ProVIS. Foto: André Künzelmann/UFZ

Technologieplattformen und Hightechlabore

Das UFZ verfügt als internationales Kompetenzzentrum für Umweltwissenschaften über zahlreiche innovative Forschungsinfrastrukturen in den Bereichen

  • Mikroskopie in Biologie und Materialwissenschaften,
  • 3D-Visualisierung von Daten Messungen und numerischen Simulationen,
  • Isotopenanalytik,
  • Bioreaktorsysteme,
  • Massenspektroskopie in der Metabolomik und Proteomik, 
  • Technologien zur hochauflösenden Erkundung komplexer Untergrundstrukturen, integrierten Erdbeobachtung und Ground-truth-Daten-basierten Interpretation von Satellitendaten,
  • Vorrichtungen zur Analyse von Oberflächenwasser sowie 


Darüber hinaus stehen zur Verfügung:

  • Bioreaktorsysteme
  • Technologien zur hochauflösenden Erkundung komplexer Untergrundstrukturen, zur integrierten Erdbeobachtung und Ground-truth-Daten-basierten Interpretation von Satellitendaten sowie Fernerkundungsmethoden (Fernerkundung am UFZ)

Unsere Technologieplattformen bieten Anknüpfungspunkte für Wissenschaft und Wirtschaft und stellen den Ausgangspunkt für mögliche Forschungsprojekte dar.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte unsere Experten im Zentrum.


Eddy-Tower auf einer Weidefläche / Foto: A. Künzelmann, UFZ ACROSS (Advanced Remote Sensing - Ground Truth Demo and Test Facilities)

ACROSS erhebt Umweltdaten in unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Auflösung zur Verbesserung der Interpretation von Fernerkundungsdaten im umweltwissenschaftlichen Bereich. Das UFZ koordiniert zum Teil die ACROSS Infrastruktur und beteiligt sich an der terrestrischen Plattform durch die Erforschung von hydrogeophysikalischen und ökologischen Parametern wie Bodenfeuchte, Temperatur, Kohlenstoff- und Wasserflüssen mittels beispielsweise mobiler Cosmic-Ray Neutron Sonden, Eddy-Kovarianz-Stationen und LiDAR-Systemen.


Service:

  • Zugang zu Datenbanken mit Referenzdaten umweltrelevanter Parameter
  • Informationsbereitstellung zu Messprojekten, verfügbaren Daten und internationalen Kooperationen

Ansprechpartner: 

Dr. Steffen Zacharias

Department Monitoring- und Erkundungstechnologien

Tel +49 341 235-1381
steffen.zacharias@ufz.de


Prof. Dr. Andreas Huth

Department Ökologische Systemanalyse

Tel +49 341 235-1719
andreas.huth@ufz.de

Laser-Scanning-Mikroskop / Foto: UFZ Mikroorganismen an Grenzflächen bilden sogenannte Biofilme, welche in einer Vielzahl von Prozessen eine Schlüsselrolle spielen, z.B. bei der Umsetzung von organischen Verbindungen, der Sorption oder dem Abbau und Transport von Schadstoffen. Während sie in biotechnologischen Prozessen, insbesondere der Abwasserreinigung, gezielt eingesetzt werden, können ihre Eigenschaften beim Biofouling oder im menschlichen Körper einen negativen Einfluss auf technische Prozesse, die Produktqualität oder die Gesundheit haben. Die Technologieplattform „Biofilm“ vereint verschiedene Laser-Scanning-Mikroskope, die strukturelle und funktionelle Untersuchungen für ein besseres Prozessverständnis in Biofilmen erlauben.


Service:

  • Auftragsanalysen (Struktur und Zusammensetzung) von Bioaggregat- , Biofilm- und Biofoulingproben
  • Lektin-Bindungsanalyse der Biofilmmatrix
  • Wissenschaftliche Kooperationen im Bereich Grenzflächenmikrobiologie und Laser Scanning Mikroskopie
  • Ausstattung: konfokale und 2-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskopie, Fluoreszenzlebensdauermikrokopie (FLIM), Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS), Lokalisationsnanoskopie (GSD), Fluoreszenzstereomikroskopie, Software für digitale Bildanalyse (Visualisierung, Quantifizierung, Dekonvolution)
  • Trainingskurse in der Theorie und Praxis der Lasermikroskopie

Ansprechpartner: 

Dr. Thomas R. Neu

Department Fließgewässerökologie

Tel +49 391 810-9800
thomas.neu@ufz.de

Biotechnikum / Foto: UFZ Das Biotechnikum verfügt über moderne Bioreaktortechnik zur Kultivierung unterschiedlichster Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen und Pilze. Es bietet Multi- und Laborreaktorsysteme von 0,5 bis 2 Liter sowie eine Scale-up-Strecke von geometrisch ähnlichen Reaktoren mit Arbeitsvolumina zwischen 5 und 400 Litern, die die Erforschung, Entwicklung und Optimierung von Bioprozessen erlauben. Komplettiert wird das Labor durch Infrastrukturen für die prozessbegleitende Analytik und Zellabtrennung.


