Mikroskopie
Grundsätlich kann man mit einer Strahlung nur Objekte abbilden, die
grösser als die Wellenlänge der Strahlung sind.
Damit in der von Natur aus durchsichtigen Zelle Strukturen sichbar
werden, muss man entweder die gesamte Zelle oder mit Farbstoffen, die
bestimmte Bereiche bevorzugen, diese spezifisch anfärben.
Vor jedem Mikroskopieren müssen die Objekte getötet, fixiert und mit
einem Mikrotom geschnitten werden. Damit die Gewebe unempfindlich
werden, werden sie in Harze oder Wachse eingebettet. Bei all diesen
Prozessen können Artefakte auftreten.
Das Lichtmikrokop kann Objekte bis zu der Grösse eines Mitochondriums
oder eines Bakteriums auflösen.
Bei einem Fluoreszenzmikroskop werden bestimmte Farbstoffe, die Licht
einer bestimmten Wellenlänge absorbieren und Licht einer anderen
wellenlänge abgeben verwendet. Diese Farbstoffe werden an einen
Antikörper gekoppelt, der dann die Lokalisation bestimmter Proteine
anzeigt.
Das so gewonnene Präparat kann man dann in einem Floureszenzmikroskop
betrachten.
Bei einem Phasenkontrastmikroskop nutzt man den Umstand, dass das
Licht bei der Passage durch die Zelle seine Phase ändert.
Bei der Dunkelfeldmikroskopie wird das Licht von der Seite gegeben und
nur das Streulicht der einzelnen Komponenten betrachtet.
Bei einem konfokalen Rastermikroskop ermöglicht das Fokussieren einer
bestimmten Ebene in einem relativ dicken Schnitt. Das Licht der
darunter und darüber liegenden Regionen wird ausgeblendet. Dies
geschieht, indem eine Laserstahl nicht die gesamte Probe beleutet,
sonden gezielt einen einzelnen Punkt fokussiert. Ein Detektor fängt
das emmitierte Licht auf und filtert durch das davor liegende
Pinnhole, eine Blende alles nicht auf den Punkt fokussierte Licht
weg.
Beim Elektronenmikroskop benutzt statt Licht einen Elektronenstrahl um
das Objekt abzubilden. Dabei ist zwar die Wellenlänge kleiner, wodurch
kleinere Objekte abgebildet werden können, dafür sind bei den ,,
Linsen`` des Elektronenmikroskops Abbildungsfehler wesentlich
schwerer zu korrigieren.
Das Transmissions-Elektronenmikroskop ähnelt einem inversen
Lichtmikroskop. Die von einer Glühelektrode emmitierten Elektroden
werden durch ein Vakuum geleitet und durch eine Anode in der Nähe des
Glühdrates beschleunigt.
Das Objekt wird normalerweise mit einem elektronendichten Material wie
Osmiumtetroxis behandelt. Die so gefärbten Objekte werden in Kunstharz
eingebettet und in Dünnschnitte geschnitten. Diese legt man auf ein
kleines Metallgitter, welches man im Mikroskop durch die Beugung des
Elektronenstrahls betrachten kann.
Bei einem Raster-Elektronenmikroskop wird das Objekt mit einer dünnen
Schwermetallschicht bedampft und mit einem Elektronenstrahl
beschossen. Durch die reflektierten Elektronen kann ein
Bild der Oberfläche erstellt werden.
Ein ähnliches Verfahren bietet das Erstellen einer Replik, bei dem ein
TEM-Objekt mit Metall bedampf wird und so sogar makromolekulare Strukturen
sichbar werden.
Bei dickeren Objekten ist es notwendig, nach dem Bedampfen die
eigentliche Probe zu entfernen.
Bei der Gefrierbruchtechnik wird eine Zelle in flüssigem Stickstoff
eingefroren und so aufgebrochen, dass das Innere der Membranen
sichtbar wird, wenn man diese anschliessend mit Platin bespattert.
Bei der Gefrierätztechnik wird die Zelle durch Kontakt mit einem mit
flüssigem Helium gekühlten Metallblock gefroren und
aufgebrochen. Durch Vakuumsublimation wird die Eisschicht der Zellen
entfernt und die freigelegte Struktur wie oben behandelt.
Feine Details z.B. einer DNA-Struktur lassen sich durch Negative
Staining, einer Kontrastierungmethode, bei der das Umfeld einer Probe
mit einem elektronendichten Salz abgedeckt wird und so nur an der
Struktur selbst eine elektronendurchlässige Stelle entsteht.
Bei der sogenannten Kryo-Elektronenmikroskopie werden die Objekte sehr
schnell eingefroren und ohne Fixierung in einem speziellen Verfahren,
das dem Phasenkontrast gleicht, betrachtet.
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