Mikroskopieren 1.)Historischer Überblick über die Mikroskopie: Schon vor 2000 Jahren wusste man das Glas Licht bündelt. Trotzdem war die erste Linse erst vor 1300 Jahren. 16. Jh - Holländer Hans und Zacharias Janssen (Vater&Sohn) bauten ein simples Mikroskop, aus drei beweglichen Röhren mit Linsen. 9x max. Vergrößerung. Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) NL, Verbesserte das Mikroskop. Er kombinierte Konkave und Konvexe Linsen ==> max. 270x Vergrößerung (er beschreibt: Blutzellen; Sperma; Bakterien...etc.) Robert Hook (1635-1703) GB, Kopiert Leeuwenhoeks Mikroskop, gibt aber dem Mikroskop das heutige Klassische Mikroskop-Design und fügt das Okular hinzu. Er nutzte als erster das Drei-Linsen-System das heute noch immer genutzt wird. 19. Jh - Die Mikroskope von damals kann man mit denen von heute gar nicht mehr vergleichen. Das Glas war schlechter Qualität und schlechter Form der Linse (es kam zu Fehler). Heute hingegen versteht man die Prinzipien der Optik. Carl Zeiss, Ernst Abbe und Otto Schott (D) machten Glas aus hoher Qualität (korrigierten die Linsenfehler). HEUTE - Lichtmikroskope machen heute eine Vergrößerung von über 1250x; mit Blaulichmikroskopen bis zu über 5000x (wegen der Lichtwellenfrequentz) Für kleinere Teile (unter 0,5μm) braucht man ein Elektronenmikroskop. Das EM erfand die Deutschen Ernst Ruska und Max Knoll ca. 1930. Es vergrößert bis zu 1.000.000x (EM-->Elektronen werden auf das Objekt beschossen und reflektiert dann auf ein Sensor. Nur im Vakuum durchführbar, weil es Moleküle in der Luft gibt auf die die Elektronen stoßen würden.) 12/10/10! 1
2.)Was ist ein Mikroskop? Ein Mikroskop ist ein Gerät das Objekte stark vergrößert die wir entweder mit unseren Augen schlecht oder gar nicht sieht. Die Vergrößerung entsteht durch die Kombination von mehreren Linsen die das Licht, je nach dem, Sammeln oder Brechen. 3.)Strahlengang von Lichtmikroskop und Elektronenmikroskop: Lichtmikroskop: Hier wird das Licht von einer Lichtquelle durch drei Linsen geführt. Durch die Kondensorlinse wird das Licht auf das Objekt konzentriert, danach wird von der Objektivlinse und dem Okular in unser Auge projiziert. Elektronenm.: Die Strahlenquelle ist eine Kathode (negative Elektrode), das elektrisch aufgeheizt wird, und somit Elektronen emittiert werden. Sie werden in einem elektrischem Feld zur Anode (positive Elektrode) beschleunigt und kommen dann durch ein Loch weiter. In einem Elektronenmikroskop gibt es statt Linsen, Magnetlinsen die die Elektronen weiter leiten. Die Elektronen gelangen zuerst durch zwei Kondensorlinsen die dann auf das Objekt treffen. Danach filtriert die Objektivlinse die stark gestreute Elektronen aus. Die letzten zwei Linsen, Zwischen- und Projektivlinse, weiten den Strahl auf, damit es eine hohe Endvergrößerung gibt. Das Ende wird auf ein Sensor projiziert dass uns dann ein Bild erstellt. Quelle: http://www.sinnesphysiologie.de/methoden/mikros/tem.htm 12/10/10! 2
Milan Cokic 6b 4.)TEM: Transmissionselektonenmikroskop: Ist ein Elektromikroskop das starke Vergrößerungen möglich macht durch Elektronenstrahlen. Das gewünschte Objekt wird mit Elektronen beschossen und je nach dem wie viele durchkommen erfasst das ein Sensor und bildet ein Bild. (Das Objekt muss sehr dünn sein) REM: Rasterelektronenmikroskop: Erreicht ebenfalls hohe Vergrößerungen durch den Beschuss von Elektronen. Der grundsätzlicher Unterschied ist, das hier beim REM das Objekt nicht durch gestrahlt sondern wird angestrahlt. Die Elektronen reflektieren vom Objekt ab und werden von einem Detektor aufgefangen und verarbeitet (Bild wird erzeugt). Das Objekt darf kein Wasser enthalten. (Objekte müssen nicht dünn sein) Unterschied: beim TEM wird das Objekt DURCH-gestrahlt, beim REM wird das Objekt AN-gestrahlt. 12/10/10! 3
