In den 50er und 60er Jahren konzentrierte sich die Großgeräteförderung der DFG auf besonders dringend benötigte, teure Forschungsgeräte, die von den Hochschulen nicht selbst finanziert werden konnten. Sowohl aus dem regulären DFG-Budget als auch aus dedizierten Sondermitteln (des Marshall-Plans, des Stifterverbands und, last not least, des Bundes) wurden Geräte von der DFG beschafft, teils nach individuellem Bedarf, teils im Rahmen von SPPs, die an das spätere Format der Großgeräteinitiativen erinnern. Die Großgeräteaktionen dieser Zeit waren nicht auf eine bestimmte Technologie fokussiert, sondern thematisch breite Ausschreibungen mit vorgegebenem Budget. Dennoch lassen sich klare technologische Förderschwerpunkte ausmachen, die sich aus dem artikulierten Bedarf geformt haben. An erster Stelle sind Elektronenmikroskope, Massenspektrometer und Kernresonanzspektrometer (NMR & EPR) zu nennen.

Ab den 70er Jahren wird die breite Versorgung der Hochschulen mit Großgeräten über das HBFG unterstützt, die DFG finanziert aus eigenen Mitteln nur neu entwickelte Großgeräte, sowie Geräte, die spezifisch in DFG-finanzierten Forschungsprojekten benötigt werden. Das Konzept der Großgeräteinitiative wird Mitte der 80er Jahre vom Apparateausschuss diskutiert und formuliert, aber die Bezeichnung „Großgeräteinitiative“ findet erst ab den 90er Jahren Verwendung in den Jahresberichten. Die verfahrenstechnische Durchführung der Großgeräteaktionen und -initiativen erfolgte bis 2016 individuell und ad hoc in Anlehnung an bestehende Programme. Seit 2017 ist die Großgeräteinitiative als eigenständiges Förderprogramm bei der DFG beschrieben.

Bei den stark vertretenen Gerätegruppen wurden die vier Bereiche Elektronenmikroskope, Magnetresonanzspektrometer, Massenspektrometer und Röntgendiffraktometer nahezu seit Beginn der DFG gefördert, andere inzwischen auch wichtig gewordene Gerätearten sind Laser, Laserscanning-Mikroskope und Rastertunnel/scanning-Mikroskope, sowie auch Durchflusszytometer.

Die medizinischen Großgeräte, besonders für die Radiologie, stellen einen großen Anteil im HBFG und den HBFG-Nachfolgeverfahren dar, allerdings primär für die klinische Versorgung, nur zu einem kleineren Teil für die (klinische) Forschung.

• Elektronenmikroskopie
• Magnetresonanzsektroskopie (NMR & EPR) und -tomographie (MRT)
• Massenspektrometer und Lichtmikroskopie
• Röntgendiffraktometer und weitees X-ray

Elektronenmikroskopie

Elektronenmikroskopie war für die DFG zu allen Zeiten ein wichtiges Thema. Unter den in den ersten Jahren der DFG finanzierten Großgeräten waren bemerkenswert viele Elektronenmikroskope, erhebliche Mittel wurden damals und seither in die Beschaffung solcher Geräte investiert. Es gab Großgeräteinitiativen und Sonderaktionen in und für diesen Bereich. Einzigartig war z.B. die Ersatzteil-Tauschaktion ab 1982, bei der die DFG für einige Jahre eine Art Ersatzteil-Börse für Elektronenmikroskope organisierte, nachdem die Firma Siemens aus der Elektronenmikroskopie ausgestiegen war. Auch die 2016/2017 durchführte Elektronenmikroskopie-Aktion, bei der lediglich auf bestehende Antragsmöglichkeiten hingewiesen wurde, war ein besonderer Erfolg, der mit dem Nobelpreis 2017 für Kryo-EM zusammenfiel.

Dass Ernst Ruska in Berlin Elektronenmikroskope baute, wofür er 1986 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde, war sicher für die frühe Schwerpunktsetzung ein wichtiger Faktor, zumal in den ersten Jahren die Investitionsmittel dem Wiederaufbau dienen sollten, d.h. Geräte möglichst von deutschen Herstellern gekauft werden sollten.

Inwiefern die aktuelle Elektronenmikroskopie in Deutschland noch davon profitiert, ist wohl schwer einzuschätzen. In jedem Fall kann festgehalten werden, dass Elektronenmikroskopie in der Geräteförderung der DFG immer eine wichtige Rolle gespielt hat und oft auch strukturelle Impulse gegeben hat.

Die Anwendungen der Elektronenmikroskopie waren seit jeher sehr breit, mit Schwerpunkten in den Lebenswissenschaften und Materialwissenschaften.

Elektronenmikroskope haben die grundlegende Konstruktion, und damit ihr Aussehen und ihre Größe weitgehend beibehalten. Wie bei den meisten anderen Geräteklassen auch, sind moderne Elektronenmikroskope in einem quaderförmigen Gehäuse verpackt und werden durch Rechner gesteuert.

Technologische Weiterentwicklungen haben nicht den wichtigen Leistungsparameter Beschleunigungsspannung erhöht, sondern z.B. die Elektronenoptik und die Detektion verbessert.

