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Technische Ausstattung

Magnetische Schirmungen

Berlin Magnetically Shielded Room-2, 7+1 -layer shielding, view from outside
Zuse-MSR, 2+1-layer shield, view from outside
Acoustically shielded MSR, 2+1-layer schielding, view inside the MSR
Superconducting shield with warm bore, view from outside

Berlin Magnetically Shielded Room-2:

Im Jahr 2004 wurde der aktiv und passiv magnetisch geschirmte Raum BMSR-2 in Betrieb genommen. Der Raum besitzt 7 Mu-Metall-Lagen und eine zusätzliche RF und Wirbelstrom Schirmung. Weiterhin sind 6 Kompensationsspulen installiert. Die erreichte magnetische Schirmung (Schirmfaktor 107 bei f > 0.01 Hz) ist einmalig

 

Zuse-MSR:

2011 wurde ein 3 lagiger Abschirmraum (Zuse-MSR) aufgebaut, der ein residuales statisches Magnetfeld von weniger als 2 nT aufweist.

 

 

 

 

 

Acoustically shielded MSR:

Seit 2000 ist ein weiterer 3 lagiger magnetsicher Abschirmraum (Akustisch geschirmter MSR) zum Betrieb eines kommerziellen 128-Kanal-SQUID MEG Systems installiert.

 

 

 

Superconducting shield:

Zwei supraleitende magnetische Schilde mit einer Warmbohrung von 20 mm bzw. 110 mm Durchmesser sind ebenfalls in Betrieb.

 

SQUID Systeme

304 channel vector-magnetometer stystem
16 channel mobile vector-magnetometer stystem
18 channel robust multi-purpose vector-magnetometer stystem
Ultra-sensitive single-channel system
128 channel MEG whole head system
6- and 18-channel systems with integrated superconducting shield
3-Channel-SQUID-System

304 SQUID Vektor-Magnetometer-System:

Ein 304 SQUID Vektor-Magnetometer-System wurde an der PTB entwickelt. Ein 64 Kanal-EEG-System kann für simultane EEG-Messungen eingesetzt werden. Das SQUID-System hat eine Frequenzweite von DC-10 kHz und ein Rauschniveau von etwa 2.3 fT/√Hz bei 1 kHz. Die SQUID Sensoren der unteren Ebene haben einen Abstand zur Kopfoberfläche von minimal 25 mm.

16 channel mobile vector-magnetometer stystem:

CUBE-II ist ein 6-Kanal-SQUID-System zur Charakterisierung von magnetisch geschirmten Räumen.

 

 

 

 

Robustes 18-Kanal-SQUID-System:

Ein robustes 18-Kanal-SQUID-System besitzt 16 Pickup-Spulen (17.1 mm Durchmesser) bilden ein reguläres Gittes mit Sensoren sensitiv in alle 3 Raumrichtungen. Zwei große hexagonale Pickup-Spulen mit 74.5 mm effektive Durchmesser in zwei Ebenen sind designend für die Detektion von tiefen magnetischen Quellen. Die Sensoren sind sehr robust bei der Anwendung von Polarisationsfeldern bis zu 50 mT. Das ermöglicht den Einsatz dieses Systems für ultra-niedrige NMR bzw. Magnetorelaxometrie. Das Rauschniveau der kleinen Magnetometer ist zwischen 0.85 fT/√Hz und 1.5 fT/√Hz und deutlich kleiner als 1 fT/√Hz für die großen Magnetometer.

 

Ultraempfindliches Einkanal-SQUID-System:

Ultraempfindliches Einkanal-SQUID-System für ULF-NMR und MEG. Dieses SQUID-System basiert auf einer gradiometrischen Aufnahmespule, die induktiv mit einem Stromsensor SQUID gekoppelt ist und einen Rauschpegel von 500 aT/√Hz aufweist. Der minimale Abstand zwischen der Probe und der Pickup-Spule beträgt etwa 11 mm. Ein Strombegrenzer ermöglicht die Verwendung von Polarisationsfeldern bis zu 50 mT.

 

 

128-Kanal-SQUID Ganzkopf-MEG-System:

In der akustisch geschirmten MSR wird ein 128-Kanal-SQUID Ganzkopf-MEG-System (Eagle Technologies, Japan) mit einem Rauschniveau von etwa 3 fT/√Hz bei 1 kHz im Frequenzbereich von DC – 1 kHz genutzt.

