Biophotonik
FACHBEREICH 1.2
Der Fachereich Biophotonik entwickelt optische Verfahren zur Messung und Charakterisierung von Licht-Materie-Wechselwirkungen in molekularen und nanoskaligen Systemen und (nanobasierten) Hochleistungskompositmaterialien und unterstützt damit Anwendungen in Materialforschung, Lebenswissenschaften, Biomedizin, Umweltwissenschaften sowie Photonik und Nanotechnologie. Ein Schwerpunkt liegt auf der stationären, zeit- und ortsaufgelösten quantitativen Lumineszenzspektroskopie linearer und nichtlinearer optischer Emitter im UV- bis SWIR-Spektralbereich. Dies umfasst die Entwicklung, Herstellung und rückführbare Charakterisierung funktionaler organischer, anorganischer und hybrider Chromophor-Systeme, nanobasierter Funktionsmaterialien und Biokonjugate als optische Reporter, Sonden, Sensoren und Kalibrierwerkzeuge – für empfindliche optische Nachweise, Bioimaging, Signalverstärkung, Multiplexing, Barcoding sowie die Analytik funktioneller Gruppen, Liganden und Biomoleküle.
Eine zentrale Aufgabe ist die Standardisierung von Fluoreszenzmessungen: die Entwicklung rückführbarer, zertifizierter und formatadaptierbarer Referenzmaterialien und Kalibrierwerkzeuge zur Gerätecharakterisierung, Validierungsstrategien für Fluoreszenzverfahren, die Charakterisierung streuender und lumineszierender Materialien und die Bestimmung der absoluten Quantenausbeute. Dies umfasst auch die Organisation von Ringversuchen und die Mitwirkung in nationalen und internationalen Normungsorganisationen.
Kompetenzen
Kompetenzen
- Quantitative spektroskopische Charakterisierung von Chromophor-Systemen mit und ohne Sensorfunktionalität in flüssigen, festen, transparenten, transluzenten und oberflächengebundenen Matrices im Spektralbereich von 300–1700 nmAbsorptionsspektroskopie (200–2700 nm)
- Entwicklung, Synthese, Oberflächenfunktionalisierung und Charakterisierung lumineszenter Nano- und Mikropartikel, funktioneller Materialien sowie Farbstoff–Biomolekül-Konjugate
- Quantitative Analyse von Oberflächenfunktionsgruppen, Liganden und Biomolekülen
- Strategien zur optischen Signalverstärkung für spektroskopische und sensorische Anwendungen
- Spektrales und lebensdauerbasiertes Multiplexing sowie optisches Barcoding
- Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen funktionellen Materialien und biologischen Systemen
- Metrologische Rückführbarkeit, Standardisierung und Qualitätssicherung optischer Messverfahren mit besonderem Schwerpunkt auf der Lumineszenzspektroskopie
- Entwicklung von Fluoreszenz-Referenzmaterialien und Kalibrierstandards
- Bestimmung spektroskopischer Kenngrößen einschließlich der Erstellung umfassender Unsicherheitsbudgets
Arbeitsschwerpunkte
Arbeitsschwerpunkte
- Quantitative Fluoreszenzspektroskopie und -mikroskopie einschließlich der relativen und absoluten Bestimmung von Fluoreszenzquantenausbeuten flüssiger und fester, transparenter und streuender Materialien im ultravioletten (UV) bis kurzwelligen infraroten (SWIR) Spektralbereich (300–1700 nm)
- Rückführbare spektroskopische Charakterisierung von Chromophor-Systemen einschließlich temperatur- und polarisationsabhängiger Messungen von Absorption, Streuung, Reflexion und Lumineszenz
- Quantitative Charakterisierung von Oberflächenfunktionsgruppen, Liganden und Biomolekülen auf Nano- und Mikropartikeln sowie planaren Substraten mithilfe komplementärer analytischer Verfahren und automatisierter Hochdurchsatz-Screening-Methoden
- Entwicklung und Validierung rückführbarer Kalibrierstrategien, zertifizierter Referenzmaterialien, Kalibrierstandards und Referenzmethoden zur Sicherstellung zuverlässiger, vergleichbarer und standardisierter optischer Messungen
Angebotsspektrum/Technische Ausstattung
Angebotsspektrum/Technische Ausstattung
- Absorptionsspektroskopie (200–2700 nm)
- Fluoreszenzspektroskopie (250–1700 nm)
- Ulbrichtkugelspektroskopie: Transmission, Reflexion, Emission, Photolumineszenzquantenausbeute (350–1650 nm)
- Zeitaufgelöste Fluorometrie (ps–ms)
- Charakterisierung von Aufkonvertierungsmaterialien: anregungsleistungsdichteabhängige Spektren, Lumineszenzquantenausbeuten, Lumineszenzkinetiken
- Spektrale konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie (UV-vis-Anregung, Detektion 400–800 nm, spektrale Auflösung 2 nm), FLIM-FCS (400 ps–2 µs)
- Mikrotiterplattenauslesegeräte (Absorption, statische/zeitaufgelöste Fluoreszenz)
- Laserscanner
- Nanoparticle tracking analysis
- Spincoater
- Photostabilitätsmessplatz
- Kalibrierte Lichtquellen, Detektoren
Publikationen des Fachbereichs
Publikationen des Fachbereichs
In der Datenbank PUBLICA finden Sie Veröffentlichungen von Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen der BAM.
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Dr. rer. nat. Ute Resch-Genger
Die BAM ist eine wissenschaftlich-technische Bundesoberbehörde
im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
