Geräteausstattung des Fachbereichs Chemie

Die Ausstattung des Fachbereichs umfasst moderne Forschungslaboratorien für die präparative anorganische und organische Synthese. Für die Handhabung empfindlicher metallorganischer Verbindungen, Katalysatoren und Polymere stehen Gloveboxen zur Verfügung, welche Synthesen unter Schutzgas (Stickstoff, Argon) ermöglichen. Präparative Mikrowellenreaktoren ermöglichen schonende, schnelle Umsetzungen in organischen und metallorganischen Synthesen. Für die biologische Chemie stehen Pipettierroboter zur Verfügung. Automatische und halbautomatische chemische Synthesen von Polypeptiden und Nucleinsäuren erfolgen mittels speziell ausgestatteter Synthesizer. Der Fachbereich Chemie verfügt ferner über Laboratorien für biochemische, zellbiologische und molekularbiologische Arbeiten. Für die Charakterisierung biomolekularer Wechselwirkungen kann auf moderne SPR- und ITC-Methoden zurückgegriffen werden; für strukturelle Untersuchungen auf CD-Spektroskopie. Für die Identifizierung und Charakterisierung von Biopolymeren, insbesondere zur Proteomanalytik, stehen über das Proteomics Center moderne Massenspektrometer (u. a. zwei Orbitrap-Geräte, MALDI-TOF-MS, HPLC-ESI-MS) zur Verfügung. Thermisch induzierte Konformationsänderungen sowie durch Lichtanregung induzierte Prozesse in Proteinen können zusätzlich mittels zeitaufgelöster Schwingungsspektroskopie detailliert untersucht werden.

Zur strukturellen Charakterisierung von Molekülen in Lösung, welche von der Routineanalytik bis hin zur Strukturaufklärung komplexer, großer Moleküle reicht, ist der Fachbereich Chemie mit verschiedenen NMR-Spektrometern ausgestattet (400 MHz, 600 MHz). Die Ausstattung umfasst auch ein hochauflösendes 600-MHz-NMR-Spektrometer mit Kryo-Ausstattung für die Strukturaufklärung biologischer Moleküle und wird zukünftig noch durch ein 400-MHz-Festkörper-NMR-Spektrometer für die Untersuchung fester Materialien ergänzt. Zur Bestimmung von Molekülstrukturen im Festkörper (Metallkomplexe, Katalysatoren und anorganische Materialien) stehen ein modernes Einkristallröntgendiffraktometer mit Flächenzählern sowie mehrere Pulverdiffraktometer zur Verfügung.

Daneben verfügt der Fachbereich Chemie über zahlreiche Routinespektrometer, mit welchen sich Schwingungsanregungen und elektronische Anregungen in Molekülen und Festkörpern untersuchen lassen. Eine moderne Ausstattung für die optische Spektroskopie und die nichtlineare Mikroskopie ist derzeit in der Aufbauphase. So werden in naher Zukunft gepulste Lasersysteme und ein Mehrphotonenmikroskop zur Verfügung stehen. Ferner stellt das Bioimaging Center moderne Mikroskopie-Technologien für Arbeitsgruppen bereit. Massenspektrometrie ist ein weiteres wichtiges Tool zur Charakterisierung von kleinen Molekülen bis hin zu Makromolekülen wie Proteine und synthetischen Polymere. Zum Teil sind diese Geräte direkt mit einem Gaschromatographen oder einem Flüssigchromatographie-System gekoppelt (GC- und LC-MS).

Zur Untersuchung paramagnetischer Proben stehen am Fachbereich mehrere ESR-Spektrometer zur Verfügung. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hier auf der bildgebenden ESR-Spektroskopie. Zum Methodenspektrum in der ESR-Spektroskopie zählen auch Elektron-Kern-Doppelresonanzexperimente sowie Doppel-Elektron-Elektron-Resonanzexperimente, mit deren Hilfe sich Abstandsmessungen im Nanometerbereich beispielsweise zur Aufklärung der Konformation und der Dynamik großer Moleküle durchführen lassen. Diese Ausstattung wird demnächst durch ein Arbiträr-Puls-Elektronenspinresonanz-Spektrometer ergänzt. Die Eigenschaften von Licht emittierenden Verbindungen lassen sich mit Hilfe eines modernen Lumineszenzspektrometers untersuchen.

Für die Analytik von Makromolekülen synthetischen und biologischen Ursprungs stehen Größenausschlusschromatographie (GPC), auch bei hoher Temperatur, gekoppelte Lichtstreuungs-HPLC und differentielle Thermoanalyse (DSC) zur Verfügung.

Die Analyse weicher (Polymere) und harter Materialien erfolgt insbesondere mittels Kraftmikroskopie (AFM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, 120 keV energiegefiltert). Kryo-Präparation, Kryo-Mikrotomie und Kryo-TEM dienen der Untersuchung der inneren Struktur von Proben aus relativ weicher Materie bis herab zu Größen von wenigen Nanometern. In Anschaffung befindlich sind Kleinwinkel- und Weitwinkelstreuung. Die Elektronenmikroskopie befindet sich im gemeinsam mit dem Fachbereich Physik betriebenen Nanostrukturlabor, welches über verschiedene modernste Methoden zur Nanostrukturierung verfügt.

Im Rahmen der Einrichtung des SFB 1214 wurde das Partikelanalysezentrum eingerichtet welches die Partikelanalytik und Auftrennung in Dispersion bündelt. Es stehen statische und dynamische Lichtstreuung, Zeta-Potential-Messung, analytische Ultrazentrifugation, Particle Tracking-Mikroskopie, Lichtmikroskopie präparative Ultrazentrifugation auch mit Zonalrotor sowie Röntgenweitwinkelstreuung zur Verfügung.