Mit einem am 27. September eingeweihten Rasterkraftmikroskop (AFM) vom Typ Nanosurf Drive wurde die Ausstattung des Biophysik-Forschungszentrums Békésy György am Institut für Biophysik und Strahlenbiologie erweitert.
Die AFM-Technologie selbst ist an der Semmelweis Universität seit langem bekannt und verfügbar. Im Jahr 2020 konnte das Forschungsteam des Instituts für Biophysik und Strahlenbiologie im Rahmen einer Kooperation nur mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops die Struktur des aktiven und immer noch infektiösen Coronavirus auf einzigartige Weise untersuchen und so zur Entschlüsselung der Krankheit beitragen.
Die Bedeutung dieser aktuellen, hochwertigen Anschaffung liegt darin, dass sie in einzigartiger Weise mit einem zuvor angeschafften Super-Resolution-Mikroskop mit STED kombiniert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass durch die Untersuchung derselben Probe mit unabhängigen, aber gleichzeitigen Methoden spezifische biophysikalische Fragen beantwortet werden können. Dieser Mikroskop kann sogar für atomare Auflösung, topografische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen und sensitive Kraftmessungen eingesetzt werden.
Bei der feierlichen Einweihung des Mikroskops erinnerte Dr. Ferenc Bánhidy, Vizerektor der Semmelweis Universität, daran, dass das Ziel der Semmelweis Universität, sei es in der Patientenversorgung, in der Ausbildung oder in der Forschung und Innovation, nur darin bestehen kann, Spitzenleistungen zu erbringen, wofür Instrumente von ähnlichem Standard unerlässlich sind. Zu den Vorteilen des Instruments fügte er hinzu: „Das neue Mikroskop wird die wissenschaftliche Arbeit und Forschung an der Universität in jeder Hinsicht unterstützen. Es wird uns helfen, in der Rangliste der Institutionen aufzusteigen und unsere Arbeit in Lehre und Medizin noch effektiver zu unterstützen.“
Dr. Attila Mócsai, stellvertretender Dekan der Fakultät für Allgemeinmedizin, lobte das rege Forschungsleben am Institut für Biophysik und Strahlenbiologie, das sich nicht nur im Verkehr auf den Laborkorridoren, sondern auch in den qualitativ hochwertigen Veröffentlichungen widerspiegelt, die hier entstehen. „Ich hoffe, dass das am Institut angeschaffte Gerät zu vielen neuen Studien beitragen wird, die nach Umsetzung in die Praxis helfen werden, Krankheiten zu verstehen, zu diagnostizieren und zu behandeln” – sagte er.
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Dominik Ziegler, Geschäftsführer des in der Schweiz ansässigen Unternehmens Nanosurf, das das Gerät entwickelt hat, erläuterte kurz die Geschichte des Unternehmens auf dem Weg zum Drive AFM-Mikroskop: „Vor 27 Jahren wurden unsere Gründer, die damals hauptsächlich Mikroskope für den öffentlichen Unterricht herstellten, von dem Wunsch angetrieben, Studenten in die Welt der Nanotechnologie einzuführen“. Das heutige hochmoderne Instrument ist das Ergebnis der konzertierten Bemühungen von 15 Software- und 10 Hardware-Entwicklern und ermöglicht Forschung auf Weltniveau.
„Die Natur ist viel schöner, als man sich vorstellen kann“ – zitierte der Direktor des Instituts für Biophysik und Strahlenbiologie, Dr. Miklós Kellermayer, den Physik-Nobelpreisträger Richard Feynman – „deshalb brauchen wir besondere Werkzeuge, um ihre Geheimnisse zu entdecken.“ Er betonte, dass die Biophysik eine instrumentenintensive Disziplin ist, für deren Erforschung ein sorgfältig zusammengestellter Gerätepark erforderlich ist. Im Vergleich zu den am Institut vorhandenen Rasterkraftmikroskopen weist das neu installierte Modell nicht nur eine Reihe technischer Innovationen auf, sondern kann auch mit Lichtmikroskopen gekoppelt werden, einschließlich des am Institut verwendeten Super-Resolution-STED-Mikroskops, was kombinierte STED-AFM-Studien auf einzigartige Weise und zeitlich und räumlich synchronisiert ermöglicht.
Wir möchten die Tür zum Mikroskop für jeden öffnen, der neugierig ist und es benutzen möchte. Dies gilt für die Fakultät für Pharmazie, mit der wir bereits gemeinsame Forschungen durchgeführt haben, aber auch darüber hinaus, für alle Fakultäten der Universität und alle medizinischen Fakultäten des Landes.
– schloss der Direktor seine Begrüßungsansprache.
Im Anschluss an die Einweihungszeremonie hielten Mitarbeiter des Instituts für Biophysik und Strahlenbiologie und eingeladene Redner ein Mini-Symposium ab, in dem es um die Technologie der Rasterkraftmikroskopie, die Funktionsweise und die Anwendungen des Instruments, die hochauflösende topografische Analyse von Arzneimittelträgern, die Struktur von Viren, menschlichem Dentin, von Willebrand-Faktor-Protein, die strukturellen und mechanischen Eigenschaften extrazellulärer Vesikel und die Modulation der zellulären Steifigkeit ging.
Bei der Rasterkraftmikroskopie handelt es sich um ein bildgebendes Verfahren, das die wissenschaftliche Forschung revolutioniert hat, da es eine viel höhere Auflösung ermöglicht als herkömmliche Mikroskope, die keine Details bei Wellenlängen kleiner als die Wellenlänge des Lichts erfassen können. Das Prinzip des AFM besteht darin, die physikalischen Kräfte zwischen einer spitzen Nadel, die an einer Blattfeder befestigt ist, und der zu untersuchenden Probe zu messen und darzustellen, wodurch eine Auflösung und mechanische Charakterisierung der Details der Probe bis in den Nanometerbereich möglich ist.
Judit Szabados-Dőtsch
Foto: Bálint Barta – Semmelweis Universität
Übersetzung: Judit Szlovák