aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

egion were obtained. To determine the rotational temperature of the
ions, the kinetic energy release following dissociative recombination of
the H + 3 ions from the source with electrons at zero relative energy was
measured in a merged beam setup at the heavy ion storage ring TSR. By
comparing the results to Monte-Carlo simulations, it could be shown that
with a suitable combination of H2-gas pressure and electrical extraction
field the rotational temperature of the H + 3 ions could be reduced to the
level of ≈1000K.
MO 17.22 Do 14:00 Schellingstr. 3
Desorption und Ionisation in Cluster-Oberflächen-Stößen: Von
Atomen zu Biomolekülen — •C. R. Gebhardt, A. Tomsic, H.
Schröder und K.-L. Kompa — Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Str. 1, 85748 Garching
Der Aufprall eines durch adiabatische Expansion erzeugten Molekülclusters
mit einer Stoßoberfläche dauert nur wenige Pikosekunden.
Während dieser kurzen Zeit können auf dem Target vorhandene Oberflächenadsorbate
desorbiert und in den Cluster aufgenommen werden. Bei
geeigneter Wahl von Clustermaterial und Oberflächenadsorbat wird hierdurch
eine Intracluster-Ladungstransfer-Reaktion initiiert, deren geladene
Reaktionsprodukte durch die stoßinduzierte Cluster-Fragmentation
freigesetzt werden. Sowohl Elektronen- als auch Protonentransfer-
Reaktionen können beobachtet werden. Insbesondere eignet sich das Verfahren
auch zur sanften Desorption und Ionisation biologischer Moleküle,
etwa von Peptiden und Proteinen.
MO 17.23 Do 14:00 Schellingstr. 3
Isotopenselektiver Nachweis von Stickstoffmonoxid in der
Atemluft — •Jörg Lauenstein 1 , Christof Maul 1 , Karl-Heinz
Gericke 1 und Oleg S. Vasyutinskii 2 — 1 Institut für Physikalische
und Theoretische Chemie, TU Braunschweig — 2 Ioffe Institute, St.
Petersburg, Russia
Stickstoffmonoxid ist für den menschlichen Organismus in zahlreichen
Belangen lebensnotwendig. Daher ist es wichtig, vom Körper generiertes
NO präzise nachzuweisen. Eine Möglichkeit des nichtinvasiven Nachweises
ist die Detektion von NO in der Atemluft. Wir nutzen dazu das
Prinzip der laserinduzierten Fluoreszenz. Unser Instrumentarium ist in
der Lage, NO-Konzentrationen unter 1 ppt selektiv nachzuweisen. Der
natürliche NO-Gehalt der Atemluft liegt bei ca. 10 ppb. Durch die isotopenselektive
Auflösung ist es möglich, Tracerexperimente mit Probanden
durchzuführen. Vereinfacht wird dieses Vorhaben durch die Tatsache,
dass es nur einen Precursor von NO gibt. Nach Einnahme eines isotopenmarkierten
Precursors und der Aufnahme der NO-Konzentration in der
Atemluft können so Rückschlüsse auf die Umwandlungsprozesse gezogen
werden. Die Methode ist weiterhin geeignet, um den NO-Ausstoß von
Pflanzen zu untersuchen.
MO 17.24 Do 14:00 Schellingstr. 3
Near infrared microspectroscopy of biomolecules — •Andreas
Bergner, Erik Bründermann, Ilona Kopf, Robert Schiwon,
and Martina Havenith-Newen — Physikalische Chemie II; Ruhr-
Universität Bochum; 44780 Bochum
Most biomaterials have significant absorption lines in the infrared region,
the so-called fingerprint region, hence it is very interesting to combine
the advantages of normal microscopy and infrared laser spectroscopy.
So far, microscopy of living materials often requires the use of toxic fluorescent
dyes. Using our technique it is possible to obtain a chemical
landscape of the cells without damage and in a natural environment. In
first measurements we use an infrared diode laser (λ = 1, 53 − 1, 57µm)
to measure the water absorption in rat hepatocytes. With changing osmolarity
of the medium we can see a swelling or shrinking of the cells.
MO 17.25 Do 14:00 Schellingstr. 3
Infrared microscopy of living cells using a cw optoparametric
oscillator — •Götz Wollny, Andreas Bergner, Erik
Bründerman, Andreas Hecker, Robert Schiwon, and Martina
Havenith — Lehrstuhl für Physikalische Chemie II Ruhr-Universität
Bochum Universitätsstrasse 150, 44780 Bochum.
We have developed a new method to image microscopic structures in
living cells using our unique high power cw optoparametric oscillator (up
to 2W). We present the first infrared pictures of hepatocytes (liver cells)
using a frequency of 2920 cm −1 coinciding with the absorption band of
lipids. Infrared microscopy will allow studies of living cells in cases where
fluorescence markers are cell-damaging, alter the natural function of a
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protein in a cell or where labelling is impossible.
In the infrared spectral range, accessible to our laser systems, substances
can be identified according to their specific absorption in the
so-called ”fingerprint” region (1500-4000 cm −1 ). Our method opens the
possibility to investigate the chemical behaviour and the dynamics of
small biomolecules in living cells to learn more about cell development
over extended periods of time.
