Unsere Labore

Gaschromatografie

Zwei Shimadzu GCs (GC-2010), ausgestattet mit einer universellen Trennsäule (stationäre Phase niedriger Polarität, Diphenyldimethylpolysiloxan) und einem Flammenionisationsdetektor erlauben kinetische Studien.

Größenausschluss-
chromatografie

Für die Molmassenbestimmung unserer Polymere existieren mehrere Größenausschlusschromatografen mit verschiedenen Laufmitteln, sowohl organisch (Chloroform, THF, Dimethylacetamid) als auch wässrig. Die verschiedenen Systeme (Agilent/PSS, Jasco, Shimadzu) sind für Routineuntersuchungen mit RI- und UV-Detektoren ausgestattet. Zur Bestimmung intrinsischer Viskositäten sowie absoluter Molmassen steht außerdem ein Viskosimeter und ein Mehrwinkellichtstreu-Detektor zur Verfügung. Darüber hinaus erlaubt eines unserer Systeme mit einer semi-präparativen Säule die Aufarbeitung der synthetisierten Polymere.

Analytische Ultrazentrifugation

Die analytische Ultrazentrifugation macht sich Dichteunterschiede zwischen Kolloid und Lösungsmittel zunutze, um in einem Lösungsmittel der Wahl nach Größe, Form und Dichte zu trennen. Sie ist die leistungsstärkste Methode der Kolloidanalytik und erlaubt die Bestimmung der absoluten Molmasse, Heterogenität der Proben, als auch den Aggregationsgrad kolloidaler Objekte. Sie ist ebenfalls für die Charakterisierung von nanopartikulären Materialien geeignet.

Automatisierte parallele Kapillarviskosimetrie

Im vollautomatisierten Lauda Viskositäts-Messsystem PVS 1/4 können bis zu vier unterschiedliche Mess-Kapillaren genutzt werden. Die Messstände (S5) können dabei Kapillaren vom Typ Ubbelohde, Cannon-Fenske als auch Ostwald aufnehmen und dabei einen Viskositätsbereich von 0,3 bis 50.000 mPas abdecken. Der zusätzliche Probenwechsler ermöglicht die unbeaufsichtigte Messung von bis zu 63 Proben, abhängig vom Probengefäß. Dabei können sogar heiße Lösungen oder Öl mit Hilfe des beheizbaren Racks transferiert werden. Zusätzlich ist das System mit Reinigungsmodulen (VRM) ausgestattet, die die automatische Reinigung und Trocknung der Kapillaren ermöglichen. Der angeschlossene Dosimat in Kombination mit einem Verdünnungsviskosimeter ermöglicht zudem die Bestimmung der Grenz- und intrinsischen Viskositäten und damit auch die Bestimmung der molaren Masse mittels u.a. der Mark-Houwink-Sakurada Gleichung.

Photo DSC

Netzsch 204 F1 Phoenix Differentieller Scanning-Kalorimeter (DSC) ist ein wissenschaftliches Instrument, das zur Untersuchung der thermischen Eigenschaften von Materialien verwendet wird. Es misst die Wärmeflussrate, die mit physikalischen und chemischen Veränderungen in einer Probe einhergeht, wenn sie kontrollierten Temperaturschwankungen ausgesetzt wird.

Das DSC funktioniert, indem es den Wärmefluss einer Probe mit dem einer Referenzprobe vergleicht, während beide dem gleichen Temperaturprogramm unterliegen. Wenn die Probe Phasenübergänge durchläuft (wie Schmelzen, Kristallisation oder chemische Reaktionen), nimmt sie Wärme auf oder gibt sie ab, was vom DSC erfasst und aufgezeichnet wird. Die resultierenden Daten liefern wertvolle Erkenntnisse über die Schmelzpunkte, Phasenübergänge, Enthalpienänderungen, Reinheit und andere thermische Eigenschaften des Materials.

Durch die Kombination von UV-Lichteinwirkung mit thermischer Analyse kann die Photo Differential Scanning Calorimetry (Photo-DSC) Einblicke in lichtinduzierte Effekte liefern, wie beispielsweise photochemische Reaktionen und photothermische Ereignisse, die mit herkömmlicher DSC nicht beobachtet werden können. Diese Technik ist besonders nützlich für die Untersuchung von fotoaktiven Materialien, lichtempfindlichen Chemikalien und verschiedenen photophysischen Prozessen. Sie hilft Forschern zu verstehen, wie ein Material auf thermische und Lichtreize reagiert und trägt so zu einem besseren Verständnis seiner Eigenschaften und Verhaltensweisen bei.

