Anwendungsgebiete

Das NanoSIMS wird genutzt um eine Vielzahl von Projekten/Fragestellungen zu unterstützen:

Mikrobiologie

Ein stark genutztes Anwendungsgebiet ist die mikrobielle Einzelzellanalyse, insbesondere die Analyse der Zusammensetzung nach Markierungsexperimenten mit stabilen Isotopen. Sobald Mikroorganismen isotopenmarkierte Substrate aufnehmen, kann mittels anschließender Messung im NanoSIMS ihr zellspezifischer Stoffwechsel quantifiziert werden. Mit entsprechenden Experimenten ist es so möglich z.B. C-, N- und S-spezifische Stoffwechselraten den unterschiedlichen Mikroorganismen natürlicher Gemeinschaften zuzuordnen. Von solchen zellgenauen Bestimmungen kann auf größere Räume extrapoliert werden, um Aussagen über die Gesamtumsätze an z.B. der Redoxkline zu machen und darüber hinaus Ökosystemmodelle u.a. für die Ostsee zu verbessern.

Medizin

Implantate sind in der Medizin alltäglich geworden. Eine wichtige Eigenschaft der Implantate ist ihre Oberflächenbeschaffenheit. Das NanoSIMS wird genutzt, um die Homogenität der Werkstoffe und Wirkstoffbeschichtungen zu analysieren. Untersucht wird zudem, wie sich die Zusammensetzung bei der Nutzung verändert.

Analyse größerer Organismen

Dünnschnitte größerer Organismen bzw. ihrer Organellen können im NanoSIMS analysiert werden. Manche Organismen nehmen Stoffe je nach Umweltbedingungen (z.B. Temperatur) unterschiedlich auf und bauen sie in ihren Körper ein. Erfolg dies kontinuierlich mit fortschreitendem Wachstum kann ein Forscher nach dem Absterben des Organismus Rückschlüsse z.B. auf die Temperatur während der Wachstumsperiode machen. Solche Analysen sind mit dem NanoSIMS z.B. entlang von Zellwänden möglich.

Partikelanalysen

In der Luft und im Wasser finden sich kleinste Partikel, die häufig trotz ihrer Winzigkeit wichtige Hinweise auf Umsätze im System bzw. die Herkunft der Partikel mit sich tragen und/oder eine wichtige Rolle im Ökosystem spielen. Das NanoSIMS ermöglicht die Analyse der Zusammensetzung einzelner Partikel statt der ansonsten häufig genutzen Durchschittsanalyse einer größeren Partikelmenge.

Bodenkunde

Die Aufnahme von Nährstoffen, die Zersetzung von Biomasse oder die Entgiftung von Böden sind Bodenprozessen an denen Mikroorganismen und Pilze wesentlichen Anteil haben. Wie stark der Anteil einzelner Organismen variiert und in welchen Organellen Schad- oder Nährstoffe eingelagert werden, kann mit dem NanoSIMS analysiert werden.