, intermolekulare Kräfte, elektrische und magnetische Felder – über die lokale Wechselwirkung der Probe mit einer Rastersondenspitze gemessen und dem chemischen Signal aus den Raman-Spektren überlagert. Damit erhält man ein umfassendes Bild über die physikochemischen Eigenschaften einer Probe. Mit einer Nahfeld-Sode (SNOM) können zudem Raman-Spektren aus den oberflächennahen Bereichen einer Probe mit einer Auflösung von unter 100 nm extrahiert werden.Das Großgerät mit den genannten Möglichkeiten soll zahlreiche aktuell geförderte Forschungsvorhaben an der Universität Oldenburg stärken und ferner vorbereitende Untersuchungen für Folgeanträge wie Neuanträge ermöglichen. Konkret soll das Gerät für folgende Vorhaben eingesetzt werden: A) Mehrere Teilprojekte des SFB1372 (eingerichtet 2019) haben das Ziel, mutmaßliche magnetische Sinneszellen in Tieren zu identifizieren und charakterisieren. Dies bedingt die Untersuchung einer Vielzahl von Gewebeschnitten auf das Vorhandensein von Zellen mit magnetisch aktiven Strukturen, d.h., mit Einschlüssen biogener magnetischer Nanopartikel in peripheren Nervenstrukturen oder auch intrazellulären Akkumulationen von Radikalpaar-bildenden Proteinen (Cryptochrom) in Photorezeptorzellen der Retina. Diese Strukturen entziehen sich konventionellen mikroskopischen Methoden und sollen deshalb mit hochaufgelöster, korrelativer Raman-Rastersonden-Mikroskopie identifiziert und charakterisiert werden. B) Weitere Anwendungen des Gerätes sind für mikrobiologische Fragestellungen vorgesehen, wie die Aufklärung der Organellenstruktur in einzelligen Algen, die Erfassung metabolischer Heterogenität in isoklonalen Bakterienpopulationen, sowie bei der Quantifizierung redoxaktiver Proteine in der Zellmembran Sulfat-reduzierender Bakterien anhand resonanter Ramanübergänge in Fe-S Zentren. C) Ferner soll das Gerät in der anorganischen Chemie für die Charakterisierung photokatalytischer und elektrokatalytischer Materialien (basierend auf verschiedenen Mischmetalloxid-Nanopartikeln sowie Schichtstrukturen aus Koordinationsnetzwerk-Verbindungen).

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales Ramanmikroskop mit Rastersondeneinheit für korrelative Mikroskope
• Gerätegruppe: 1840 Raman-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
• Leiter: Professor Dr. Michael Winklhofer