Moleküle blitzschnell beobachten
Kurze Pulse von starkem Laserlicht machen die Verteilung kleinster Moleküle sichtbar
Wer Moleküle beobachten will, muss schnell sein: Molekülschwingungen lassen sich nur in kürzesten Sekundenbruchteilen und mit sehr empfindlichen Methoden messen. Wichtig wären derartige Messungen, um die Konzentration kleinster Teilchen etwa in Blutproben oder bei der neuronalen Informationsübertragung im Gehirn feststellen zu können. Die bislang existierenden Messmethoden sind jedoch zu ungenau für die sich schnell bewegenden Moleküle. Einem Team aus Max-Planck-Wissenschaftlern ist ein entscheidender Schritt in Richtung genauerer Messungen gelungen – die Ergebnisse haben sie kürzlich im Fachjournal Science Advances veröffentlicht.
Im grünen Licht: Versuchsaufbau im Henry Dubes Labor
MPQ / Thorsten Naeser
Hanieh Fattahi ist Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts. In ihrem Forschungsprojekt mit einem Team des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Garching ist es erstmals gelungen, durch ultraschnelle Messungen das elektrische Feld von Wassermolekülen zu erfassen.
Das eröffnet neue Möglichkeiten, bespielsweise für die medizinische Forschung: In Sekundenbruchteilen kann so die Zusammensetzung von medizinischen Proben gemessen werden, und die Konzentration der einzelnen Moleküle darin. Auch Vorgänge, die nur sehr kurz andauern, wären beobachtbar, etwa die chemische Signalübertragung durch Neurotransmitter im synaptischen Spalt. So schwer die Beobachtung der kleinen Moleküle bisher ist, so schwerwiegend ist ein Ungleichgewicht in der Konzentration der Neurotransmitter, das als Auslöser unterschiedlicher psychischer und motorischer Erkrankungen vermutet wird.
Molekülschwingungen im Femtosekundenbereich
Als erste Demonstration nutzten die Forscher ihre Laserquelle, um einzelne Wassermoleküle zu analysieren. "Wir konnten erstmals das komplexe elektrische Feld des von Wassermolekülen absorbierten Lichts im nahen infraroten Spektralbereich nachweisen", sagt Fattahi.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse erwartet Hanieh Fattahi, mit der entwickelten Laserarchitektur spektroskopische Analysen von Molekülschwingungen im Femtosekundenbereich durchzuführen – eine unvorstellbar kurze Zeiteinheit von 10⁻¹⁵ Sekunden. Ihre Gruppe forscht nun daran, diese Technik auf biologische Proben anzuwenden.
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
![[Fe]-Hydrogenase-Katalyse mittels Parawasserstoff-verstärkter Kernmagnetresonanzspektroskopie sichtbar gemacht](https://img.chemie.de/Portal/News/675fd46b9b54f_sBuG8s4sS.png?tr=w-712,h-534,cm-extract,x-0,y-16:n-xl)
Holen Sie sich die Analytik- und Labortechnik-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für Analytik und Labortechnik bringt Sie jeden Dienstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!