Unterstützt vom
Europäischen Fonds
für regionale Entwicklung (EFRE)

ESI/APCI-TOF Massenspektrometer

Das micrOTOF QII ist ein Flugzeitmassenspektrometer der Firma Bruker Daltonics. Das Instrument kann sowohl mit einer Elektrosprayionisationsquelle (ESI) zur Analyse polarer Substanzen als auch mittels chemischer Ionisation unter Atmosphärendruck (APCI) zur Analyse unpolarer Substanzen betrieben werden. Durch Kopplung an ein HPLC-System (Agilent 1200er Serie mit Diodenarray-Detektor) können Probenbestandteile vor der massenspektrometrischen Detektion zusätzlich aufgetrennt werden.

MALDI-TOF/TOF Massenspektrometer

Das Ultraflex III nutzt die Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation (MALDI) in einem Tandem-Massenspektrometer. Verschiedene Messmethoden erlauben sowohl die Analyse von großen Molekülen im Linearmodus als auch die Detektion kleinerer Moleküle mit einer größeren Massenauflösung und genauigkeit durch die Verwendung eines TOF-Reflektors im Reflektormodus. Das Gerät ist weiterhin mit einer LIFT-Einheit ausgestattet, die der Durchführung von MS/MS-Analysen dient.

Klasse 2 Sicherheitswerkbänke

Für steriles und sicheres Arbeiten sind die Zellkulturlabore mit insgesamt fünf biologischen Maxisafe 2020 Klasse 2 Sicherheitswerkbänken ausgestattet. Sie werden für den Umgang mit eukaryotischen Zellen und Bakterien, der Verarbeitung zelltoxischer Wirkstoffe sowie für die Nanopartikelformulierung unter sterilen Bedingungen genutzt.

CO₂ Inkubatoren

Für die Kultivierung von Säugerzellen gibt es insgesamt sechs CO₂ Inkubatoren: vier Thermo Scientific Heracell 240i, einen Eppendorf Galaxy 170 S und einen Memmert Inc 108 Inkubator. Diese bieten den Zellen optimale Bedingungen für die in vitro Kultur durch die Regulation der Gaszusammensetzung, Temperatur und Feuchtigkeit. Die Größe der Inkubatoren ermöglicht die Unterbringung von zusätzlichen Geräten wie Schüttlern für die dynamische Zellkultur. 

Reinstwasser-Aufreinigungsanlage

Das GenPure System von Thermo Scientific ermöglicht die kontinuierliche Bereitstellung von deionisiertem und sterilem Reinstwasser für Arbeiten in der Zellkultur, der Nanopartikelherstellung und Analytik. Aufgrund von 2 unabhängigen Entnahmestationen ist eine simultane Wasserentnahme möglich. Die Unterbringung einer Station in einer Sicherheitswerkbank garantiert zudem sterile Entnahme und Abfüllbedingungen. Das System ist mit einer elektronischen Leckage-Warnung und Überprüfung des zugeführten Wassers ausgestattet.   

Zentrifugen

Zwei Eppendorf Zentrifugen des Typs 5804 bzw. 5804 R (mit T-Kontrolle von -9°C bis 40°C) sind mit festen und ausschwenkbaren Rotoren ausgestattet und ermöglichen die Zentrifugation unterschiedlichster Röhrchen und Multilochplatten im Rahmen der Arbeiten in der Zellkultur, Biochemie, Molekularbiologie sowie der Nanopartikelformulierung und -aufreinigung. Die Geräte haben eine Leistung von bis zu 20.000 x g /14.000 U/min.

Trocken-Öfen

Insgesamt drei Heratherm Öfen der Firma Thermo Scientific werden routinemäßig zum Trocknen von Laborglasutensilien sowie für die kontrollierte Inkubation von z.B. selbstheilenden Materialien, Nanopartikel-Stabilitätsuntersuchungen u.v.m. genutzt. Die mit Edelstahloberflächen ausgekleideten Geräte temperieren stufenlos zwischen 50°C bis 250°C und sind mit einem automatischen Temperaturalarmsystem und Timer ausgestattet.

