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Gefrierschutzmittel:

Charakterisierung von Kryoadditiven mittels Differentialkalorimetrie, Kryomikroskopie, Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie und Computertomographie

 

Dr. rer. nat. N. Hofmann

L. Lauterböck, M.Sc.

 

Mit Hilfe der Differentialkalorimetrie, DSC (Abb.1) können für die Kryobiologie bedeutende physikalische Eigenschaften von Kryoadditiven (cryoprotective agents, ice-blockers, vitrificants) untersucht werden. Es werden hiermit Phasenübergänge von Kryoadditiven, darunter die Gleichgewichts-Friertemperatur Tm, die homogene Nukleationstemperatur Th, Glasübergangstempertur Tg, Tg’ und die Devitrikikationstemperatur Td, analysiert. Ergänzend können mit der Kryomikroskopie (Abb.2) Eiskristallstrukturen (z.B. intrazelluläre Eiskristallbildung) und Membranintegrität von biologischen Zellen visuell dargestellt werden. Das System ermöglicht Polarisations-, Phasenkontrast- und Fluoreszenzaufnahmen. Mittels der Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie, FTIR (Abb.3) wird der Einfluss der Temperatur auf Membranen (Flüssig-Gel-Phasenübergänge) und Proteine (Denaturierung) untersucht. Der instituts-eigene Computertomograph, CT (Abb.4) erlaubt die Untersuchung der Temperatur- und Kryoprotektiv-Verteilung innerhalb von größeren biologischen Proben.