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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-32151
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/3215/


Winter, Daniel

A setup for time-resolved step-scan spectroscopy of samples with irreversible photoreaction : first results for the membrane protein rhodopsin

Ein Messaufbau für zeitaufgelöste Step-Scan Spektroskopie von Proben mit irreversibler Photoreaktion : erste Ergebnisse für das Membranprotein Rhodopsin

Dokument1.pdf (8.635 KB) (md5sum: 06b870cccb29c01339cfb1c18ae65134)

Kurzfassung in Englisch

This work describes the successful development of an experimental setup for time-resolved step-scan FTIR spectroscopy of samples with an irreversible photoreaction.
The restriction of just one possible excitation of the sample is solved by mounting a uniform big area sample on a computer controlled translation stage. Infrared and excitation light are focused to a 1 mm^2 sample spot. By moving the translation stage during the measurement a new sample position is excited at each position of the movable interferometer mirror. The number of sample positions available is just enough to finish one complete step-scan measurement.
The signal to noise ratio of the presented results is much better than what would be expected for step-scan measurements based on just one transient data set for each position of the movable interferometer mirror. The reason is the successful application of methods for correcting variations in excitation energy and sample
concentration fluctuations.
Measurements of the membrane proteins bacteriorhodopsin and rhodopsin are pre-
sented as first results of the new setup. The photo reaction of bovine rhodopsin is characterized with FTIR spectroscopy under in vitro conditions for the first time. The main features are the absorption changes of the rhodopsin intermediates lumi, meta I and meta II between 1900 and 900 cm-1 in the time range from 1 µs to 600 ms.
All details regarding the sample preparation and the experimental setup are de-
scribed. The design of a high precision automatic offset correction device is presented as well as the self-developed measurement and evaluation software.


Kurzfassung in Deutsch

Diese Arbeit beschreibt die erfolgreiche Entwicklung eines experimentellen Aufbaus für zeitaufgelöste step-scan FTIR Spektroscopie an Proben mit irreversibler Photoreaktion. Da die Probe nur ein einziges Mal angeregt werden kann wird eine grossflächige Probe auf einem computergesteuerten Verschiebetisch montiert. Sowohl das infrarote Licht als auch der Anregungslaserblitz werden auf einen nur 1 mm^2 grossen Punkt fokussiert. Durch Bewegung des Verschiebetisches während der Messung kann an jeder Position des beweglichen Interferometerspiegels eine neue Probenfläche angeregt werden. Die Anzahl der zur Verfügung stehenden Probenpositionen ist gerade ausreichend für eine komplette step-scan Messung.
Das Signal-Rausch Verhältnis der präsentierten Ergebnisse ist wesentlich besser als man für Spektren, die aus nur einem Transientensignal pro fester Position des beweglichen Interferometerspiegels errechnet werden, erwarten würde. Der Grund liegt in der erfolgreichen Korrektur von Schwankungen sowohl der Proteinkonzentration der Probe als auch der Anregungsblitzintensität.
Messungen an den Membranproteinen Bakteriorhodopsin und Rhodopsin werden als erste Ergebnisse des neuen Messaufbaus vorgestellt. Die Photoreaktion von aus Rinderaugen stammendem Rhodopsin konnte erstmalig mit FTIR Spektroskopie unter in vitro Bedingungen zeitaufgelöst dargestellt werden.
Besonders gut sichtbar werden die Absorptionsänderungen der Rhodopsinintermediate lumi, meta I und meta II zwischen 1900 bis 900 cm-1 und von 1 µs bis 600 ms.
Alle Details der Probenherstellung und des experimentellen Aufbaus werden beschrieben. Der Entwurf eines Gerätes für die automatische Offsetkorrektur der Signale wird genauso vorgestellt wie Entwicklung Mess- und Auswertesoftware.


SWD-Schlagwörter: FT-IR-Spektroskopie , Rhodopsin
Freie Schlagwörter (deutsch): step-scan
Freie Schlagwörter (englisch): step-scan , ftir spectroscopy , time-resolved
Institut 1: Institut für Physikalische Chemie
Institut 2: Inst. für Molekulare Medizin und Zellforschung
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Siebert, Friedrich (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 10.08.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 04.09.2007
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