Aus den Jahresberichten zu bewilligten Elektronenmikroskopen

Jahresbericht 1979

„Von den im Jahre 1979 bewilligten Geräten sind u. a. besonders hervorzuheben ein 200 kV-Elektronenmikroskop im Werte von 824 000 DM für Phasen-, Gefüge- und Strukturanalysen mineralogischer Proben, das an das Institut für Medizinische Physik der Universität Münster ging.“ (S. 205)

Jahresbericht 1987

„Zur dreidimensionalen Rekonstruktion feiner Gelenkterminale in normalem und pathologisch verändertem Gewebe wurde ein für ein physiologisches Institut spezielles Transmissionselektronenmikroskop einschließlich eines interaktiven Bildanalysesystems zu Gesamtkosten von etwa 850 TDM bewilligt, und aus Mitteln des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft zur Verfügung gestellt. Dieses Mikroskop, welches bislang an einigen anatomischen und pathologischen Instituten aufgestellt ist, erlaubt die hohe und kontrastreiche Auflösung an dünnen Schnitten. Zusammen mit dem Bildanalysesystem kann an einer Schnittserie die Gewebestruktur dreidimensional rekonstruiert werden.“ (S. 65)

Grauer Plan 1987

„Vor allem die hochauflösende Elektronenmikroskopie mit Beschleunigungsspannungen oberhalb 300 kV sollte bei der Gründung von analytischen Einrichtungen Beachtung finden.“ (S. 30)

Jahresbericht 1988

„An besonders wichtigen und aufwendigen Geräten wurden 1988 z. B. ein Hochleistungs-Transmissions-Elektronenmikroskop zur Untersuchung der subzellulären Kalziumverteilung und Kontraktilität von Herz- und Gefäßmuskulatur bewilligt. Mit Hilfe einer Röntgenstrahlmikroanalyse, die an das Mikroskop adaptiert werden soll, soll die Kalziumbeladung von Herzmuskeln, Trabekeln und Einzelzellen von verschiedenen Tierarten und Menschen gemessen werden. Ein weiteres hochauflösendes Transmissions-Elektronenmikroskop mit 300 kV Beschleunigungsspannung und mehreren Mikroanalysen und Bildanalysezusätzen wurde zur Untersuchung der Realstruktur anorganischer Stoffe bewilligt. Die unterschiedliche Methodik und Aufgabenstellung in der Festkörperchemie, z. B. im Vergleich zur Zielsetzung in der Physik. Metallkunde und Materialforschung, machte es erforderlich, auch ein modernes Gerät für Untersuchungen auf dem Gebiet anorganisch-chemischer Festkörperforschung zur Verfügung zu stellen.“ (S. 60)

Jahresbericht 1989

„Für die Entwicklung der Elektronen-Holographie wurde im Rahmen des Normalverfahrens ein spezielles 300 keV-Transmissionselektronenmikroskop mit Feldemissionsquelle zur Verfügung gestellt. Es wird erwartet, daß hier die methodische Weiterentwicklung auch zu einer Verbesserung der erzielbaren Auflösung führt.“ (S. 57)

Zwei Großgeräteinitiativen zur Elektronenmikroskopie:

Jahresbericht 1998

„Die Großgeräteinitiative zur hochauflösenden Elektronenmikroskopie kam 1998 in die entscheidende Phase. Der Hauptausschuß beschloß, für Hochleistungselektronenmikroskope in den nächsten Jahren rund 13 Millionen DM zur Verfügung zu stellen. Damit wird die DFG acht neue Geräte beschaffen, darunter auch drei Sub-Angström-Transmissions-Elektronenmikroskope (SATEM), mit denen eine bislang unerreichte Ortsauflösung von unter einem Angström erzielt werden kann. Am Forschungszentrum in Jülich, wo Pionierarbeit bei der Entwicklung von SATEM-Geräten geleistet wurde, und am Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart sollen die beiden weltweit ersten Mikroskope dieser Art im Wert von etwa je fünf Millionen DM in Betrieb genommen werden. Die Wissenschaftler hoffen, mit den neuen Mikroskopen Antworten auf bislang ungeklärte Fragen der Materialwissenschaften zu finden, wie zum Beispiel zur Strukturaufklärung von Hochtemperatur-Supraleitern. An der Finanzierung dieser Mikroskope sind auch die Max-Planck-Gesellschaft, das Forschungszentrum Jülich, das Land Baden-Württemberg, die Universitäten Tübingen und Stuttgart sowie die Beiersdorf AG beteiligt. Drei hochauflösende TEM-Geräte mit 200 bis 300 Kilovolt Beschleunigungsspannung zum Preis von rund je zwei Millionen DM gehen an Universitäten in Mainz, Berlin und Regensburg. Hochauflösende, analytische Rasterelektronenmikroskope werden Arbeitsgruppen in Hamburg, Rostock und Halle erhalten. Mit diesen Geräten, die jeweils eine knappe Million DM kosten, können unter speziellen Bedingungen sogar wasserhaltige Proben untersucht werden, was bislang nicht möglich war. Der dringende Bedarf an leistungsfähigen Elektronenmikroskopen in Deutschland wird durch die 40 Anträge mit einer Gesamtsumme von über 70 Millionen DM belegt, die im Rahmen dieser Initiative eingingen.“ (S. 55)

Jahresbericht 2003

„2003 hat der Apparateausschuss eine Initiative zur Förderung von Großkammer-Rasterelektronenmikroskopen (GK-REM) angeregt. In einer Ausschreibung wurde zu Anträgen auf Förderung kooperativer Forschungsarbeiten in der Materialwissenschaft, Werkstofftechnik oder Produktionstechnik aufgerufen, die den Einsatz von GK-REM bedingen. Auf diese Ausschreibung gingen elf Anträge mit einem Antragsvolumen von insgesamt 22 Millionen Euro ein. Zwei Geräte mit einer Gesamtsumme von 3,23 Millionen Euro wurden bewilligt. Sie werden an den Standorten Erlangen und Aachen zum Einsatz kommen.“ (S. 48)

Magnetresonanzspektroskopie (NMR & EPR) und -tomographie (MRT)

Sowohl in der NMR als auch in der MRT hat die DFG die Beschaffung der neuesten Geräte für die Forschung durchgehend unterstützt. Die technologische Entwicklung dieser Geräte war immer (auch) auf eine Erhöhung der Feldstärke des zugrundeliegenden Magnetfelds ausgerichtet. Gerade im NMR-Bereich hat man sich von anfangs etwa einem Tesla Magnetfeld zu aktuell fast 30 Tesla (entsprechend einer Protonenresonanzfrequenz von 1,2 GHz) bewegt. Die dafür notwendigen Magnete sind von Tischgeräten zu mehreren Metern großen Ungetümen angewachsen, die eigene Experimentierhallen benötigen.

