2026年9月21日
Winzige biologische Proben va sogar einzelne Biomolekule können nun der BESSY-II-Infrarot-Beamline in lebensnahen Bedingungen in Höchster Auflösung unichtes Weden.纳米尺度红外光谱 (s-SNOM) 是有效的。
Ultradünne Membrane auf Siliziumbasis 能够在介质中实现 Untersuchung im wässrigen。 HZB 专家 Alexander Veber 博士的国际团队参与了概念验证，并在 Fernfeld-IR-Spektren übereins 的 Wässriger Umgebung 中进行了 Nano-IR-Messungen。
Dieser methodische Fortschritt ermöglicht Monkeytiefere Einblicke in Biomaterialien, aber auch dies Beobachtung katalytischer Prozesse in flissigen Umgebungen.
Die Infrarotspectroskopie liefert Aufschluss über viele Eigenschaften von (biologischen) Proben、Molekülen 和 Weicher Materie。所有 IR-Spektroskopie eine gewisse Probengröße 都适用，因此是单个分子光统计的 Rückschlüsse möglich sind。
一种非正式可用的生物分子是 Infrarotlicht 中的纳米级 Spektroskopie (s-SNOM)。辐照和红外辐射（Infrarotstrahl die Spitze eines Rasterkraftmikroskops (AFM)），während sie die Probe abtastet； das zurückgestreute Licht liefert locale Optical Informationen über die Nahfeld-Wechselwirkung zwischen der Spitze och Der Probe mit einer Auflösung von zu 10 Nanometern。
舒茨膜
Wässrigen Umgebungen 和 Wasser Absorbiert einen Teil des Infrarotlichts 中使用的生物分子只是简单使用。第一个概念验证研究研究表明，s-SNOM 可以在 Flüssigkeit wenn man ultradünne Siliziumnitride- oder Siliziumkarbid-Membranen zwischen der AFM-Spitze Membranen zwischen der bereits are einiger Zeit – Schutzfilm va sind im mitelren 中发挥作用红外透明。这是在 umfassender Vergleichstest 中建立的，并在 Verbindung brachte 中设置 Fernfeld-IR-Referenzspectren。
系统研究
为了缩小这一差距，由 Alexander Veber 博士领导的一个国际团队在硅基基础上进行了系统研究。在 Wässrigen Umgebungen direkt 和 Standard-Fernfeld-IR-Signaturen korrelieren 中发布 Nano-IR-Spektren。
“Wir haben verschiedene Siliziummembranen systematisch getestet and die Proben sowohl im trockenen Zustand als auch in wässriger Umgebung unuchst”，Erstautorin der Studie 博士 Maria Eleonora Temperini 的负责人。 Zu den Proben gehörten Rinderserumalbumin 和 DNA-Moleküle a α-Synuclein-Proteinfibrillen，死于阿尔茨海默-克兰克海特 (Alzheimer-Krankheit) 和 Rolle spielen。
实验数据与理论模型
Um eine Brücke zwischen der können Fernfeld- und der nanoskaligen Nahfeld-Infrarotspectroskopie zu schlagen，团队的联合实验数据与理论模型。 “有限偶极子模型安全良好，是在 Gegenwart der Membran und der Flüssigkeit geschieht 中的 Nanoskala”，Sagt Temperini：Die Signale einzelner Biomolekule passen sehir well mit denettablierten Referenzense (Referenz-Freenzmentetablierten) ermöglicht，化学生物结构十纳米是最重要的。
生物和化学过程
“Wir können nun mit hoher Verzälligkeit biologische Proben mit s-SNOM unterchenden, and zwar so wie sie in der Natur vorkommen, in wassrigen Umgebungen”，sagt Veber。 Damit lassen sich biologische oder chemische Prozesse mit hoher räumlicher Auflösung beobachten va analysieren, for example die Proteindynamik, aber auch moleculare Wechselwirkungen in katalytisch aktiven Materialien.
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作者：柏林亥姆霍兹中心 (HZB)
