Holographische Abbildung nicht-kristalliner organischer und biologischer Makromoleküle mit Elektronenpunktquellen

In dieser Arbeit wurde an der Weiterentwicklung einer neuen Methode zur Strukturaufklärung von Makromolekülen gearbeitet. Holographie mit niederenergetischen Elektronen ist eine Mikroskopietechnik, die ohne Linsen und aus Linsen resultierenden Fehlern arbeitet. Hologramme können mit einer nominellen Vergößerung von M > 106 aufgenommen werden. Eine ultrascharfe Wolframspitze liefert dabei die zur Holographie benötigte kohärente Strahlung. Die Elektronenquelle wird in einem Elektronen-Projektionsmikroskop bis auf Abstände < 1 mm an ein semitransparentes Objekt angenähert. Ein Teil der aus der Punktquelle emittierten Wellenfunktion eines Elektrons wird an dem Objekt gestreut (Objektwelle). Dieser interferiert mit dem ungestreuten Anteil der Wellenfunktion (Referenzwelle) und es entsteht ein Hologramm. Um daraus Informationen über die Lage der Streuzentren zu gewinnen, muß die Wellenfront in der Objektebene rekonstruiert werden. Dazu muß das Hologramm mit kohärenter Strahlung beleuchtet werden. Dies kann numerisch mit einem Rekonstruktionsalgorithmus beruhend auf der Kirchhoff-Helmholtz-Transformation erfolgen. Die zur Rekonstruktion verwendete Software LEEPS bietet auch die Möglichkeit, Hologramme zu simulieren, mit denen die Abbildungen im Elektronen-Projektionsmikroskop verglichen werden können. Phthalocyaninatopolysioloxan, DNA und das cis-Platin-Addukt an DNA wurden auf unterschiedlichen Objektträgern präpariert und holographisch abgebildet. Die Hologramme der stäbchenförmigen Moleküle rekonstruieren als Stränge mit einem Durchmesser von ca. 2 nm, was sehr gut dem Moleküldurchmesser entspricht. Die Doppelhelix der DNA konnte ebenfalls aufgelöst werden. Die zu den Experimenten durchgeführten Simulationen bestätigten die experimentellen Ergebnisse. Weitere Simulationen zeigten, daß bei Verwendung eines größeren Bildschirms und höherer Energie eine Auflösung im Subnanometer-Bereich möglich sein sollte.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2001

Author dc:creator

• Jäger, Barbara Maria

Contributors dc:contributor

• Grunze, Michael

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/1515

OAI identifier oai:identifier

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