Methoden
Optische Methoden
Unser Labor nutzt hochmoderne optische Techniken, um biologische Systeme auf molekularer und zellulärer Ebene zu erforschen und zu manipulieren. Unsere Methoden umfassen:
- Konfokale Mikroskopie: Wir verwenden detaillierte 3D-Bildgebung von Proteinstrukturen auf der Mesoskala, kombiniert mit FRAP (fluorescence recovery after photobleaching), um die Dynamik von Lipidmembranen und Proteinmustern zu verstehen.
- Fluoreszenzmikroskopie und Lichtmodulator (DMD): Wir nutzen fortschrittliche Bildgebung und räumliche Beleuchtung photosensitiver biomimetischer Systeme, um die raumzeitlichen Effekte in lebender Materie zu untersuchen.
- Einzelmolekül-Setup: Unser Setup ermöglicht die fluoreszenzbasierte oder markierungsfreie Detektion und Quantifizierung einzelner Partikel und Biomoleküle an Lipidmembranen.
Lipidmembranen
Wir verwenden lipidbasierte Modelmembransysteme, die zelluläre Membrangrenzen nachahmen und es uns ermöglichen, grundlegende biologische Prozesse zu untersuchen:
- Supported Lipid Membranes (SLB) und Giant Unilamellar Vesicles (GUVs): Wir nutzen planare Lipiddoppelschichten und zellgroße Vesikel, um membranassoziierte Phänomene zu studieren. Dies bietet Einblicke in die Mechanismen der Membrandynamik und der mesoskaligen Proteinmusterbildung an Lipidoberflächen.
- Phasenseparierte Lipidmembranen: Durch den Einsatz von Membranen mit Lipid-Domänen gewinnen wir ein tieferes Verständnis des Phasenverhaltens und der Lipid-Protein-Interaktionen.
- Topographisch geformte Lipidmembranen: Wir erstellen strukturierte Lipidoberflächen, die die Topographie zellulärer Membranen nachahmen. Diese werden verwendet, um die Proteinmusterbildung und -interaktionen im Kontext verschiedener Membrangeometrien zu untersuchen, was entscheidend für das Verständnis ist, wie physikalische Strukturen biologische Prozesse beeinflussen.
Lithography and Microfluidics
Wir nutzen mikro- und nanostrukturierte Umgebungen, um biologische Systeme unter präzise kontrollierten Bedingungen zu untersuchen:
- Mikrostrukturierte Biomimetische Umgebungen: Wir entwerfen maßgeschneiderte 3D-Mikroumgebungen, die spezifische biophysikalische Parameter von Geweben nachbilden und einen Bottom-up-Kontext für die Untersuchung der Zellassemblierung in wohldefinierten Umgebungen bieten.
- Mikrofluidische Systeme: Mit Hilfe der Lab-on-a-Chip-Technologie führen wir Analysen und Manipulationen von multizellulären Systemen durch. Zusätzlich nutzen wir mikrofluidische Geräte, um Vesikelsysteme zu erzeugen und zelluläre Prozesse in begrenzten Volumen zu erforschen.
- Mikrostrukturierte Oberflächen: Wir entwickeln Oberflächen mit definierten Zelladhäsionsmustern, um das Verhalten und die Organisation von Zellen zu kontrollieren und zu beobachten, wodurch Studien der zellulären Reaktionen auf Mikroumgebungsreize ermöglicht werden.
