2010 September

Proteine in fliegenden Mikrogefrierschränken

Monday, 27th September 2010Ausgewählte Publikationen

Masse zu Ladung selektierte Proteine können in einer Ionenfalle gespeichert werden und anschließend von einem Helium-tröpfchen aufgenommen werden. Fig: Bierau, et al.

Untersuchungen an kalten, isolierten Biomolekülen können grundlegende Einsichten in ihre intrinsischen Eigenschaften liefern und somit wichtige Beiträge zum besseren Verständnis ihres Verhaltens unter physiologischen Bedingungen in der kondensierten Phase liefern. Experimentell sind solche Untersuchungen aber oft schwierig, da die Biomoleküle hierzu in die Gasphase gebracht und abgekühlt werden müssen.

Ein vielversprechendes Medium sind Tröpfchen aus flüssigem Helium, welche eine Art fliegenden Mikrogefrierschrank darstellen, bisher aber nur für sehr kleine Biomoleküle genutzt werden konnten. Wissenschaftler am Fritz-Haber-Institut der Max Planck-Gesellschaft in Berlin haben jetzt eine neue Technik entwickelt, um auch große Biomoleküle, wie z.B. Proteine, in Tröpfchen von flüssigem Helium einzufangen. Ihre Ergebnisse, welche den Anstoß zu einer Vielzahl von spannenden, zukünftigen Experimente geben können, wurden jetzt im wissenschaftlich hochrangigen Journal Physical Review Letters veröffentlicht. mehr …

(Veröffentlicht: 24. Sept, 2010 | Phys. Rev. Lett. 105, 133402)

Weitere Auskünfte: Gert von Helden, Frauke Bierau , und Peter Kupser


Mirror-like reflection of beams of helium atoms from rough surfaces

Usually scattering of atoms from a rough surface leads to diffuse rather than mirror-like reflection, just like how a light beam scatters diffusely from a scratched mirror. However, scientists at the Fritz Haber Institute have observed a coherent (mirror-like) reflection of beams of helium atoms from microscopically rough surfaces, and have published their results in the esteemed journal Physical Review Letters.

The Berlin researchers observed the coherent reflection at grazing incidence, and identified two regimes which they attribute to different reflection mechanisms. The first regime is found for extreme grazing incidence of the helium atoms. At incidence angles as small as 1 mrad the mirror-like reflectivity from a rough surface can be as high as 40% and, for a given surface, it depends only on a single parameter: the atom’s velocity component perpendicular to the surface. This regime is explained theoretically by quantum reflection.

In contrast to this, the second regime, found for somewhat larger angles of incidence (e.g. 10 mrad), is characterized by smaller reflectivity (just 1% or less) and by a dependence of the reflectivity on both, the perpendicular and parallel components of the atom’s velocity. In this regime a general feature was observed: Independent of the actual material of the surface (e.g. glass or metal) the reflectivity is larger with increasing parallel velocity of the atoms. In other words, when the atoms are moving faster they “see” more of the surface during their reflection, thus Dr. Bum Suk Zhao and co-workers believe that the microscopic surface roughness is effectively averaged out for these measurements.

(Published: 24 Sept 2010 | Phys. Rev. Lett. 105, 133203).

Further information: Bum Suk Zhao and Wieland Schöllkopf