Insofern gilt bei NMR wohl Size matters. Der Technologiesprung über die 1 GHz-Grenze gelang allerdings durch die Integration von HTS-Magnetspulen, die äußerlich nicht erkennbar sind.

Für die Detektion und Auflösung der NMR-Signale waren aber vor allem methodische Entwicklungen verantwortlich, so insbesondere die gepulste Fourier-Transform-NMR, für die Richard Ernst mit dem Nobelpreis 1991 ausgezeichnet wurde, die mehrdimensionalen NMR-Experimente, die Grundlage für die NMR-Strukturbestimmung sind (Nobelpreis 2002 an Kurt Wüthrich) und die Entwicklung von verbesserter Detektion mit Kryo-Probenköpfen und Hochleistungs-HF-Technik.

Die zunehmende Größe und technologische Komplexität der supraleitenden Magnete für immer höhere Feldstärken führt zu massiv magnetfeldabhängigen Kosten für die NMR- und MRT-Geräte. Im NMR-Bereich wurde die 10 Millionen Euro Grenze gleichzeitig mit der technologischen 1.000 Millionen Hertz (1 GHz) Grenze überschritten. Damit hat sich die Höchstfeld-NMR aus dem Bereich der DFG-Großgeräteinitiativen heraus entwickelt, liegt aber noch weit unter dem Bereich nationaler Forschungsinfrastrukturen, für den das BMBF zuständig ist. Diese Entwicklung war auch ein Anlass (nicht der Grund), parallel zur den Aktivitäten von ESFRI zu pan-europäischen Forschungsinfrastrukturen die Diskussion mit anderen europäischen Förder- und Forschungsorganisationen aufzunehmen, die wie die DFG mit Großgeräteinvestitionen konfrontiert werden, welche den Rahmen üblicher Einzelgeräte sprengen, aber noch unter dem ESFRI-Bereich liegen. In dem von der DFG initiierten und koordinierten Vernetzungsprojekt ERA-Instruments waren dementsprechend NMR und MRT wichtige Themen.

Im Bereich der medizinischen Bildgebung skalieren die Kosten der MRT-Geräte bisher günstiger mit der Magnetfeldstärke. Die Faustregel „eine Million Euro pro Tesla“ war von der Einführung der 3-Tesla NMR-Geräte im Jahr 2000 bis zum Ende der „Experimentierphase“ mit 7-Tesla Ganzkörper-MRT relativ gut gültig. Inzwischen sind die Kosten für auch gut ausgestattete 3-Tesla MRT-Systeme deutlich unter 3 Mio. Euro gesunken, während die neue auch klinisch zugelassene Generation von 7-Tesla-MRTs sich im 10 Mio. Euro Bereich bewegt.

Auch der Ultra-Hochfeld-(UHF)-MRT-Bereich wurde von der DFG durchgehend unterstützt. Das erste 7-Tesla-Gerät in Deutschland wurde von der DFG im HBFG-Verfahren begutachtet und empfohlen und 2007 in Essen in Betrieb genommen.

Seit Gründung mit beteiligt ist die Radboud Universität und Universitätsklinikum in den Niederlanden. Damit handelt es sich bei diesem Großgerät um einen der seltenen Fälle einer transnationalen Finanzierung eines Forschungsgroßgeräts.

Aus den Jahresberichten zu bewilligten NMR-, EPR- und MRT-Geräten:

Jahresbericht 1971

„Für die apparative und methodische Weiterentwicklung der Kernresonanzspektrometrie mit Fourier-Transformationstechnik wurden ein Hochleistungs-Kernresonanzspektrometer mit Impulszusatz und ein Digitalrechner bewilligt.“ (S. 55)

Jahresbericht 1982

„Die Radiologie und Nuklearmedizin erwartet den Einsatz der neuentwickelten Methode der Kernspin-Tomographie (NMR). Die technischen Probleme der Entwicklung dieser Tomographen scheinen gelöst, so daß auch in Deutschland ein Einsatz am Menschen bei spezifischen Forschungsvorhaben möglich ist. Die DFG hat in einem großen Ausschreibungs- und Bewilligungsverfahren dieser Entwicklung Rechnung getragen.“ (S. 81)

Jahresbericht 1983

„Aus der Arbeit des Apparateausschusses im Jahre 1983 ist besonders die Beratung über die Beschaffung je eines Kernspin-Tomographen für die Universität Köln und die Universität Tübingen zu erwähnen. Mit diesen beiden DFG-Pilotprojekten sollen dringend erforderliche wissenschaftliche Arbeiten zur Wertung dieser neuen Methode für die Diagnostik des menschlichen Körpers im Vergleich zu bekannten Methoden wie Röntgen Computer-Tomographie, Angiographie, Ultraschall und nuklearmedizinische Methoden erforscht werden. Die DFG-Vorhaben sollen die vom BMFT geförderten Projekte ergänzen. (...)

