JPK Instruments, ein weltweit führender Hersteller von Nanoanalytik-Instrumenten für den „Life Sciences“- und „Soft Matter“-Bereich, berichtet über den Einsatz des NanoWizard® Rasterkraftmikroskops (engl. Atomic Force Microscope – AFM) für Untersuchungen an DNA und DNA-Nanostrukturen in der Arbeitsgruppe für „NanoBioSciences“ am Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Technischen Universität Braunschweig.

Dr. Philip Tinnefeld ist Professor für Biophysikalische Chemie an der Technischen Universität Braunschweig und hat sich auf „NanoBioSciences“ spezialisiert. Im Laufe der letzten Jahre hat seine Gruppe den Weg bereitet für die Integration von sog. „DNA-Origami“-Strukturen mit optischer Einzelmolekülspektroskopie. In diesem Zusammenhang hat die Gruppe schon früh aufgezeigt, wie bahnbrechende wissenschaftliche Erkenntnisse in der DNA-Nanotechnologie in Form von praxistauglichen Produkten und Analyseverfahren Anwendung finden können. So können z.B. DNA-Nanostrukturen, allgemein als „DNA-Origami“ bezeichnet, als Kalibrationsstandard, sog. „Nanoruler“, eingesetzt werden, oder als Steckbrett für Energieübertragungskaskaden und Schalter, als Gerüst für die Herstellung von Nanoantennen, als biokompatible Oberflächen, und vieles mehr. Zur Zeit arbeitet die Gruppe an neuen Verstärkungsmechanismen für diagnostische Anwendungen.

Dr. Tinnefeld über die Beweggründe, Rasterkraftmikroskopie für seine Forschung einzusetzen: „AFM ist eines unserer wichtigsten Werkzeuge, um die DNA-Nanostrukturen zu charakterisieren. Einen ersten Anhaltspunkt über die Qualität der Nanostrukturen erhalten wir über Gelelektrophorese, als zweites kommt dann AFM. Andere Gruppen machen auch TEM-Aufnahmen, aber wir haben hier am Institut kein Transmissionselektronenmikroskop verfügbar und bekommen diese Bilder nur über Kooperationen. Schließlich setzen wir zur weiteren Charakterisierung auch Fluoreszenzmikroskopie ein, insbesondere superauflösende Mikroskopie oder FRET. Wir kommen aus der Optik und sind Spezialisten für Einzelmolekülfluoreszenzmikroskopie und superauflösende Mikroskopie. Auch zeitaufgelöste Spektroskopie setzen wir als Technik ein.“

Weshalb ein AFM von JPK? „Mit anderen Rastersondenmikroskopie-Techniken kannten wir uns nicht aus. Als wir anfingen mit DNA-Origami zu arbeiten, hörten wir von unseren Kooperationspartnern, dass das JPK NanoWizard® System gut für die Untersuchung von DNA-Origami geeignet sein soll. Wir testeten es und es hielt tatsächlich was es versprach.

Da wir mit Rastersonden-Methoden keine Erfahrung hatten, war für uns der Support durch das JPK Team besonders hilfreich. Sie besuchten uns hier im Labor so lange, bis wir den Bogen mit dem System raus hatten.“

JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über das NanoWizard® AFM und weitere Produkte besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com, YouTube, Facebook oder LinkedIn.

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