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Unser Standort

Erfahren Sie hier mehr über das Forschungszentrum für Elektronenmikroskopie:
Adresse, Entwicklung, sowie kurze Übersichten über Methodiken und Ausstattung

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Freie Universität Berlin

Fachbereich für Biologie, Chemie und Pharmazie

Institut für Chemie und Biochemie

Forschungszentrum für Elektronenmikroskopie

Forschungszentrum für Elektronenmikroskopie
Bildquelle: Boris Schade

Adresse
Fabeckstraße 36A
14195 Berlin
Deutschland

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Die Vergangenheit, ...

Um dem steigenden Interesse nach elektronenmikroskopischen Untersuchungen und der Nachfrage nach der Strukturaufklärung von supramolekularen Assemblagen am Institut für Organische Chemie nachzukommen, wurde 1999 ein modernes FEI Tecnai F20 Mikroskop im Rahmen einer Großgeräteinitiative der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) eingeworben. Dieses Mikroskop benötigte nun eine adäquate Behausung.

Der geeignete Platz fand sich in einem Betonbau, der ideal zwischen den neuen Gebäuden der Anorganischen Chemie und der Biochemie (ehemals Institute für Kristallographie und Mineralogie) und nur einen Steinwurf vom Gebäude der Organischen Chemie gelegen ist. Das Gebäude war ursprünglich für die Elektronenmikroskope des Instituts für Mikrobiologie und Tierseuchen (Prof. Siegfried Grund) des Veterinärmedizinischen Fachbereichs erbaut worden. Kein geringerer als der spätere Nobelpreisträger Ernst Ruska hatte eigens dafür zwei umgekehrte Betonpendel entworfen, die auf 8 Meter tief in den Boden eingelassenen freischwingenden Stahlrohren lagern, um die Erschütterungen durch die nahegelegene U-Bahn-Linie in Dahlem zu dämpfen.

Somit war das Forschungszentrum für Elektronenmikroskopie (FZEM) an der Freien Universität Berlin gegründet: Ein noch vorhandenes Philips EM 400T (mit STEM), ein Philips CM12 und das neue Tecnai F20 bildeten die apparative Ausstattung als Dr. Christoph Böttcher im Juli 1999 mit seiner Gruppe in das Gebäude einzog und der erste wissenschaftliche Leiter des Instituts wurde.

... die Gegenwart, ...

Seitdem hat die Elektronenmikroskopie ganz erhebliche Fortschritte gemacht, speziell in den letzten Jahren mit der Entwicklung neuer Technologien wie z.B. den Direkt-Elektronendetektoren (DED) und der Volta-Phasenplatte (VPP). Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten, wurde 2016 ein FEI Talos Arctica mit Autoloader und VPP von der DFG eingeworben; es nimmt nun den Platz des alten EM 400T ein. Außerdem wurde etwas später auch das CM12 durch ein FEI Talos 120C ersetzt, das heute, neben dem Tecnai F20, als neues Routinegerät eingesetzt wird. 2020 wechselte PD Dr. Böttcher in Ruhestand und Dr. Ludwig wurde der neue wissenschaftliche Leiter des FZEM.

Neben den TEMs beherbergt das Gebäude noch ein Hitachi SU-8030 Raster-Elektronenmikroskop (SEM) der Arbeitsgruppe Rühl und ein Bruker Multimode 8 Nanoscope Rasterkraftmikroskop (AFM) der Arbeitsgruppe Haag für die Untersuchungen nanostrukturierter Oberflächen. Und während sich nun keines der alten Mikroskope mehr im Haus befindet, verrichten die beiden Pendel weiterhin ihre Arbeit; eines trägt das 'Talos Arctica' während das andere das AFM entkoppelt.

Zu guter Letzt beherbergt das Haus auch noch die geballte wissenschaftliche Expertise in den Lebenswissenschaften, da es seit einiger Zeit den Eremiti des Fachbereichs Arbeitsplätze für ihren "Unruhezustand" bietet.

... und die Zukunft.

Die Abbildung supramolekularer Strukturen aus synthetischen Amphiphilen ist nach wie vor eines unserer Hauptanliegen. Von Seiten der Strukturbiochemie (insbesondere durch die Gruppe von Prof. Markus Wahl) kam jedoch zunehmend der Wunsch auf, mit Hilfe der Elektronenmikroskopie die Strukturen biologischer Makromoleküle und makromolekularer Komplexe im nahezu atomaren Auflösungsregime mittels der sogenannten Einzelpartikelmethode (SPA) aufzuklären. Dies erfordert eine entsprechend angepasste Geräteausstattung und so wurden in einem gemeinsamen 91b-Antrag der Charité und der FU-Berlin bei der DFG im Jahr 2019 zwei 300-kV-Titan-Krios-Mikroskope eingeworben; eines spezialisiert für die kryogene Elektronentomographie (cryo-ET) in Berlin-Buch und eines für die SPA-Datenaufnahme hier in Dahlem. Bereits im ersten Jahr des Routinebetriebs wurden 3D-Strukturen von 100 bis 1000 kD Proteinkomplexen mit Auflösungen bis zu 1,8 Å aufgeklärt. Aufgrund der recht großen Abmessungen des Titan Krios konnte das Mikroskop keinen Platz mehr in unserem Gebäude finden und so wurde es übergangsweise in einer großen Halle des Fachbereiches für Physik untergebracht werden.

Mit der Fertigstellung des neuen Forschungsgebäudes SupraFAB wird der Titan Krios dorthin umziehen und dort hoffentlich von den optimierten, klimastabilisierten und schwingungsarmen baulichen Bedingungen profitieren. Als Teil der Berlin Integrative Structural Biology (BIS) wollen wir einen festen Platz auf dem wachsenden Gebiet der 3D-Strukturanalyse von Proteinen und Proteinkomplexen anstreben.

Methodiken

  • CTEM
  • Cryo-TEM
  • Cryo-Negativkontrastierung
  • Cryo-Tomographie
  • SPA (Single particle data acquisition)
  • 3D-Rekonstruktion (IMAGIC 5, CisTEM, IMod etc.)

Ausstattung

  • Titan Krios mit Falcon 3EC Direkt-Elektronendetektor
  • Talos Arctica mit CETA 4k CMOS Kamera und Falcon 3EC Direkt-Elektronendetektor
  • Vitrobot Mark IV automatisiertes Einfriersystem
  • Talos L120C mit CETA 4k CMOS Kamera
  • Tecnai F20 FEG mit Eagle 2k CCD Kamera
  • Gatan Cryo Halter und -transfersystem (Model 626)
  • Gatan Cryo High Tilt Tomographie Halter und -transfersystem (Model 914)