Untersuchung der Dynamik biomimetischer Lipidmembrane mittels unelastischer Neutronenstreuung

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Wir schlagen vor, die kollektive Dynamik biomimetischer Lipidmembrane mittels unelastischer Neutronenstreuung zu untersuchen. Insbesondere sollen Dichtefluktuationen innerhalb der Membrandoppelschicht auf mesoskopischer bis molekularer Längenskalen untersucht werden. Die Relaxationszeiten dieser in den fluiden Kohlenwasserstoffketten propagierenden Moden hängen dabei von der lateralen Wellenlänge der Fluktuationen ab und lassen sich durch Dispersionsrelationen quantifizieren. Die experimentellen Ergebnisse sollen mit Hilfe von Molekulardynamik Simulationen und analytischer Flüssigkeitstheorie interpretiert werden. Die Messungen werden an verschiedenen Neutronen- Spektrometern (Drei-Achsen, Flugzeit-, Spin-Echo- und Rückstreuspektrometer) am Hochfluss-Reaktor des ILL in Grenoble, aber zunehmend auch am neuen deutschen Forschungsreaktor FRM II der TU München in Garching durchgeführt werden, durch deren Kombination ein größtmöglicher Bereich von Längen- und Zeitskalen erfasst werden kann. Ausgehend von unelastischen Neutronenexperimenten an neutralen und geladenen Modell-Membransystemen sollen Lipid-Mischungen und Modellsysteme mit membranaktiven Biomolekülen untersucht werden. Insbesondere soll der Einfluss von Cholesterin auf die Dynamik der Doppelschichten untersucht werden.