Service:

  • Forschung und Entwicklung von Bioprozessen und Biotechnik
  • Auftragsfermentationen
  • Trainingskurse

Ansprechpartnerin: 

Steffi Hunger

Umwelt- und Biotechnologisches Zentrum

Tel +49 341 235-1850/1587
steffi.hunger@ufz.de

Labor für stabile Isotope / Foto: UFZ Labor für Stabile Isotope (LSI)

Das Labor für Stabile Isotope verfügt über 25 Jahre Know-how in der Analytik stabiler Isotope leichter Elemente (HCNOS und Cl), bietet modernste Laborausstattung, hält mehrere lizensierte Methodenpatente und fungiert als Referenzlabor der IAEA. Kernkompetenzen liegen auf dem Gebiet der on-line Isotopenanalytik (GC, EA, TC/EA, HPCL), Methodenentwicklung zur Isotopenanalytik von Gasen, Feststoff- und Flüssigproben, Qualitätssicherung und -management sowie die Entwicklung und Kalibration internationaler Referenzmaterialien. In vielfältigen Applikationen auf dem Gebiet von Prozessstudien werden diese Erfahrungen angewendet. In einer Vielzahl von Publikationen werden die Ergebnisse veröffentlicht.


Service:

  • Auftragsanalytik, Isotopenforensik, Beratung
  • Komponentenspezifische Isotopenanalytik an Umweltproben, z.B. BTEX, CKW, CH4, Fettsäuren, Aminosäuren
  • Beratung zum Laboraufbau
  • Trainingskurse

Ansprechpartner: 

Dr. Matthias Gehre

Department Isotopenbiogeochemie

Tel +49 341 235-1361
matthias.gehre@ufz.de

direct push / Foto: A. Künzelmann, UFZ MOSAIC (Model Driven Site Assessment, Information and Control)

MOSAIC ist eine Plattform für die modellgestützte, hochauflösende Erkundung komplexer Untergrundstrukturen durch Anwendung und Kombination gering-invasiver Methoden mit unterschiedlichen Auflösungsvermögen. Somit eignet sich MOSAIC z.B. zur großskaligen Standorterkundung komplexer geologischer Strukturen. Die Plattform vereint Direct Push Technologien, Methoden der Vor-Ort Analytik, geophysikalische, tomographische sowie hydrogeologische Verfahren. Ein weiterer innovativer Ansatz ist die adaptive Standorterkundung, d.h., dass der Untersuchungsprozess durch den dynamischen Einsatz geeigneter Methoden innerhalb des MOSAIC Pools hinsichtlich Qualität und Zeitaufwand optimiert wird.


Service:

  • Forschung und Weiterentwicklung von innovativen Monitoring- und Erkundungstechnologien im Rahmen einer adaptiven Erkundung sowie deren Etablierung in der Praxis durch Projekte und Kooperationen mit z.B. Industriepartnern, Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen
  • Technologietransfer ( Schulungen von Fachbehörden und Ingenieurbüros, Workshops , Pilotuntersuchungen)

Ansprechpartnerin: 

Dr. Ulrike Werban

Department Monitoring-und Erkundungstechnologien

Tel +49 341 235-1989
ulrike.werban@ufz.de

Massenspektroskop / Foto: UFZ Prometheus - Plattform zur Untersuchung des Metaboloms

Die Prometheus Plattform bietet modernste Massenspektrometrie (GC- und LS-MS) für das Profiling, die Identifikation und Quantifizierung von exo- und endogenen Metaboliten in epidemiologischen Studien und zellulären Modellen. Die Metaboliten werden aus unterschiedlichsten biologischen Matrices (Serum, Urin, Fettgewebe sowie eukaryotische und prokaryotische Kulturen) extrahiert und vermessen. Die Datenanalyse mittels etablierter Auswerteroutinen erlaubt die Detektion von Veränderungen der Aminosäuren, biogenen Amine und Lipide im Gesamtstoffwechsel.


Service:

  • Targeted Serumprofiling (183 Metabolite) mit absoluter Quantifizierung
  • Untargeted Serumprofiling mit relativer Quantifizierung (ca. 27.000 peaks)
  • Intrazelluläre zentrale Metaboliten des Kohlenstoff- und Stickstoffmetabolismus
  • Nachweis bestimmter Metaboliten, z.B. Prostaglandine oder CoA-Ester

Ansprechpartnerin: 

Dr. Ulrike Rolle-Kampczyk

Department Molekulare Systembiologie

Tel +49 341 235-1537
ulrike.rolle-kampczyk@ufz.de

Massenspektroskop / Foto: UFZ Prometheus- Plattform zur Untersuchung des Proteoms