Auf die Bewilligung eines 500 MHz-Kernspin-Spektrometers für die Universität Frankfurt sei ebenfalls hingewiesen. Dieses Gerät ist das erste seiner Art in der Bundesrepublik und soll mehreren Arbeitsgruppen für Spezialmessungen, die diese hohe Feldstärke erfordern, zur Verfügung stehen.“ (S. 53)

Jahresbericht 1985

„Im Jahre 1985 konnten weitere Kernspintomographen an verschiedenen Universitätskliniken installiert werden. Vergleichende Untersuchungen mit anderen diagnostischen Verfahren werden zur Zeit im Bereich der klinischen Strahlenkunde durchgeführt.“ (S. 88)

Jahresbericht 1988

„Nachdem die DFG vor fünf Jahren als erstes Gerät seiner Art ein 500 MHz-Kernresonanzspektrometer bewilligt hatte, wurde 1988 die Bewilligung für ein erstes 600 MHz-NMR-Gerät ausgesprochen, das für biochemische Spezialmessungen bei extrem hoher Feldstärke von 14 Tesla erforderlich ist.“ (S. 60)

Jahresbericht 1993

„... ein NMR-Spektrometer für 1,2 Millionen DM wurde für ein Projekt in Bochum beschafft, je ein NMR-Spektrometer für 900 000 DM bzw. 600 000 DM ging nach München beziehungsweise Bayreuth,...“ (S. 231)

Jahresbericht 1994

„So hat der Apparateausschuß 1994 empfohlen, für die deutsche Wissenschaft hochauflösende supraleitende Kernresonanzspektrometer mit einer Frequenz von 750 MHz zu beschaffen. Ein solches Gerät kostet etwa fünf Millionen DM.“ (S. 53)
„Unter den empfohlenen Geräten sind zwei 750-MHz-Kemresonanzspektrometer und ein dazu gehörender Festkörperzusatz, für die über zehn Millionen DM bewilligt wurden. Diese Geräte gingen an Universitäten in Frankfurt, München und Leipzig.“ (S. 242)

Jahresbericht 1995

„Das teuerste Einzelgerät [unter den DFG-finanzierten Geräten, nicht HBFG] war ein 600-MHz-Kernresonanzspektrometer für zwei Millionen DM, der einer Arbeitsgruppe in Bremen zur Verfügung gestellt wurde.“ (S. 248)

Jahresbericht 2007

Auf den Seiten 91 und 93 wird die Inbetriebnahme des 7-Tesla-MRT-Geräts in Essen beschrieben, im Erzählstil unter dem Titel „Rockröhre“ der Bildgebung.

Jahresbericht 2013

Auf den Seiten 76 - 80 wird zu 1,2 GHz NMR erzählt (Großgerät im Forschungsbau).

Großgeräteinitiative Hochfeld-EPR (Elektron paramagnetic resonance):

Jahresbericht 1995

„1995 hat der Ausschuß Aktivitäten zur Beschaffung von neuentwickelten höchstauflösenden Photoelektronen-Spektrometern und zur Beschaffung von ebenfalls neu entwickelten Hochfeld-Elektronenspinresonanz-Spektrometern empfohlen. Die einschlägig arbeitenden Wissenschaftler wurden auf die Möglichkeit einer Beantragung derartiger Geräte im Normalverfahren aufmerksam gemacht. Die eingegangenen Anträge sind im Rahmen von zwei Prüfungsgruppensitzungen beraten worden. Dem Hauptausschuß konnten jeweils vier Geräte zur Durchführung interessanter und aussichtsreicher Forschungsprojekte empfohlen werden.“ (S. 56)

Jahresbericht 2003

(Im Rahmen einer allgemeinen Evaluierung bisheriger Großgerätinitiativen): „Ebenfalls 1995 waren EPR-Spektrometer im Rahmen einer entsprechenden Initiative beschafft worden. Hieraus entwickelte sich das Schwerpunktprogramm „Hochfeld-EPR-Spektroskopie“ in der Biologie, Chemie und Physik (Laufzeit 1998 bis 2004). Im Kolloquium des Schwerpunktprogramms wurde die Großgerätebeschaffung als eine gelungene Aktion zum richtigen Zeitpunkt mit Pilotfunktion für die Geräteentwicklung bezeichnet.“ (S. 48/49)

Großgeräteinitiative Höchstfeld-NMR:

Jahresbericht 1999

„Bei den Bewilligungen von Großgeräten haben sich 1999 zwei besondere Schwerpunkte ergeben. Der erste liegt auf dem Gebiet der magnetischen Kernresonanzspektroskopie und der zweite bei der Hochleistungs-Massenspektrometrie. Beiden Entwicklungen liegen Großgeräteinitiativen des Apparateausschusses zugrunde. Herausragend ist die Bewilligung zweier 900-MHz-Kernresonanzspektrometer, die zur Zeit zu den weltweit leistungsfähigsten Geräten ihrer Klasse gehören. Sie kosten pro Stück etwa 10 Millionen DM und gestatten die Strukturaufklärung großer, biologisch wichtiger Moleküle. Die Geräte wurden an die Universität Frankfurt und an die TU München bewilligt und werden dort überregional von interdisziplinären Arbeitsgruppen genutzt. Die frühe Beschaffung dieser Geräte stellt sicher, daß die Bundesrepublik zu den ersten Ländern gehören wird, in denen diese Instrumente für die Wissenschaft zur Verfügung gestellt werden können. Damit wird der international hoch einzuschätzende deutsche Standard in diesem wachsenden Forschungssektor nicht nur gehalten, sondern auch ausgebaut. Der Einsatz dieser Spitzengeräte kann durch eine gute vorhandene Infrastruktur in den beiden NMR-Zentren optimal flankiert, unterstützt und vorbereitet werden. Doch auch an andere Standorte hat die DFG wichtige leistungsfähige NMR-Geräte bewilligt. So ging ein 700-MHz-NMR-Spektrometer nach Hamburg für eine Arbeitsgruppe von Hamburger und Lübecker Wissenschaftlern.

