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 Datenmessungen und numerischen Simulationen,
  • Isotopenanalytik ,
  • Bioreaktorsysteme,
  • Massenspektroskopie in der Metabolomik und Proteomik, 
  • Technologien zur hochauflösenden Erkundung komplexer Untergrundstrukturen, integrierten Erdbeobachtung und Interpretation von Satellitendaten basierend auf Ground-Truth-Daten,
  • Vorrichtungen zur Analyse von Oberflächenwasser sowie
  • Diverse Gewächshäuser und Flächen für Freilandversuche zur Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels.

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

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte unsere Expert*innen im Zentrum in der unten aufgelisteten Übersicht.


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

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 100 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 1587
steffi.hunger@ufz.de

Roboterplattformen für zellbasierte Bioassays / Foto: UFZ CITEPro ist eine Plattform für die Hochdurchsatz-Probenvorbereitung, die automatisierte Exposition von Zellkulturen und Wasserorganismen sowie die automatisierte Analyse der Auswirkungen und chemischen Konzentrationen für eine große Anzahl von Chemikalien und Umweltproben.
Mit der Plattform kann der Probendurchsatz etablierter bioanalytischer, toxikologischer und analytischer Methoden erhöht werden. CITEpro eignet sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich der räumlichen und zeitlichen Auflösung von Kontaminationen mit Mikroverunreinigungen in verschiedenen Umweltmatrizes aus Wasser, Sediment und Boden bis hin zu Biota und Menschen.

Die Implementierung der Infrastruktur wird 2018 abgeschlossen sein und CITEPro soll Ende 2018 offiziell eröffnet werden. Die Integration ist für 2019 geplant, so dass CITEPro bis 2020 betriebsbereit sein wird. Während der Implementierungsphasen wurden bereits Pilotforschungsprojekte durchgeführt, dies soll in der Integrationsphase fortgeführt werden.


Service:

  • effiziente und quantitative zelluläre Hochdurchsatz-Biotestverfahren kombiniert mit chemischer Analyse
  • Roboterplattformen für zellbasierte Biotestverfahren
  • HTS-Algentest (ab 2019)
  • automatisiertes System für Zebrafischembryotoxizitätstests

Ansprechpartnerin: 

Prof. Dr. Beate Escher

Department Zelltoxikologie

Tel +49 341 235-1244
beate.escher@ufz.de

Labor für stabile Isotope / Foto: UFZ Die Labore für Stabile Isotope (LSI) bilden in einzigartiges Kompetenzzentrum für die Analyse stabiler Isotope leichter Elemente (z. B. H, C, N, O, S, Cl). Die assoziierten Labore verfügen über modernste Laborausstattung, halten mehrere lizenzierte methodische Patente und fungieren als Referenzlabore für die IAEA und NIST. Zu den Kernkompetenzen gehören die on-line bulk- und komponentenspezifische Isotopenanalytik (BSIA und CSIA) und die damit verbundenen Probenvorbereitungstechniken. Darüber hinaus beschäftigen sie sich mit der Methodenentwicklung zur Isotopenanalytik von Gas-, Flüssig- und Feststoffproben, Qualitätssicherung und -management sowie der Entwicklung und Kalibration internationaler Referenzmaterialien. Die Erfahrungen des LSI werden in einer Vielzahl von Prozessstudien angewandt und spiegeln sich in zahlreichen Veröffentlichungen wider.

Für nähere Informationen über unsere Expertise sowie unsere technischen Einrichtungen besuchen Sie bitte unsere Website oder kontaktieren Sie uns direkt.


Service:

  • Komponentenspezifische Isotopenanalytik an Umweltproben
  • Isotopenforensik
  • Kooperationsprojekte mit universitären und außeruniversitären Institutionen sowie der Industrie, Entwicklung neuer Methoden
  • Auftragsanalytik, Beratung
  • Trainingskurse

Ansprechpartner: 

Dr. Steffen Kümmel
Department Isotopenbiogeochemie
Tel +49 341 235-1362
steffen.kuemmel@ufz.de

Dr. Kay Knöller
Department Catchment Hydrology
Tel +49 345 558 5433
kay.knoeller@ufz.de

Dr. Mario Brauns
Department Fließgewässerökologie
Tel +49 391 810 9140
mario.brauns@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

Logo Prometheus Projekt 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

Logo Prometheus Projekt 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

Ansprechpersonen: 

Dr. Hryhoriy Stryhanyuk
Department Technical Biogeochemistry
Phone: +49 341 6025 1359
gregory.stryhanyuk@ufz.de

Dr. Matthias Schmidt
Department Technical Biogeochemistry
Phone: +49 341 6025 1358
matthias.schmidt@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

UFZ-Forschungsgründach / Foto: UFZ Das UFZ-Forschungsgründach trägt zur interdisziplinären Beantwortung aktueller Fragen zur optimierten Wirkung von Gründächern im urbanen Raum bei. Die Schwerpunkte der Forschung auf dem Forschungsgründach liegen auf der Ertüchtigung urbaner Gründächer für das Regenwassermanagement und die Verbesserung innerstädtischen Mikroklimas. Die Infrastruktur befindet sich auf dem Gebäude 7.1 und besteht aus vier Dachsegmenten mit je zirka 80 m2 Fläche: einem Extensivgründach, einer einfach intensiven Dachbegrünung, einem Sumpfpflanzendach und einer Kiesfläche, die als Referenz dient. Alle Dachsegmente wurden mit der nötigen Messtechnik zur Bilanzierung von Regenwasser und Energien ausgerüstet.

Folgende Forschungsfragen werden derzeit erforscht:

  • Wie können verschiedene Gründachtypen für das Management von Regenwasser und Mikroklima genutzt werden?
  • Welchen Einfluss haben Gründächer auf urbane Biodiversität?
  • Können Gründächer als Senke für urbane Schadstoffe dienen?


Angebot:

  • Das UFZ-Forschungsgründach bietet sich auch zu Demonstrationszwecken an für verschiedene Stakeholdergruppen wie Gemeindeverwaltungen (u. a. Bau & Umwelt), sowie Stadtplaner*innen, aber auch Student*innen von relevanten Studiengängen.
  • Neue Fragestellungen zur multifunktionalen Nutzung von urbanen Gründächern sind herzlich willkommen. Sprechen Sie uns an!

Ansprechpartner*in: 

Dr.-Ing. Lucie Moeller

Umwelt- und Biotechnologisches Zentrum

Tel +49 341 235-1847


Ralf Trabitzsch

Department Umweltinformatik

Tel +49 341 235-1590

forschungsgruendach@ufz.de