Konfokales Laserscanning Mikroskop mit Superauflösung und Lebendzellanalyse

Mit dem Zeiss LSM 880 in Kombination mit der ELYRA Superauflösungseinheit PS.1 haben wir ein höchst flexibles System, welches sowohl für die konventionelle konfokale Laserscanningmikroskopie als auch für 3-d-Superauflösungsmikroskopie geeignet ist. Da die Technologien an einem Gerät installiert sind, können geeignete Proben mit beiden Techniken zeitgleich untersucht werden. Das Mikroskop ist mit einer Inkubationseinheit zur Kontrolle von Gaszusammensetzung, Temperatur und Feuchtigkeit ausgestattet und ermöglicht so Langzeituntersuchungen an lebenden Zellen. Das ELYRA PS.1 bietet zwei Superauflösungssysteme. Mit der strukturierten Beleuchtung (structured illumination -SIM) können feine strukturelle Details mit einer gegenüber konventioneller Lichtmikroskopie bis zu 2-fach erhöhten optischen Auflösung untersucht werden. Für diese Technik können nahezu alle gängigen Fluoreszenzfarbstoffe benutzt werden. Mit PALM (photoactivated localization microscopy) können noch wesentlich höhere Auflösungssteigerungen bis zu 20 nm lateral und 50 nm axial erreicht werden. Dafür müssen die Proben mit speziellen photoschaltbaren/ aktivierbaren Fluoreszenzlabeln (Proteine oder synthetische Farbstoffe) markiert sein.

High Content Mikroskop ZEISS Celldiscoverer 7

Automatisiertes inverses High Content Mikroskop mit integrierter Dunkelkammer zur Beobachtung von lebenden und fixierten Proben. Zum Imagen von 2D- oder 3D-Zellkulturen, Geweben oder kleinen Modellorganismen
-    Inkubationseinrichtung für Temperierung (Heizen und Kühlen) und Gaszufuhr (CO2/O2) 
-    Kalibrierungsroutinen für reproduzierbare Ergebnisse
-    Automatische Erkennung der Probe
-    Schnelles, schonendes Multifluoreszenz-Imaging 
-    automatische Probengefäßerkennung
-    automatische Bodendickenmessung
-    automatische Barcodeerkennung
-    automatische Probenfokussierung
-    aktive Fokusstabilisierung
-    apochromatischer Auflichtstrahlengang
-    FL mit adaptiver Leuchtfeldblende
-    FL mit bis zu 7 LEDs [385 / 420 / 470 / 520 / 567 / 590 / 625 nm]
-    Strahlteilerrad 5x
-    Emissionsfilterrad 7x
-    Durchlichtbeleuchtung mit IR-LED
-    Durchlichtkontrastmodul für Phasengradientenkontrast
-    Pipettierzugang
-    UV-Desinfektionseinheit
-    afokaler Vergrößerungswechsler 0,5x / 1x / 2x  bietet je nach Objektiv-Ausstattung einen Vergrößerungsbereich von 2,5x - 100x
-    temperierbare Objektive automatischer Korrektur für verschiedene Materialien: Plan-Apochromat 5x/0,35; Plan-Apochromat 20x/0,7; Plan-Apochromat 20x/0,95 autocorr; Plan-Apochromat 50x/1,2 W autocorr mit Autoimmersion

Software ZEN 2.5 mit License Key Bilderfassung/-bearbeitung zur komplexen Aufnahme und Analyse
-    ZEN Modul Tiles & Positions
-    ZEN Modul Autofocus
-    ZEN Modul Fast Acquistion
-    ZEN Modul Experiment Designer
-    ZEN Modul Image Analysis
-    ZEN Modul Advanced Processing
-    ZEN Modul Measurement
-    ZEN Modul Multi Channel
-    ZEN Modul Z-Stack
-    ZEN Modul Time Lapse
-    ZEN Modul Extended Focus
-    ZEN Modul Dual Camera
-    ZEN Modul Movie Recorder
-    ZEN Modul DCV (Standard)
-    ZEN Modul Dekonvolution zur Verbesserung von 3D Bildstapeln durch 3D Dekonvolutions-Algorithmen, Verfahren für theoretische PSF.
-    ZEN Modul Macro Environment - Integrierte Entwicklungsumgebung mit Editor, Debugger und Rekorder 
-    ZEN Modul Intellesis - Einfaches und nutzerfreundliches Modul zur Segmentierung von Bildern durch Pixel-Klassifikation und Machine-Learning. 

Inverses Durchlichtmikroskop

Das Zeiss Axiovert A1 ist ein inverses Durchlichtmikroskop mit einer regulierbaren LED-Lichtquelle und verschiedenen Objektiven mit einer Vergößerung von 50 x bis 400 x sowie einer digitalen Kamera. Es wird i. d. R. für Routinearbeiten während der Zellkultur verwendet.