Prometheus ist eine Technologieplattform für gezielte und nicht gezielte Proteomikanalysen von einfachen Proben (Gelbanden, Affinitätsproteomik) bis hin zu komplexen Proben wie Extrakten aus Zellkulturen, Geweben, Körperflüssigkeiten oder Umweltproben. Die Analysen basieren auf der Expertise des Departments Molekulare Systembiologie und modernster Laborausstattung zur Quantifizierung, z.B. SILAC (stable isotope labeling of amino acids in cell cultures), TMT (tandem mass tag), SRM (selected reaction monitoring) und markierungsfreie Techniken. Für die mikrobielle Ökologie wurde ein Protein-SIP (stable isotope probing)-Verfahren sowie bioinformatische Auswerteroutinen entwickelt, die auch zur Untersuchung von Protein-Protein-Wechselwirkungen und Phosphoproteomik zum Einsatz kommen. Die Analyse globaler Proteomikdaten erfolgt standardmäßig mit der Ingenuity Pathway Analysis-Software.


Service:

  • Globale Proteomik (SILAC, metabolic Labeling 15N, LFQ, TMT) mit absoluter Quantifizierung
  • Quantitative Bestimmung posttranslationaler Modifikationen (Phosphorylation, Acetylation)
  • Protein-Protein Wechselwirkungen
  • Massenspektrometrische Strukturanalyse von Proteinen (H/D Austausch)
  • Stoffflüsse in Mikrobengemeinschaften (Protein-SIP; 13C, 15N, 34736S)
  • Gezielte Proteomik (SRM, PIR)

Ansprechpartner: 

Prof. Dr. Martin von Bergen

Department Molekulare Systembiologie

Tel +49 341 235-1211
martin.vonbergen@ufz.de

ProVIS / Foto: UFZ ProVIS (Plattform zur Visualisierung biochemischer Prozesse auf zellulärer Ebene)

Die von der Helmholtz-Gemeinschaft und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung geförderte Technologieplattform ProVIS bietet eine einzigartige Kombination an Großgeräten zur bildgebenden chemischen Analytik von biologischen Objekten, Strukturen und Oberflächen im Nanobereich. Diese umfassen hochauflösende Techniken wie Raman-/Rasterkraft-, Elektronen- und Ionenmikroskopie sowie diverse massenspektrometrische Verfahren und kommen sowohl in der Grundlagenforschung als auch der angewandten Forschung zum Einsatz. Forschungsschwerpunkt am UFZ ist die Untersuchung von strukturellen und funktionellen Eigenschaften sowie regulatorischen Prozessen von umweltrelevanten Mikroorganismen. Sie spielen z.B. beim biologischen Abbau von Chemikalien oder der Biotransformation von Metallen eine wichtige Rolle.


Service:

  • Kooperationsprojekte mit universitären und außeruniversitären Institutionen sowie der Industrie, Entwicklung neuer Methoden
  • Mögliche Anwendungsfelder: einzelne Zellen, nicht pathogene Viren und Bakteriophagen, Biofilme und -aggregate, Gewebeschnitte, Nanopartikel, Materialwissenschaften (Oberflächenanalyse), Rohstoffe (e.g. Biomining und Korrosion)
  • Ausstattung: Sekundärionen-Massenspektrometrie (NanoSIMS, ToFSIMS), Multikollektor ICP-MS, Laser Ablations‐Massenspektrometrie (LA‐ICP‐MS), ultrahochauflösende Massenspektrometrie (FT‐ICR‐MS mit MALDI-Imaging Option), Raman/AFM‐ Mikroskopie, Heliumionen‐ und Elektronenmikroskopie (HIM/EM), und Proteinanalytik (nLC-MS/MS - Orbitrap Fusion, MALDI-ToF), Geräte zur Probenpräparation.
  • Spezialisierte Aus- und Weiterbildungsangebote für wissenschaftliches Personal

Ansprechpartner: 

Prof. Dr. Hans H. Richnow

Department Isotopenbiogeochemie

Tel +49 341 235-1212
hans.richnow@ufz.de


Dr. Niculina Musat

Department Isotopenbiogeochemie

Tel +49 341 235-4656
niculina.musat@ufz.de

Visualisierungszentrum / Foto: UFZ Das Visualisierungszentrum bietet Wissenschaftlern unterschiedlichster Fachrichtungen die Möglichkeit, komplexe und heterogene räumliche Datensätze zu explorieren und zu analysieren. Dabei kommt eine interaktive großflächige Stereo-Projektionsleinwand zum Einsatz, die es ermöglicht, in die dargestellten Umweltdaten einzutauchen und so neue Erkenntnisse zu wissenschaftlichen Fragestellungen und Problemen zu erlangen. Das Visualisierungszentrum bietet sich weiterhin sowohl zum Wissenstransfer im Forschungsumfeld als auch zur Wissenskommunikation insbesondere gegenüber interessierten Bürgern an.


Service:

  • Bereitstellung Visualisierungstechnik (inkl. mobiler)
  • Beratung zu möglichen Visualisierungsmethoden
  • Trainingskurse Wissenschaftliche Visualisierung

Ansprechpartner: 

Lars Bilke

Department Umweltinformatik

Tel +49 341 235-1881
lars.bilke@ufz.de