Auch die Festkörper-NMR-Spektroskopie wurde durch die Bereitstellung von Hochleistungsgeräten gefördert. Ein 750-MHz-NMR-Spektrometer erhalten Leipziger Wissenschaftler, und ein 600-MHz-NMR-Spektrometer geht nach Berlin an die Freie Universität. Diese Instrumente erlauben methodisch aufwendige Experimente zu strukturellen und dynamischen Problemen in Festkörpern. Bildgebungs-Experimente bei Tieren und Pflanzen werden mit einem 750-MHz-MRI-Gerät in Würzburg bei höchsten Feldern möglich. Alle NMR-Spektrometer werden in der Regel interdisziplinär und von mehreren Arbeitsgruppen aus Biologie, Chemie und Physik genutzt. Die Geräte stehen also nicht nur den Antragstellern selbst, sondern auch Dritten zur Verfügung.“ (S. 54)

Jahresbericht 2002

„Im Jahr 2002 wurden zwei von der DFG finanzierte 900-MHz-NMR-Spektrometer in Betrieb genommen. Die DFG konnte damit das weltweit dritte und vierte Höchstfeldgerät für die deutsche Forschung zur Verfügung stellen. NMR-Spektrometer dieser Leistungsklasse werden für die Strukturaufklärung von Biomolekülen zur Erforschung der biologischen Funktion eine zunehmend wichtige Rolle einnehmen.“ (S. 48)

Großgeräteinitiative DNP-Festkörper-MNR:

Jahresbericht 2011: S. 95 & 158.

Großgeräteinitiative 3-Tesla-MRT, inkl. funktionelle Bildgebung

Jahresbericht 2000

„Im Jahr 2000 war eine neue Großgeräteinitiative zur Finanzierung von funktionellen Hochfeld-Kernspintomographen für die Erforschung spezieller Organbereiche {Hirn, Herz, Lunge) sowie von Tumorerkrankungen gestartet worden. Kernspintomographen (MRT) bis zu einer Feldstärke von 1,5 Tesla werden in der klinischen Diagnostik in vielen Bereichen erfolgreich eingesetzt. Für die klinische Forschung sind hingegen Geräte mit höherer Feldstärke, die ebenfalls eine Ganzkörperuntersuchung erlauben, von größter Bedeutung. Sie lassen ein großes Forschungspotenzial in den Neurowissenschaften, aber auch bei der Untersuchung anderer Organbereiche erwarten.

21 Anträge auf Beschaffung von 3- beziehungsweise 4-Tesla-Geräten mit einer Antragssumme von insgesamt 120 Millionen DM wurden im März 2001 durch ein internationales Gremium begutachtet. Auch von den ausländischen Gutachtern wurde die Initiative der DFG ausdrücklich begrüßt und dem überwiegenden Teil der Anträge ein hohes wissenschaftliches Niveau bescheinigt. Die intensive Diskussion der Gutachtergruppe ergab eine eindeutig positive Stellungnahme zur Förderung von fünf Geräten. Der Hauptausschuss bewilligte darauf hin die Anträge aus Frankfurt, Berlin, Hamburg, Jülich und Tübingen. In Jülich soll ein 4-Tesla- und an den anderen Orten ein 3-Tesla-Ganzkörper-Kemspintomograph beschafft werden. Die Bewilligungen werden unter anderem mit der Auflage eines offenen Nutzerkonzeptes mit Kontrolle durch einen externen Beirat verbunden.“ (S. 47)

Großgeräteinitiative 3-Tesla-(Ganzkörper)-MR-PET

Jahresbericht 2009

Erzählerische Beschreibung der Großgeräteinitiative MR-PET auf S. 110 - 112.

Jahresbericht 2010

Erzählerische Beschreibung der Großgeräteinitiative MR-PET auf S. 90 - 94.

Jahresbericht 2015

Erneute Beschreibung im Rahmen einer breiteren Darstellung der Großgeräte-initiative als Förderformat. MR-PET auf S. 77 - 79.

Jahresbericht 2018

Ergebnisse / Abschluss der Großgeräteinitiative MR-PET auf S. 98 - 100.

Großgeräteinitiative Magnetic Particle Imaging (2012)

Jahresbericht 2015

Relativ kurze Beschreibung auf S. 79 anlässlich allgemeiner Darstellung GGI.

Großgeräteinitiative MR-geführte Strahlentherapie (2015)

Jahresbericht 2015

Relativ kurze Beschreibung auf S. 77 anlässlich allgemeiner Darstellung GGI.
 

Massenspektrometer und Lichtmikroskopie

Massenspektrometer und Hochleistungslichtmikroskope definieren sich über die Anwendung, nicht über die spezifische Technologie, wie in den vorigen Gerätegruppe (EM, NMR, MRT). Während Massenspektrometer fast seit Beginn der DFG gefördert und von der DFG beschafft werden, wurden die Laserscanning-Mikroskope, die seit Jahren zur antragstärksten Gruppe gehören, erst 1986 mit einer gezielten Initiative eingeführt. Beiden Geräteklassen ist gemein, dass die Geräte einerseits flächendeckend für vielfältige Anwendungen benötigt werden und daher sehr geeignet für eine Bündelung in Gerätezentren sind, andererseits auch Spezialgeräte bis hin zu Eigenentwicklungen in technisch versierten Labors betrieben werden, um neue Methoden zu entwickeln und zu evaluieren. Auch der Kostenrahmen ist vergleichbar und bewegt sich mit sechsstelligen Summen für typische Geräte bis zu 1-2 Mio. Euro für Spezialgeräte in einem für die DFG-Geräteverfahren, aber auch die DFG-Projektförderung zugänglichen Bereich.

Aus den Jahresberichten zu Massenspektrometern

Jahresbericht 1975

„Die Projektgruppe für Massenspektroskopie des Apparateausschusses hat sich 1975 einmal getroffen. Es wurde unter anderem vereinbart, einen Ringversuch zum Test hochauflösender Massenspektrometer mit Datensystemen durchzuführen.“ (S. 254) Bis 1986 werden gelegentlich weitere Treffen erwähnt, aber ohne nähere Angaben zu konkreten Inhalten.