Transmissionselektronenmikroskop

Mit unserem FEI Tecnai G² 20 untersuchen wir sowohl Nanopartikel als auch biologische Proben. Dabei reicht das Anwendungsspektrum von der Untersuchung kristalliner Strukturen bis hin zur Lokalisierung von Nanopartikeln in Zellen.

Das System ist mit einer Reihe von Zusatzfunktionen ausgestattet, die es erlauben, Strukturen auch dreidimensional abzubilden. Zu diesem Zweck lässt sich das Probengoniometer von +70° auf -70° drehen. Das Gerät verfügt darüberhinaus über eine umfangreiche cryo-TEM Ausstattung, die insbesondere Polymernanopartikel in einem amorphen Wasserfilm einfrieren kann, so dass die Partikel in einem vergleichbaren Zustand wie in einer wässrigen Lösung vorliegen. Die Probenpräparation wird mit Hilfe eines Vitrobot Mark IV durchgeführt. Zusätzlich steht ein Cryo-Ultramikrotom (RMS PowerTome) zur Herstellung von Ultradünnschnitten zur Verfügung. Die Bildaufnahme erfolgt wahlweise mit einer 1 x 1k (Olympus Soft Imaging Solution) oder einer hochauflösenden 4 x 4k CCD Kamera (EAGLE).

Chemische Analysen der Probenbestandteile lassen sich über ein EDX-System (Bruker) erhalten, das in Kombination mit einer separaten Scansteuerung im Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM)-Modus arbeitet.

Rasterkraftmikroskopie

In der Arbeitsgruppe stehen vier Rasterkraftmikroskope (zwei NT-MDT Integra Systeme, ein NT-MDT LS und ein DI Multimode) zur Verfügung. Alle Mikroskope sind für Messungen unter Flüssigkeiten und elektrische Messungen ausgestattet. Die NT-MDT Systeme verfügen zudem über eine Lithographiesoftware, mit deren Hilfe Proben im Nanometermaßstab strukturiert werden können.

Das Multimodesystem verfügt zudem über einen zusätzlichen Rastertunnelkopf, der hochauflösende STM-Aufnahmen von kristallinen Proben oder Molekülen erlaubt.

Multimodales Plattenlesegerät

Der TECAN Infinite M200 PRO ist ein multifunktionales Plattenlesegerät mit einer Monochromator-basierten Optik, welche eine freie Wahl der Wellenlängen (230 bis 1000 nm für Absorptionsmessungen; 280 bis 850 nm für Fluoreszenzmessungen) und spektrales Scannen im Absorptions- und Fluoreszenzmodus ermöglicht. Desweitern verfügt das Gerät über ein separates Lumineszenz-Modul sowie eine Temperierfunktion bis 40°C. Bei Verwendung der zur Verfügung stehenden NanoQuant Platte können Absorptionsmessungen an kleinsten Probenvolumina (< 1µl) durchgeführt werden, z.B. Bestimmungen der Nukleinsäurekonzentration und Reinheit. Fluoreszenzsignale können aufgrund von zwei unabhängigen Detektoren sowohl von oben als auch von unten aus den Platten ausgelesen werden. Das Gerät kann alle gängigen Plattenformate bis 364-Lochplatten auslesen und man kann nutzerdefinierte Formate designen und messen.

Real-time PCR

Der qTOWER³ von AnalytikJena ist ein real-time PCR Thermocycler mit einem patentierten faseroptischen System und einer LED-basierten Lichtquelle mit vier verschiedenen Anregungswellenlängen zur optimalen Detektion sämtlicher bekannter Fluoreszenzfarbstoffe bis in den dunkelroten Spektralbereich hinein. Der 96-Loch-Silberthermoblock ermöglicht eine sehr genaue Temperaturkontrolle und Genauigkeit. Das Gerät ist mit einer Gradientenfunktion ausgestattet, welche v. a. für die Etablierung neuer PCR-Protokolle hilfreich ist.

Gel- und Blotdokumentationssystem

Das DNR MF-ChemiBIS ist ein optisches Analysesystem für colorimetrische, fluoreszenz-basierte und v.a. chemilumineszenz-basierte Anwendungen. Es ist mit einer softwaregestützten motorisierten Kamera ausgestattet, welche durch eine hocheffektive Flüssigkeitskühlung auf unter -70°C gekühlt werden kann und damit eine hohe Genauigkeit und geringes Hintergrundrauschen selbst bei langen Belichtungszeiten ermöglicht. Das Gerät verfügt über eine automatische Erkennung der unterschiedlichen Einschübe für die Anwendung mit UV-Licht, Weißlicht oder Chemielumineszenz.