Forschungsprojekte
Me:DNA-Cluster als intrazelluläre Quantensonden für die Untersuchung der Zelldynamik (FluoDNA)
Fördermittelgeber: | Thüringer Aufbaubank (Europäischer Fond für regionale Entwicklung (EFRE)) |
Bearbeitungszeitraum: | 2024 - 2027 |
Projektleiter: | Prof. Dr. Uwe Pliquett |
Die quantitative Untersuchung dynamischer Phänomene sowie der Quanteneigenschaften von Metall:DNA-Clustern (Me:DNA) steht im Zentrum des wissenschaftlichen Interesses. Es wird angenommen, dass Me:DNA nur ein fluoreszierendes Zentrum besitzt, das durch die Quanteneigenschaften des Metallclusters (bestehend aus 4 bis 20 Atomen) gebildet wird und somit als Einzelemitter fungiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Untersuchungen in Suspension, bei denen eine Vielzahl von Emittern in verschiedenen Konfigurationen und Orientierungen vorliegen, konzentrieren sich unsere Messungen ausschließlich auf Einzelemitter. Dies ermöglicht klare Aussagen über statistische Verteilungen von Energiezuständen und eine präzisere Überprüfung theoretischer Annahmen zur elektronischen Landschaft und den Quanteneigenschaften spezifischer Me:DNA-Cluster.
Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Dynamik von Konformationsänderungen der Me:DNA sowie ihrem optischen Schaltverhalten durch Energietransfer unter definierten Umgebungsbedingungen. Die Ergebnisse unserer Versuche sollen vor allem Einblicke in das Potenzial von Me:DNA für Quantenanwendungen liefern, insbesondere in Bezug auf die intrazelluläre Quantensensorik.
Wegen der zu erwartenden schwachen Fluoreszenz ist ein High-End-Fluoreszenzspektrometer erforderlich, das selbst extrem geringe Photonenströme detektieren und sicher vom Hintergrund abgrenzen kann. Während herkömmliche Fluoreszenzmessungen bei üblicher Konzentration ausreichende Signalstärke bieten, um Streuung und Hintergrundrauschen zu unterscheiden, müssen diese Einflüsse bei Einzelemitteruntersuchungen stark minimiert oder kompensiert werden. Dies erfolgt unter anderem durch einen doppelten Emissionsmonochromator und zeitkorrelierte Messungen, durch die Streuphänomene nahezu vollständig ausgeblendet werden können.
Das diesen Ergebnissen zugrundeliegende Vorhaben wird vom Freistaat Thüringen unter der Nummer 2024 FGI 0007 gefördert und durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE-Programm 2021-2027 Thüringen) kofinanziert.
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Ansprechpartner

Prof. Dr. Doris Heinrich
Institutsdirektorin / Sprecherin des Vorstandes
+49 3606-671-0
+49 3606-671-200
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