Jahresbericht 1979

„Für die Strukturbestimmung unbekannter Naturstoffe wurde ein doppelfokussierendes Massenspektrometer mit Datensystem im Werte von 945 000 DM im Fachbereich Chemie der Universität Bayreuth aufgestellt.“ (S. 205)

Jahresbericht 1985

„Der Hauptausschuß hat im Jahre 1985 zwei Tandem-Massenspektrometer bewilligt, von denen zunächst eins in der Universität Heidelberg in Betrieb genommen werden soll. Bei positiven Erfahrungen mit diesem Gerät soll ein zweites für die Universität München beschafft werden.“ (S. 59)

Jahresbericht 1987

„An besonders wichtigen und aufwendigen Geräten wurden 1987 z. B. für ein Ionen-Zyklotron-Resonanz-Massenspektrometer zur Untersuchung von Ionenmolekülreaktionen 1,4 Millionen DM bewilligt.“ (S. 65)

Jahresbericht 1988

„Zur Untersuchung sehr schwerer organischer Moleküle mit Molekulargewicht um und über 10 000 atomaren Masseneinheiten wurde ein Flugzeitmassenspektrometer bewilligt. Dieses Gerät ermöglicht die Massenbestimmung großer Moleküle ohne die Kalibrierungsprobleme, die man in vergleichbaren Fällen bei Magnetmassenspektrometern hat.“ (S. 60)

Jahresbericht 1997

„Die teuerste Einzelbewilligung war ein ICP-Multikollektor-Isotopenmassenspektrometer für 1,4 Millionen DM. Das Gerät wurde Herrn Professor Klaus Mezger, Zentrallaboratorium für Geochronologie, Universität Münster, bewilligt. Mit dem Gerät soll über eine hochpräzise Vermessung von Isotopenverhältnissen ein Beitrag zur Genese der Planetenentwicklung geleistet werden. (...)
Ein großes Massenspektrometer wurde für bodenchemische Untersuchungen Herrn Professor Michael Spiteller, Ökologische Chemie und Toxikologie, Universität Gesamthochschule Kassel, Standort Witzenhausen, zur Verfügung gestellt“ (S. 267)

Großgeräteinitiativen Massenspektrometrie

Jahresbericht 1999

„Bei den Bewilligungen von Großgeräten haben sich 1999 zwei besondere Schwerpunkte ergeben. (...)
Bei dem zweiten Schwerpunkt handelte es sich um eine Großgeräteinitiative für den Einsatz von modernen Hochleistungsmassenspektrometern in der Biologie. Solche Massenspektrometer sind heute bei der Genomsequenzanalyse und in der Struktur- und Funktionsanalytik zahlreicher Arten von Biomolekülen unverzichtbar. Hier besteht nach Auffassung des Apparateausschusses für viele Biomedizinische Arbeitsgruppen gegenüber dem internationalen Standard ein erheblicher Nachholbedarf. Die Initiative konzentrierte sich besonders auf Fouriertransform-Massenspektrometer und auf Time-of-Flight-Massenspektrometer mit Ionenquellen wie Elektrosprayionisation (ESI) oder Matrix-assistierter LaserdesoptionsIonisation (MALDI). Auf eine entsprechende Ausschreibung im Internetserver der DFG gingen hier 61 Anträge für über 60 Millionen DM ein. Die Anträge wurden in zwei Prüfungsgruppen beraten. Den Kern der Arbeit für die erste Prüfungsgruppe bildeten Anträge aus dem Bereich des Fachausschusses Biologie, und die Arbeit der zweiten Prüfungsgruppe hatte ihren fachlichen Schwerpunkt in der Biochemie. Insgesamt wurden von den Gutachtern 26 Anträge zur Bewilligung vorgeschlagen und vom Hauptausschuß 23 Anträge für insgesamt 31 Millionen DM bewilligt“ (S. 54)

Jahresbericht 2003

(Im Rahmen einer allgemeinen Evaluierung bisheriger Großgerätinitiativen): „1999 wurde die Beschaffung von modernen Massenspektrometern für biowissenschaftliche Arbeitsgruppen ausgeschrieben und 30 Geräte für erfolgreiche Gruppen beschafft. 2003 wurden die Arbeitsgruppen zu einem Rundgespräch eingeladen, um über ihre Projekte und Erfahrungen mit den Geräten und deren Einsatzmöglichkeiten in den speziellen Fachgebieten zu berichten. An diesem Symposium nahmen auch acht Gutachter teil, die übereinstimmend zu einem äußerst positiven Ergebnis kamen.“ (S. 48/49)

Jahresbericht 2007

„... Bisher war die Analyse von Eis-, See- oder Erdbohrkernen mit kosmogenen Nukliden in Deutschland nur sehr eingeschränkt möglich. In ein paar Jahren werden Umwelt- und Geowissenschaftler nur mehr in den Keller der Kölner Universität hinabsteigen müssen. Hier soll 2010 ein nagelneues 6-MV-Hochleistungs-Beschleuniger-Massenspektrometer stehen, dessen Leistung und Genauigkeit europaweit seinesgleichen sucht. Nachdem eine eigens eingesetzte Arbeitsgruppe der Senatskommission für Geowissenschaftliche Gemeinschaftsforschung sowie der Apparateausschuss der DFG ein akutes AMS-Defizit in Geo- und Umweltfragen konstatiert hatten, wurde das Großgerät 2007 in einer DFG-Initiative ausgeschrieben. Unter drei starken Bewerbern überzeugte Köln mit dem besten Konzept. Bei der Vermessung von Isotopenverhältnissen erreicht das neue, rund 5,5 Millionen Euro teure AMS-Gerät eine Genauigkeit von 10-15 ...“ (S. 92/93)

