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Erster Test eines großflächigen Röntgendetektors für niedrige Photonenenergien

13.09.2012

Abbildung 1: Röntgenkleinwinkelstreubild einer multilamellaren Liposom-Probe, aufgenommen bei einer Photonenenergie von 3 keV mit einem vakuumkompatiblen Pilatus-Detektor am FCM-Strahlrohr der PTB bei BESSY II

Die Schweizer Firma Dectris hat in Kooperation mit der PTB eine vakuumkompatible Version des „Pilatus“ Hybrid-Pixel-Detektors für Röntgenstrahlung entwickelt. Damit lassen sich nun beispielsweise Experimente zur Größenbestimmung von Nanopartikeln mit Röntgenkleinwinkelstreuung (Small Angle X-ray Scattering, SAXS) auch an den Absorptionskanten der leichten Elemente Calcium, Schwefel, Phosphor oder Silizium bei Photonenenergien unterhalb von 5 keV mit hoher Dynamik und guter Ortsauflösung durchführen. Insbesondere ist dies für die Untersuchung biologischer Proben von Bedeutung, zum Beispiel im Rahmen von Projekten des Europäischen Metrologie-Forschungsprogramms EMRP, bei denen  im PTB-Labor am Elektronenspeicherring BESSY II komplizierte biologische Nanoobjekte und Nanopartikel in komplexen biologischen Matrizen durch SAXS-Messungen mit Synchrotronstrahlung dimensionell charakterisiert werden sollen. Das weltweit erste Gerät eines vakuumkompatiblen Pilatus-Detektors wurde im Juni 2012 geliefert und inzwischen erfolgreich in Betrieb genommen. In Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin und dem Institut für molekulare Pharmakologie der ungarischen Akademie der Wissenschaften konnten dabei am Vierkristall-Monochromator-Strahlrohr (Four Crystal Monochromator, FCM) im PTB-Labor bei BESSY II erste SAXS-Bilder von einer multilamellaren Liposom-Probe bei einer Photonenenergie von 3 keV aufgenommen und bereits im Juli 2012 auf der internationalen Konferenz Synchrotron Radiation Instrumentation präsentiert werden (Abbildung  1). Der neue Detektor besteht aus 10 Modulen, die bei einer Pixelgröße von 172 µm eine Gesamtfläche von 17 cm x 18 cm ergeben. Er soll auch für Weitwinkelstreuung (WAXS), Kleinwinkelstreuung in Reflexion unter streifendem Einfall (GISAXS) und anderen Röntgentechniken eingesetzt werden.

Ansprechpartner:

M. Krumrey, 7.11, E-Mail: Michael.Krumrey(at)ptb.de