Raumklima für Hochleistungsmessgerät
Die German Biomedicine NanoSIMS Facility in Göttingen
Foto: pbr/ Christian Bierwagen
Quelle: pbr
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Foto: pbr/Christian Bierwagen
Das Center for Biostructural Imaging of Neurodegeneration (BIN) der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) weihte Ende Oktober 2018 sein Nano-Sekundärionen-Massenspektrometer (NanoSIMS) feierlich ein. Das Architektur- und Ingenieurbüro pbr, Niederlassung Magdeburg, erbrachte nicht nur die Gesamtplanung für den Neubau des Forschungsgebäudes, sondern auch die bauliche Planung zur Einbringung und Sicherstellung des reibungslosen Betriebs des hochsensiblen NanoSIMS. Dabei lohnt sich ein besonderer Blick auf die spezifische Klimatechnik für das Messgerät.
Bei dem im BIN in Göttingen zum Einsatz kommenden Massenspektrometer handelt es sich um die neueste Generation des Herstellers Cameca. Die „NanoSIMS 50L“ ist eine Ionenmikrosonde, die die SIMS-Analyse bei hoher lateraler Auflösung optimiert. Nur wenige Einrichtungen verfügen über so ein Gerät. Weltweit sind derzeit 43 Geräte des Herstellers vorhanden.
Die NanoSIMS-Methode in Göttingen soll durch korrelative Bildgebung u.a. auf spezifische biologische Organellen angewendet werden, um so erste Einblicke in den lokalen Protein- bzw. Organellen-Turnover zu gewinnen. Das Großgerät steht neben Wissenschaftlern der Universität Göttingen/Universitätsmedizin Göttingen deutschlandweit auch anderen Nutzern für Analysen zur Verfügung. Es wurde aus Mitteln des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft beschafft.
Aufstellung und Klimatechnik
Das NanoSIMS ist aufgrund des aufwendigen Messverfahrens sehr empfindlich gegenüber Vibrationen. Um einen möglichst schwingungsfreien Betrieb gewährleisten zu können, wurde durch die Planer von pbr bereits bei der Gebäudeplanung das Labor im Kellergeschoss mit einer Betonplatte, die vom restlichen Gebäude entkoppelt ist, vorgesehen. Die Planer von pbr haben zudem für das Labor eine Anti-Vibrationsplattform eingeplant, auf der das NanoSIMS positioniert wurde. Auf diese Weise sollen die hohen Anforderungen des Herstellers erreicht werden, um zukünftig optimale Messergebnisse erzielen zu können.
Zudem war eine besondere Klimatisierung im Raum notwendig, für die eine Kühlleistung von 8 kW vorzuhalten ist. So ist eine Raumtemperaturgenauigkeit über einen Drift von 0,3 K/h einzuhalten. Die Lufteinbringung erfolgt über einen Präzisionsklimaschrank im Umluftprinzip, der die Zuluft über den Doppelboden einbringt und an der Decke wieder absaugt. Der Doppelboden verfügt über vier Regelzonen mit unterschiedlich großen Lochplatten, um die Luftmenge entsprechend der Leistung punktgenau einzubringen. 2.000 m³/h Luft für die Regelzonen vor und hinter den NanoSIMS und 2.500 m³/h für die beiden Schaltschränke. Die Absaugung erfolgt über der Decke über drei Regelzonen.
Eine weitere Lüftungsanlage ist für die Aufbereitung der Außenluft (Temperatur, Feuchte) zuständig. Die Zuluft der Lüftungsanlage wird in die Abluft des Präzisionsschrankes eingeleitet, um keine Temperaturschwankungen im Raum zu verursachen. Über die Abluft des Lüftungsgerätes werden Wärmequellen wie Beleuchtung und Chiller direkt über Hauben abgesaugt, um Temperschwankungen entgegenzuwirken. Die interne Kühlwasserversorgung des NanoSIMS wird über einen Chiller zur Verfügung gestellt. Der Chiller ist über eine Systemtrennung an das hauseigene Kaltwassernetz angeschlossen. Dadurch können die Vorlauftemperatur gradgenau angepasst und Schwankungen der Temperatur im hauseigenen Netz kompensiert werden.
Die zuvor beschriebene Technik wird über einen MSR-Schrank im Bedienraum gesteuert.
Über eine Ampelschaltung, sichtbar im Bedienraum, werden Temperaturschwankungen im Raum NanoSIMS visualisiert und sind für den Nutzer sofort erkennbar.
Fazit
Durch die Einhaltung der raumklimatischen Parameter durch die speziell für das NanoSIMS ausgelegte Klimatechnik wird die Genauigkeit der Messungen unterstützt, so dass mit exakten Forschungsergebnissen zu rechnen ist.