6 und ein 18-Kanal-SQUID-System:

Ein 6- und ein 18-Kanal-SQUID-System mit integriertem supraleitenden Schild zur Bildgebung von magnetischen Nanopartikel-Verteilungen durch Magnetoraxometrie. Der kleinste Abstand zwischen den SQUID-Sensoren und der Probe beträgt etwa 14 mm bzw. 20 mm.

 

 

3-Kanal-SQUID-System:

Ein 3-Kanal_SQUID-System für ULF-NMR mit einem Larmor-Frequenzbereich von 4 Hz - 8 kHz. Es hat einen Abstand zwischen dem niedrigsten SQUID-Sensor und der Probe von nur 7 mm. Das Rauschniveau liegt bei 3 fT/√Hz.

Geräte zur Charakterisierung von magnetischen Nanopartikel

Magnetic Property Measurement System (MPMS-XL, Quantum design)
Magnetic Particle Spectroscopy System (MPS-3, Bruker BioSpin)
Asymmetric Flow-Field-Flow Platform (Postnova Analytics)
Magnetorelaxometry Systems for spectroscopic and imaging application (developed by PTB)
NMR Relaxometry System (minispecs mq20 and mq60, Bruker)

Magnetic Property Measurement System:

Das kommerzielle Gerät MPMS-XL (Quantum design, San Diego) wird zur Charakterisierung von magnetischen Nanopartikel-Suspensionen und Pulverproben (Strukturparameter, Aggregation und Bindungsverhalten) im Frequenzbereich (DC ... 1 kHz), im Temperaturbereich von (2 K ... 400 K) und im Feldbereich von (+/- 5 T) eingesetzt.

 

Magnetic Particle Spectroscopy:

Das magnetische Partikelspektroskop MPS-3 (Bruker, BioSpin) wird zur spezifischen Quantifizierung von magnetischen Nanopartikel-Suspensionen oder Pulverproben durch nichtlineare dynamische magnetische Suszeptibilität bei 25 kHz mit Amplituden bis zu 25 mT eingesetzt.

 

Asymmetric Flow-Field-Flow Platform:

Von der Firma Postnova Analytics wird ein System zur Trennung von magnetischen Nanopartikel-Systemen nach ihren hydrodynamischen Durchmessern und größenabhängiger Strukturanalyse durch statische und dynamische Lichtstreuung, UV- und magnetische Detektoren.

 

Magnetorelaxometrie-Bildgebung:

Die Eigenentwicklungen: 304-, 6- oder 18-Kanal SQUID-Systeme werden zur Lokalisierung und Quantifizierung von magnetischen Nanopartikelverteilungen in ausgedehnten Proben von bis zu 50 cm Durchmesser mittels Magnetoraxometrie eingesetzt.

Spectroscopic magnetorelaxometry:

Die Eigenentwicklungen: eines Einkanal-SQUID-Systems wird zur Charakterisierung der magnetischen Relaxation von magnetischen Nanopartikeln nach Entfernung eines mäßigen Magnetfeldes von etwa 2 mT eingesetzt. Aus diesen Messungen wird die Energiebarriereverteilung erreicht und das Verhalten von magnetischen Nanopartikeln in biologischen Systemen wie Zellen, Blut, Gewebe analysiert und quantifiziert.

NMR relaxometry:

Die Systeme minispecs mq20 und mq60 (Bruker) werden zur Bestimmung der T1- und T2-Protonen-Relaxationszeiten eingesetzt. Zusätzlich kann eine Gradienteneinheit für die 2D-Bildgebung verwendet werden, um die Homogenität von MNP zu bestimmen, die in einer Matrix eingebettet ist.

Dynamic Light Scattering:

Das Dynamische-Lichtstreungs-System (Malvern) wird zur Bestimmung der hydrodynamischen Größenverteilung und des Zetapotentials von magnetischen Nanopartikelsuspensionen eingesetzt.

Photometry:

Das Phenanthrolin-Protokoll wird zur Bestimmung der Eisenkonzentration oder Menge der magnetischen Nanopartikel-Suspension oder Pulverproben eingesetzt. Dieser Wert ist nützlich, um viele der Partikelparameter zu normalisieren, die durch Charakterisierungsmessungen erhalten wurden.