5.)Lichtmikroskopische Techniken: Dunkelfeldmikroskopie: Diese Technik wird angewandt wenn das Objekt dass man betrachtet durchsichtig oder kaum sichtbar ist. Das ist eine spezielle Art des Lichtmikroskope die alles dunkel lässt und somit man das Objekt sieht. Vorteilhaft, man muss dann das Objekt nicht färben und somit eine gute Möglichkeit lebende Objekte zu betrachten. Polarisationsmikorskop: Diese Technik wird meist benutzt um Gesteine zu untersuchen und damit gleich die Zusammensetzung des Gesteins fest zu stellen. Es ist ein Lichtmikroskop, das polarisiertes Licht zur Abbildung benutzt. Manche haben einen drehbaren Objekttisch und können somit verschiedene Filter ändern. 6.)EM Präparationstechniken: REM: Das Objekt muss speziell präpariert werden. Es wird aufgedampft mir einem Metallfilm zb. mit Gold. So werden die biologischen Objekte leitend gemacht. Aber es darf nicht zu dick aufgetragen werden, da man sonst die Struktur des Objekts nicht mehr sieht. Außerdem müssen die Objekte vom Wasser entfernt, weil alles im Vakuum geschähen muss. TEM: Das Objekt muss sehr dünn sein, da die Elektronen das Objekt durchdringen müssen (ca. 50nm). Muss ebenfalls im Vakuum sein. Wegen schwachem Kontrast ist eine Kontrastierung durch Einlagerung von Schwermetallen nötig. 12/10/10! 4
7.)Mikroskopische Präparatstechnik: Man bereitet sich zuerst seine Werkzeuge vor (Skalpell, Pipette, Pinzette,...etc.). Dann bringt man das Objekt das man untersuchen will auf einen Objektträger und gibt wenige Tropfen Wasser darauf. Als nächstes nimm man langsam ein Deckglas an den Kanten, und legt es DACHDECKERARTIG hin. Desto langsamer man es macht desto weniger Luftbläschen gibt es. (Gibt es trotzdem Luftblasen, kann man sie mit langsamen darauf Klopfen entfernen) 8.)Weg zu einem gutem Bild: Schon beim hinlegen des Präparats kann man vieles falsch machen. Man sollte vor allem am Anfang das Revolver auf den kleinsten Objektiv stellen, damit man das Präparat nicht zerbricht. Das Licht sollte natürlich eingeschaltet sein. Zuerst sollte man mit dem Grobund dann mit dem Feintrieb einstellen. Zur Verbesserung des Kontrast dreht man an der Blende. Und etwas Mühe! 9.)Fehler beim Mikroskopieren: Es könnten viele Fehler gemacht werden beim Mikroskopieren. Man sollte nie vergessen den Revolver immer auf den kleinsten Objektiv zu stellen, sonst könnte man das Präparat zerstören. Es könnte zb. sein dass das Okular oder die Objektive schmutzig sind und das man dann unscharf sieht. Stromquelle ist zerbrochen, oder kein Strom. Grob- oder Feintrieb funktioniert nicht. Das Präparat wurde schlecht erstellt (zu viel Wasser, zu dick, zerbrochenes Glas...etc.). 10.)Schneidetechniken: Handschnitte: Handschnitte sind sehr einfach und schnell herzustellen. Mit einer Klinge oder einem Skalpell schneidet mann vorsichtig eine dünne Schicht des Objekts. Mikrotomschnitte: Dient zum genauen und gleichmäßigem schneiden eines Objekts. Der Vorgang dauert etwas länger als beim Handschnitt. Man muss das Objekt fixieren und dann vorsichtig mit geführtem Messer schneiden. Oder man nutzt moderne Geräte die das allein machen. 12/10/10! 5
Stundenprotokoll Präparat Erstellen (Zwiebelhäutchen): Als aller erstes teilt man eine Zwiebel, danach sucht man sich eine gute Zwiebelschicht aus. Bei dieser Zwiebelschicht ritzen wir Quadrate mit einem Skalpell ein. Das Hautstückchen das am besten ist nimmt man mit einer Pinzette vorsichtig und legt es auf ein Objektträger. Danach natürlich ein Tropfen Wasser und mit einem Deckglas langsam dachdeckerartig darauf legen. Präparat Erstellen (Rosenstängel): Bei Pflanzenstängel-Präparate muss man zuerst ein Stück des Stängels abschneiden. Jetzt muss man ganz vorsichtig so dünn wie möglich mit einem Skalpell ein Stück abschneiden. Nach einigen Versuchen sollte man ein halbwegs dünnes Stück haben. Darauf folgt alles gleich wie im oberen teil genannt. Nach dem Erstellen der Präparate zeichnet man ein abschnitt ab. Vorsichtig und genau sollte es sein. 12/10/10! 6