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Messung der dreidimensionalen Wechselwirkungsdynamik zweier kolloidaler Partikel in beschränkten Volumina mittels interferometrischem Tracking
Project description
In der Physik der weichen Materie und in der Biologie sind zahlreiche Wechselwirkungen zwischen Strukturen langreichweitig (50nm - 5µm) und unspezifisch, können
aber eine kurzreichweitige und spezifische Wechselwirkung
induzieren oder verhindern. Langreichweitige Wechselwirkungen zwischen Partikeln lassen sich sehr gut
mittels optischer Fangpotentiale messen, da die Partikel
in der Falle auf beschränktem Raum diffundieren und hierbei
ihre Bewegungsfreiheitsgrade der Translation und Rotation
erhalten bleiben. Dies ermöglicht eine dynamische und somit
realistische Wechselwirkung, wie sie zwischen Organellen
in lebenden Zellen vorkommt. Die Fluktuationen der Partikel
in der Zelle sind in der Regel räumlich eingeschränkt
(Zytoskelett, Membranen, etc.) oder werden beeinflusst durch
hydrodynamische oder entropische Effekte, wie lokale
Änderungen von Reibung oder Teilchendichten.
Von besonderem Interesse für das durchzuführende Projekt
ist der Einfluss der genannten physikalischen Effekte auf
die Fusion von Organellen wie Endosomen mit Phagosomen, was
einen Teil des Immunabwehrprozesses in lebenden Organismen
ausmacht. Durch die Verwendung einer neuartigen interferometrischen Scan-Technik, kann man mehrere Partikel gleichzeitig in ihrer Bewegung verfolgen („Tracking“) - bei eine Rate von bisher 1000 Hz (zukünftig 10kHz) und einer Präzision von einigen Nanometern in allen drei Raumdimensionen. Hiermit soll an wenigen hundert Nanometer großen Partikeln untersucht werden, wie durch Variation lokaler Umgebungsparameter die langreichweitige Wechselwirkung direkt und die spezifische Wechselwirkung indirekt beeinflusst wird.
Start/End of project
01.04.2009 until 28.02.2013
Project manager
Rohrbach A
Funding
DFG