Only a few infrared microscopy experiments have been performed so
far due to the strong water absorption in the infrared region and because
of the need for a strong infrared synchrotron light source. Contrary, our
unique optoparametric oscillator will allow us to routinely measure living
cells and to improve spatial and time resolution.
MO 17.26 Do 14:00 Schellingstr. 3
THz-Absorptionsspektren von Ubiquitin in wässriger Umgebung
— •U. Heugen 1 , E. Bründermann 1 , R. Schiwon 1 , G.
Schwaab 1 , E. Larios 2 , M. Gruebele 2 und M. Havenith 1 —
1 Lehrstuhl für Physikalisch Chemie 2, Ruhr-Universität Bochum —
2 A214 Chemical and Life Sciences Lab, University of Illinois, USA
Wir haben ein THz-Spektrometer in Bochum aufgebaut mit dem wir
zum ersten Mal die Möglichkeit haben Absorptionsspektren im Bereich
von 1 bis 4 THz von in Wasser gelösten Proteinen aufzunehmen. Als
Strahlungsquelle kommt der p-Germanium Laser zum Einsatz, der im
Bereich von 70 bis 90 Wellenzahlen eine Leistung von bis zu mehreren
Watt abstrahlt. Dies ermöglicht mehrere 100 µm dicke Schichten von
Wasser zu durchdringen. Damit haben wir die Möglichkeit, Biomoleküle
in ihrer natürlichen Umgebung zu untersuchen.
Wir untersuchen das Protein Ubiquitin und seine Mutanten F45W
und F45W/I61A in einem wässrigen Natrium-Phosphat Puffer-System.
Die Mutante F45W/I61A besitzt eine deutlich von dem Wildtyp und der
Mutante F45W unterschiedliche Struktur. Ubiquitin dient als Modellbeispiel,
um die starke Empfindlichkeit von Ferninfrarotstrahlung auf die
räumliche Struktur von Biomolekülen zu zeigen.
MO 17.27 Do 14:00 Schellingstr. 3
Shaped Laserpulses in der THz-Spektroskopie — •Matthias
Hoffmann 1 , Bernd Fischer 1,2 , Peter Jepsen 1 und Hanspeter
Helm 1,2 — 1 Fakultät für Physik und Mathematik, Albert-Ludwigs-
Universität Freiburg — 2 Freiburger Materialforschungszentrum, FMF
Spektroskopie im THz-Bereich bietet die Möglichkeit zur Untersuchung
von Molekülen im Wellenlängenbereich zwischen 50 und 150 cm −1 . In diesem
Bereich treten charakteristische niederfrequente Schwingungen des
Molekülgerüsts sowie des gesamten Kristallgitters auf. Zur spektroskopischen
Untersuchung verwendet man Ferninfrarot-Pulse, die durch Beschuß
von Halbleitersubstraten durch Femtosekunden-Laserpulse erzeugt
werden. Durch pulse shaping ist es möglich die Form der Laserpulse und
damit auch die Eigenschaften der THz-Pulse zu verändern. Wir untersuchen
die Eignung der so erzeugten Pulse bei der THz-Spektroskopie
sowie Möglichkeiten des Einsatzes von Pulse-Shaping beim Aufbau eines
miniaturisierten Spektrometers zur Detektion kleiner Probenmengen.
MO 17.28 Do 14:00 Schellingstr. 3
Ferninfrarotspektroskopische Untersuchungen niederfrequenter
Molekül- und Gitterschwingungen biologisch relevanter Moleküle
— •Bernd Fischer 1,2 , M. Hoffmann 1 , P. Uhd Jepsen 1
und H. Helm 1,2 — 1 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Physikalisches
Institut, Herrmann-Herder-Str. 3, 79104 Freiburg — 2 Freiburger Materialforschungszentrum
FMF, 79104 Freiburg
Im fernen Infrarot (FIR)-Spektralbereich zwischen ca. 5 cm −1 und
150 cm −1 zeigen viele biologisch relevante Moleküle spezifische Absorptionsspektren.
Wie wir in den letzten Jahren zeigen konnten, werden
diese Spektren von langsamen intramolekularen Schwingungen großer
Moleküle bzw. intermolekularen Schwingungen der durch Wasserstoffbrücken
gebundenen kristallinen Systeme dominiert [1] . Lag in den ersten
Jahren unserer Forschung der Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer
FIR-Techniken mit subpikosekunden Laserpulsen, so treten inzwischen
die Anwendungen dieser neuen Methodik in den Vordergrund.
Gestützt auf erste vielversprechende Voruntersuchungen [2] untersuchen
wir im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes im Forschungsverband
Biophotonik die Möglichkeit einer Einbindung dieser Technologie
in eine markerfreie Hybridisierungsdetektion von DNS. Weiterhin
haben wir eine sehr große Sensitivität der FIR-Spektren auf kleine Unterschiede
der molekularen Struktur pharmazeutischer Stoffe festgestellt.
Das eröffnet dieser Methode ein großes Potential für medizinische und
pharmazeutische Anwendungen.