Jahresbericht 2011

„Gegenstand einer weiteren Großgeräteinitiative war die bildgebende Massenspektrometrie. Dieses innovative Verfahren ist vor allem für die Lebenswissenschaften von großem Interesse, da es die Messung einer Vielzahl von analytisch relevanten Stoffen in einem Gewebeschnitt mit Mikrometer-Genauigkeit ermöglicht. Neun Universitäten werden hierfür mit Massenspektrometern des höchsten Standards ausgestattet.“ (S. 158)

Großgeräteinitiativen Lichtmikroskopie

Jahresbericht 1986

Die Initiative zur Einführung der Laserscanning-Mikroskope wird sogar im Vorwort beschrieben: „Auf einem anderen Gebiet hat die DFG 1986 selbst eine neue Initiative ergriffen und Forschern Zugang zu neuesten Entwicklungen in ihrem Fach ermöglicht: Wir haben im Rahmen einer gezielten Förderungsaktion Großgeräte zur Durchführung von Pilotprojekten in Biologie, Medizin und Werkstoffkunde bewilligt, die methodisch absolute Neuheiten und die ersten ihrer Art in der Bundesrepublik sind: Es handelt sich dabei um vier Laser-Scan-Mikroskope und fünf Akustische Raster-Mikroskope. Auf diese Weise wird es Forschern ermöglicht — und eine kritische Gutachtergruppe hat darauf geachtet, daß es wirklich die kompetentesten für die zu bearbeitenden Fragen sind —, an der durch revolutionäre Neuerungen im Gerätebereich bedingten rasanten Entwicklung ihres Arbeitsgebietes auf internationalem Niveau teilzunehmen, dort in vorderster Front mitzuforschen, ohne durch zeitliche Verzögerungen in Rückstand zu geraten. Um nur ein Beispiel für die ungeheuren Möglichkeiten zu geben, die im Gebrauch dieser Geräte liegen: Das Akustische Raster-Mikroskop ermöglicht es, unter die Oberfläche von undurchsichtigen Materialien zu »schauen«. Dies hat besondere Bedeutung bei der Defektkontrolle von Halbleiterbauelementen und bei der Untersuchung von Schweißverbindungen aller Art. Das Akustische Mikroskop arbeitet zerstörungsfrei, das heißt, auch lebendes Material kann untersucht werden. Dabei können die mechanischen Eigenschaften wie Härte, Elastizität, Dichte und Viskosität von biologischem Material zur Abbildung beitragen.

Diese Bewilligungen im Gerätebereich zeigten, daß an den Hochschulen die Ideen und das Potential für mehr innovative Initiativen vorhanden sind, als wir tatsächlich bedienen können. Durch einen erhöhten Einsatz von Mitteln wäre gerade auch auf international kompetitiven Gebieten noch mehr zu erreichen: Der Bedarf an neuartigen und hochleistungsfähigen Geräten ist durch die bahnbrechenden Neuentwicklungen im Bereich der Informations-, Meß- und Datenanalysetechniken unverändert hoch. Schon jetzt ist freilich abzusehen, daß uns im Jahr 1987, in dem die uns gewährte Steigerungsrate vermutlich durch Tariferhöhungen voll aufgezehrt wird, das Geld für derartige zusätzliche Initiativen fehlen wird“

Im Bericht selbst (bei den Aktivitäten des Apparateausschusses)

„Der Apparateausschuß diskutierte in mehreren Sitzungen die Frage, ob es Geräte-Neuentwicklungen von besonderer Bedeutung für die Forschung gibt, die eine aktive Förderung durch die DFG rechtfertigen könnten. Als Ergebnis der Diskussionen wurde festgestellt, daß in ausgewählten Einzelfällen Prototypen von Geräte-Neuentwicklungen besonders gefördert werden und die Forschungsgemeinschaft bei der Einführung neuer Methoden Risikobereitschaft zeigen sollte. Diese Art der Förderung soll sicherstellen, daß möglichst schnell fundierte Erfahrungsberichte allen interessierten Wissenschaftlern zugänglich werden.

In diesem Sinne hat die DFG im März 1986 auf Anregung des Apparateausschusses etwa 140 Arbeitsgruppen aus den Bereichen der Biologie, der Medizin und der Werkstoffkunde darauf aufmerksam gemacht, daß zur Durchführung konkreter Forschungsvorhaben im Rahmen einer gezielten Förderung Akustische Mikroskope für die Biologie, Medizin und Werkstoffkunde und Laser-Scan-Mikroskope für die Biologie und Medizin beantragt werden können.

Von den eingegangenen Anträgen hat der Hauptausschuß vier Laser-Scan- und zwei Akustische Mikroskope für Vorhaben aus der Biologie und Medizin bewilligt.“ (S. 54)

Jahresbericht 1989

„Im Rahmen einer gezielten Förderung hat die DFG 1986 erstmalig vier Laser-Scan-Mikroskope und zwei Akustische Raster-Mikroskope zur Durchführung von Forschungsvorhaben in der Biologie und in der Medizin zur Verfügung gestellt. Im März 1989 wurde ein Rundgespräch durchgeführt, bei dem eine Bilanz des Einsatzes dieser Geräte gezogen werden sollte. Es zeigte sich dabei, daß insbesondere die Bereitstellung der ersten Laser-Scan-Mikroskope zur Entwicklung eines wichtigen neuen Analyseverfahrens in den Biowissenschaften geführt hat, dessen wachsende Bedeutung schon jetzt zu erkennen ist.“ (S. 56)

Jahresbericht 1994

„Auf eine andere Initiative des Apparateausschusses geht das Schwerpunktprogramm „Neue mikroskopische Techniken in Biologie und Medizin" zurück. Dazu fand 1994 ein Kolloquium statt, das als thematischen Schwerpunkt lichtmikroskopische Techniken behandelte. Die eingegangenen Fortsetzungs- und Neuanträge zu dem Schwerpunktprogramm zeigten eine Reihe von neuen und vielversprechenden mikroskopischen Ansätzen für biologische und medizinische Fragestellungen.“ (S. 53)

