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Die Arbeitsgruppe Miniaturisierung hat sich auf die Entwicklung und Charakterisierung von miniaturisierten Plasmen für die Analytische Chemie spezialisiert; ein Ziel ihrer Arbeiten ist unter anderem, Arbeitsschritte in der Massenspektrometrie zu optimieren. Durch die Reduzierung der Plasmen auf einen kleinen Maßstab werden die benötigten Probenmengen verringert und somit Kosten und Ressourcen gespart. Außerdem arbeitet die Gruppe daran, verschiedene Ionisierungsverfahren zu kombinieren, um auch Molekülgemische möglichst unkompliziert untersuchen zu können.

© ISAS / Hannes Woidich

Die Gruppe hat sich auf zwei Ionisierungsverfahren spezialisiert: die dielektrisch behinderte Elektrospray-Ionisierung (DB-ESI) und den Plasmajet. Ziel ihrer Forschung ist es, diese Entladungen genau zu charakterisieren und sie soweit zu optimieren, dass sie synchron in der Massenspektrometrie eingesetzt werden können. Beide Methoden ermöglichen eine weiche Ionisierung, bei der die Analyten nicht in Fragmente zerlegt werden. So können sie auch für die Analyse sehr großer Moleküle eingesetzt werden.

Highlights

25. Juni 2025

Neue Ionisierungsmethode: Von offenen Fragen zum geschlossenen Plasma

Die Massenspektrometrie funktioniert nur mit elektrisch geladenen, also ionisierten Teilchen. Dazu verwenden Forschende häufig ein Plasma. In einer Serie von Veröffentlichungen werfen Wissenschaftler:innen der Forschungsgruppe Miniaturisierung ein nues Licht auf diese Ionisierungsmethode und stellen ein ganz neues Plasma vor. Dieses kommt ohne kontinuierlichen Gasfluss aus und ist damit besonders ressourcensparend.

Cayian Tian justiert die Gaszufuhr am Plasma.
9. April 2025

Bakterien & Bonbons: Schülerinnen untersuchen beim Girls‘ Day ihre Atemluft

Beim Girls' Day 2025 haben zwölf Schülerinnen die Arbeit der Forscherinnen und Technischen Assistentinnen am Institut kennengelernt. Sie haben sich mit der Ursache und Bekämpfung von Entzündungen beschäftigt, sind auf die Jagd nach Bakterien gegangen und haben mittels Ionenmobilitätsspektrometrie Duftstoffe verschiedener Bonbons in ihrer Atemluft analysiert.

Luisa Speicher erklärt drei Mädchen den Vortexmischer.
12. März 2025

Innovative Massenspektrometrie erspart doppelte Analysegänge

Unpolare Stoffe wie Cholesterin zusammen mit polaren Substanzen zielgenau und schnell massenspektrometrisch nachweisen? Und das in nur einem Analysedurchgang? Das ermöglicht eine neue Kombinationsmethode, welche zwei Ionisierungsquellen in einem Aufbau vereint.

Daniel Foest steht im Labor und hält ein Papier mit einer Leberprobe, die er am Massenspektrometer untersucht.
7. Februar 2024

Eine lang gesuchte Kombinations-Methode in der Massenspektrometrie

Forschende, die komplexe Proben mittels Massenspektrometer analysieren, stehen oft vor dem Problem, dass die enthaltenen Substanzen fundamental verschieden sind. Einige sind etwa chemisch polar aufgebaut, andere unpolar. Bisher erforderte dies zwei aufwändige separate Analysen. Am ISAS hat ein Forscher nun eine Methode entwickelt, mit der auch wenig polare Substanzen in einer gängigen massenspektrometrischen Analyse für polare biologische Stoffe miterfasst werden.

Das Bild zeigt die Paper-Spray-Ionisierung einer Leberprobe am Massenspekrometer in Kombinatin mit einem flexiblen Mikroröhrenplasma.
15. Dezember 2022

Neugeborenen-Screening: schnellere Diagnose durch plasmabasierte Ionisierung?

Wenn es um das Neugeborenen-Screening geht, zählt jede Minute. Im Interview berichtet Dr. Marcos Bouza Areces, wie er als Gast am ISAS daran forscht, die Untersuchung für die Säuglinge zu beschleunigen.

Porträt Dr. Marcos Bouza Areces.
7. Oktober 2022

„Ich sehe die Zukunft der Analytik im 3D-Druck“

Weniger Müll, niedrige Kosten: Im Interview erklärt Dr. Sebastian Brandt, wieso ein Ionenmobilitätsspektrometer aus dem 3D-Drucker technisch durchaus mit herkömmlich produzierten Geräten mithalten kann.

Dr. Sebastian Brandt mit seinem IMS aus dem 3D-Drucker.
19. Juli 2022

PODCAST »NACHGEFORSCHT – DIE LIVESCHALTE INS LABOR« Folge 3: Studieren als Arbeiterkind - von Zweifeln zur Blitzpromotion

In unserem Podcast berichtet Dr. Alexander Knodel, was ihm als Arbeiterkind dabei geholfen hat, seine Promotion in nur zweieinhalb Jahren abzuschließen. Außerdem erklärt der Medizinphysiker, was seine Forschung mit Lasern und Backöfen zu tun hat.

21. Juni 2022

PODCAST »NACHGEFORSCHT – DIE LIVESCHALTE INS LABOR« Folge 2: Mit dem Looping Plasma zum Erfolg

Dr. Sebastian Brandt hat für seine Dissertation an einer neuen, optimierten Ionisierungsquelle für die Massenspektrometrie geforscht. In unserem Podcast berichtet der Physiker, welche Rolle diese für die Gesundheitsforschung spielt.

Projekte

Team

PD Dr. Joachim Franzke

Arbeitsgruppenleiter

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von PD Dr. Joachim Franzke.

Norman Ahlmann

Technischer Assistent Beauftragter für Lasersicherheit

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Norman Ahlmann.

Lea Sophie Blase

Studentische Hilfskraft

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Christopher Borg

Studentische Hilfskraft

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Christopher Borg.

Annika Fechner

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Annika Fechner.

Dr. Daniel Foest

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Daniel Foest.

Antje Michels

Ingenieurin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Antje Michels.

Arthur Schiller

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Arthur Schiller.

Hao Song

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Hao Song.

Luisa Speicher

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Luisa Speicher.

Caiyan Tian

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Abteilung: Translationale Forschung

Arbeitsgruppe: Miniaturisierung

Portrait von  Caiyan Tian.