news2013.1 - PTB
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<strong>PTB</strong>-News, Heft 1 | 2013<br />
werden. Einer der Schwerpunkte liegt dabei<br />
zurzeit auf Mikrovesikeln, die in allen<br />
Körperflüssigkeiten vorhanden sind. Mediziner,<br />
beispielsweise am Amsterdam<br />
Medical Center, das an einem der Projekte<br />
maßgeblich beteiligt ist, wollen die<br />
Größenverteilung der Mikrovesikel zur<br />
Früherkennung von Krankheiten nutzen.<br />
Die apparative Weiterentwicklung des<br />
Hybrid-Pixel-Detektors Pilatus betrifft<br />
vor allem die räumliche Trennung der<br />
Detektormodule mit insgesamt einer<br />
Million Pixel, die sich nun in Vakuum<br />
befinden, und einem Teil der hochkomplexen<br />
Detektorelektronik, der u. a. aus<br />
Gründen der Kühlung an Luft betrieben<br />
werden muss. Der Betrieb der Detektormodule<br />
im Vakuum erlaubt das<br />
Experimentieren mit Röntgenstrahlung<br />
auch bei niedriger Photonenenergie,<br />
die an Luft zu stark absorbiert würde.<br />
Das weltweit erste Gerät eines vakuumkompatiblen<br />
Pilatus-Detektors, der aus<br />
10 Modulen besteht und bei einer Pixelgröße<br />
von 172 µm eine Gesamtfläche von<br />
17 cm × 18 cm aufweist, wurde im Juni<br />
2012 erfolgreich im <strong>PTB</strong>-Labor bei BES-<br />
SYII in Betrieb genommen. In Zusammenarbeit<br />
mit dem Helmholtz-Zentrum<br />
Berlin und dem Zentrum für Naturwissenschaften<br />
der ungarischen Akademie<br />
der Wissenschaften konnten dabei am<br />
Vierkristall-Monochromator-Strahlrohr<br />
(Four Crystal Monochromator, FCM)<br />
im <strong>PTB</strong>-Labor bei BESSY II erste SAXS-<br />
Bilder von einer multilamellaren Liposom-Probe<br />
bei einer Photonenenergie<br />
von 3 keV aufgenommen werden. Liposomen<br />
sind Membranvesikel aus Lipa-<br />
Doppelschichten mit Strukturgrößen im<br />
Nanometerbereich, die in den Bereichen<br />
Medizin, Pharmakologie, Biotechnologie<br />
und Kosmetik von Bedeutung sind. In<br />
Zukunft soll der Detektor auch für Weit-<br />
winkelstreuung (WAXS), Kleinwinkelstreuung<br />
in Reflexion unter streifendem<br />
Einfall (GISAXS) und andere Röntgentechniken<br />
eingesetzt werden. <br />
Ansprechpartner<br />
Michael Krumrey<br />
Fachbereich 7.1 Radiometrie mit<br />
Synchrotronstrahlung<br />
Telefon: (030) 3481-7110<br />
E-Mail: michael.krumrey@ptb.de<br />
Wissenschaftliche Veröffentlichung<br />
T. Donath, S. Brandstetter, L. Cibik,<br />
S. Commichau, P. Hofer, M. Krumrey,<br />
B. Lüthi, S. Marggraf, P. Müller,<br />
M. Schneebeli, C. Schulze-Briese,<br />
J. Wernecke: Characterization of the<br />
PILATUS photon-counting pixel detector<br />
from 1.75 keV to 60 keV.<br />
J. Phys. Conf. Ser. 425, 062001 (2013)<br />
Mini-Sensor misst Magnetfelder des<br />
Gehirns<br />
Hochempfindliche Magnetfeldmessungen sind jetzt bei Raumtemperatur möglich<br />
Besonders interessant für<br />
• Neurologen<br />
• Anwender therapeutischer<br />
magnetischer Nanopartikel<br />
Die winzigen Magnetfelder des menschlichen<br />
Gehirns stellen höchste Anforderungen<br />
an die Messtechnik. Deshalb<br />
wurden für ihre Messung bisher ausschließlich<br />
die (auch an der <strong>PTB</strong> mitentwickelten)<br />
SQUIDs verwendet. Ein am<br />
amerikanischen NIST entwickelter Sensor<br />
von der Größe eines Würfelzuckers<br />
kommt ohne Supraleitung aus und kann<br />
dennoch winzige Magnetfelder messen.<br />
Mit einem erfolgreichen Test in den<br />
weltweit einzigartigen Messeinrichtungen<br />
der <strong>PTB</strong> wurde jetzt die Praxistauglichkeit<br />
des neuen Sensortyps bewiesen.<br />
SQUIDs (Superconducting Quantum<br />
Interference Devices) sind die zurzeit<br />
empfindlichsten Magnetfeldsensoren. Sie<br />
brauchen jedoch eine aufwendige Kühlung<br />
in einem Kryogefäß, das regelmäßig<br />
mit flüssigem Helium<br />
gefüllt werden<br />
muss. Doch<br />
schon jetzt macht<br />
die weltweite Verknappung<br />
der Heliumressourcen<br />
den Nutzern der<br />
SQUID-Messtechnik<br />
zunehmend<br />
Sorgen. Außerdem<br />
sind die SQUIDs<br />
in einer festen<br />
Anordnung im<br />
thermisch isolierten<br />
Inneren eines<br />
Kryogefäßes montiert.<br />
Gerade für<br />
biomedizinische Anwendungen wären<br />
aber kleine, handliche Sensoren ideal, die<br />
flexibel am Kopf angebracht werden können.<br />
Eine typische Anwendung ist das sogenannte<br />
MEG (Magnetenzephalogramm),<br />
bei dem die sehr schwachen Magnetfelder<br />
gemessen werden, die das Gehirn bei<br />
Vier im Bereich der motorischen und sensorischen Gehirnareale auf den<br />
Kopf eines Probanden geklebte CSAM-Magnetfeldsensoren. Die würfelförmigen<br />
Sensoren sind ähnlich einfach zu handhaben wie Elektroden. Kleines<br />
Bild: Dimension des Sensors und der zur lokalen Modulation des Feldes auf<br />
den Sensor aufgebrachten Spule (in der Aufsicht auf den Würfel).<br />
der Arbeit erzeugt. Die Aufnahme eines<br />
solchen MEG ist beispielsweise für die<br />
Diagnostik der Epilepsie oder in der neurologischen<br />
Grundlagenforschung von<br />
Bedeutung. Ein anderes Beispiel ist die<br />
Messung der Felder von magnetischen<br />
Nanopartikeln, die Patienten zu therapeutischen<br />
Zwecken verabreicht wurden<br />
Physikalisch-Technische Bundesanstalt ■ Braunschweig und Berlin<br />
2<br />
Nationales Metrologieinstitut