Jahresbericht 2004

„Im Rahmen einer solchen Initiative hat die DFG der zellbiologischen Forschung in der Großgeräteinitiative „High-Light2004“ fünf Höchstleistungsfluoreszenzmikroskope zur Verfügung gestellt. Diese Geräte wurden in Deutschland entwickelt und stehen nun anwendungsreif zur Verfügung. ... [Es] gingen bei der DFG 24 Anträge mit einem Antragsvolumen von knapp 17 Millionen Euro ein. Fünf Geräte wurden bewilligt und werden in Freiburg, Hannover, Heidelberg, Münster und Ulm zum Einsatz kommen, wo sie an Mikroskopie-Zentren auch anderen DFG-geförderten Arbeitsgruppen auf Antrag zur Verfügung stehen werden.“ (S. 120)

Jahresbericht 2018

„[Es] zielt die 2018 gestartete Großgeräteinitiative „Neuartige, experimentelle Lichtmikroskope für die Forschung“ auf wissenschaftlich anspruchsvolle Geräte mit teils völlig unterschiedlichen Technologien. (...) Die Wahl, welches Mikroskop für welche Fragestellung am besten ist, fällt da oft schwer. Um eine frühzeitige Evaluation und Erprobung neuester Mikroskopiemethoden an Hochschulen zu erlauben, bewilligte die DFG 13 von 50 beantragten Projekten mit einem Gesamtvolumen von 14,5 Millionen Euro (ohne Programmpauschale). Gefördert werden dabei Lattice Light Sheet-Mikroskope, Minflux-Superresolutions- Mikroskope und Multiphotonen- Mikroskope, die vor allem in den Lebenswissenschaften zum Einsatz kommen, aber auch spezielle material- und ingenieurwissenschaftliche Mikroskopsysteme. Bei einem Teil der geförderten Projekte wird zusätzlich zu den Mikroskopen wissenschaftliches Personal von der DFG finanziert, um die notwendige Kompetenz für einen Einsatz in den unterschiedlichen Vorhaben sicherzustellen. Über die Veröffentlichung von wissenschaftlichen Publikationen hinaus sind die Standorte angehalten, die Technologien durch Workshops und Öffentlichkeitsarbeit bekannt zu machen und zusätzlich einen Anteil der Nutzungszeit für Projekte Dritter zu öffnen.“ (S. 100/101)

Röntgendiffraktometer und weiteres X-ray

Röntgendiffraktometer sind eine seit langem bei der DFG relevante und häufig beantragte Geräteart. In den Jahresberichten tauchen Diffraktometer regelmäßig in den summarischen Beschreibungen der Gerätebeschaffungen auf, aber zu technologischen Neuentwicklungen oder spezifischen DFG-Aktivitäten in diesem Gerätebereich findet sich kaum etwas. Ein unauffälliger Gerätetyp wie es scheint.

Bei der röntgenbasierten Computertomographie (CT), die in der Medizin eine sehr wichtige Rolle spielt, aber auch in den Material- und Ingenieurwissenschaften angewandt wird, ist es ähnlich. Es werden viele Geräte von der DFG erst beschafft, dann im HBFG empfohlen, und nun in den HBFG-Nachfolgeverfahren entweder empfohlen (LAGG) oder mitfinanziert (FUGG). Besondere Diskussionen oder Aktivitäten finden sich in den DFG-Jahresberichten (bis vor kurzem) nicht.

Die „beste“ Röntgenstrahlung, sprich die höchste Brillianz, Kohärenz, Intensität, Flexibilität in Wellenlänge und Strahlform erhielt man bisher an Synchrotrons. Dort werden sowohl neue Methoden und Geräte entwickelt, als auch neue Anwendungen mit X-ray ausprobiert, evaluiert und, im Erfolgsfall, etabliert. Es mag also sein, dass bislang die technisch-methodisch spannende X-ray-Forschung vor allem an Synchrotrons stattfand, die nicht im Geräte-Portfolio der DFG sind.

In den letzten Jahren gab es allerdings sehr interessante Entwicklungen bei den Röntgenquellen und Röntgenmethoden. Ein Beispiel ist die Phasenkontrast-Bildgebung, die den klassischen CT-Ansatz mit Aspekten der Diffraktometrie (kohärente Streuung, Gitterbasiert, Phaseninformation) verbindet. Die Methode wurde am Synchrotron entwickelt und erste Anwendungen wurden dort gezeigt. Inzwischen gibt es Table-Top-Geräte, sogar erste kommerzielle Produkte, mit denen Phasenkontrast-Bildgebung in jedem passend ausgestatteten Labor möglich ist. Bei der DFG gab es im Jahr 2016 gleich zwei Großgeräteinitiativen im X-ray-Bereich, die eine zu CT von besonders großen Objekten (CT im Bauwesen), die andere zur Röntgenmikroskopie.

Andere technologische Entwicklungen versuchen den Synchrotrons Konkurrenz zu machen: An der TU München wird in Garching eine Compact Light Source betrieben, wie sie inzwischen auch von anderen deutschen Standorten gewünscht wird. Ebenfalls dort hat 2018 das Centre for Advanced Laser Applications (CALA) den Betrieb aufgenommen, bei dem hochbrilliante Röntgenstrahlung laserbasiert erzeugt wird. Beide Großgeräte (die jeweils große Hallen benötigen), wurden als Großgeräte in Forschungsbauten von der DFG im Jahr 2010 begutachtet und empfohlen.

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Hier finden Sie das Verzeichnis der genutzten Abkürzungen.