Light-induced magnetization detected by force microscopy: from basic concept to first applications

Gegenstand des beantragten Projektes ist eine Erweiterung des magneticresonance - kraftmicroskopie - detetetionsschemas （MRFM，磁共振力显微镜）zum Nachweis kurzlebiger lichtindustrierter Triplettzustände frederen Nutzung和瞬态顺磁体Sonden。Zweck sollen zunächst (im Dunkeln diamagnetische) chrophor - molek<s:1> auf Oberflächen aufgebracht werden, um disese dann im photoangeregten Triplettzustand (S = 1) durch eine Änderung der wehselwirkung zwischen Triplettmagnetisierung and der magnetischen Spitze eines Kraftmikroskops detektieren Zu können。Der MRFM-Nachweis lichtindustrierter Triplettzustände hat gegener konvenoneller detectionin reithe von Vorteilen:(i) Selbst bei vergleichsweise hohen Temperaturen entstehen die Triplettzustände auf einer Mikro- bis millikunden - zeitskala in einer starken nichtgleichwichtsbesetzung（电子极化）and weisen damit eine hohe anfangmagnetisierung auf；在重复信号叠加图式中，磁导学的“原理”原理ermöglicht；（iii）荧光与康德杠杆的组合-荧光检测技术（vermeidet unerwnschte Störungen durch Lichtstreuung oder hintergrundfluorescence）；（iv）永久顺磁性Sonden (Spinlabels)， die in verschiedenen chemischen Umgebungen of不稳定sind， werden night benötigt。(2)在Zellen中实现三联体自旋标记蛋白（triplett - spinmarkiter protein）的定位。

Gegenstand des beantragten Projektes ist eine Erweiterung des Magnetresonanz-Kraftmikroskopie- Detektionsschemas (MRFM, Magnetic-Resoance Force Microscopy) zum Nachweis kurzlebiger lichtinduzierter Triplettzustände für deren Nutzung als transiente paramagnetische Sonden. Zu diesem Zweck sollen zunächst (im Dunkeln diamagnetische) Chromophor-Moleküle auf Oberflächen aufgebracht werden, um diese dann im photoangeregten Triplettzustand (S = 1) durch eine Änderung der Wechselwirkung zwischen Triplettmagnetisierung und der magnetischen Spitze eines Kraftmikroskops detektieren zu können. Der MRFM-Nachweis lichtinduzierter Triplettzustände hat gegenüber konventioneller Detektion ein Reihe von Vorteilen: (i) Selbst bei vergleichsweise hohen Temperaturen entstehen die Triplettzustände auf einer Mikro- bis Millisekunden-Zeitskala in einer starken Nichtgleichgewichtsbesetzung (Elektronenspin-Polarisation) und weisen damit eine hohe Anfangsmagnetisierung auf; (ii) Das lichtinduzierte "Einschalten" der Magnetisierung ermöglicht ein repetitives Signalakkumulationsschema; (iii) Die Kombination von Lichtanregung und Kantilever-Detektion vermeidet unerwünschte Störungen durch Lichtstreuung oder Hintergrundfluoreszenz; (iv) Permanent paramagnetische Sonden (Spinlabels), die in verschiedenen chemischen Umgebungen oft instabil sind, werden nicht benötigt. Nach einer erfolgreichen Implementation der Methode planen wir die folgenden Anwendungen: (i) Die Messung von Aptamer–Substrat-Wechselwirkungen, und (ii) den Einsatz Triplett-spinmarkierter Proteine zu deren Lokalisation in Zellen.