Das Serienschnitt-Rasterelektronenmikroskop

Auch Dreidimensionales-Rasterelektronenmikroskop oder Serial Block-Face Scanning Electron Microscope (SBEM)

Das Serienschnitt-Rasterelektronenmikroskop, hier mit geöffneter Vakuumkammer, erzeugt in einem automatisierten Prozess ein hochauflösendes, dreidimensionales Bild einer Gewebeprobe.

Mit dem Serienschnitt-Rasterelektronenmikroskop können Details einer Gewebeprobe automatisierte erfasst und hochauflösend, dreidimensional dargestellt werden.

Das Serienschnitt-Rasterelektronenmikroskop besteht aus einem Rasterelektronenmikroskop, einem Ultramikrotom, das sich innerhalb der Vakuumkammer eines Rasterelektronenmikroskops befindet, und einem beweglichen Probentisch.

In Vorbereitung auf eine Aufnahme wird eine Gewebeprobe zunächst mit einem speziellen Verfahren präpariert und in Epoxidharz eingebettet. In der Vakuumkammer des Rasterelektronenmikroskops wird die Oberfläche der Probe dann von einem Elektronenstrahl abgescannt. Das so gewonnene Bild wird gespeichert. Im Anschluss schneidet das Ultramikrotom eine nur wenige millionstel Millimeter (Nanometer) dünne Schicht von der Oberfläche der Probe ab. Danach wird die Probe verschiebungsfrei wieder in die Fokusebene des Elektronenstrahls gerückt und für das nächste Bild gescannt.

Der automatisierte Prozess von Scannen und Schneiden erzeugt ein dreidimensionales Bild der Gewebeprobe, die am Computer und mit Hilfe künstlicher neuronaler Netze analysiert werden kann.

Im Unterschied zu Lichtmikroskopen kann ein Rasterelektronenmikroskop deutlich kleinere Details sichtbar machen – bis zu einer Auflösung von einigen Nanometern. Im Serienschnitt-Rasterelektronenmikroskop werden daher selbst Synaptische Vesikel sichtbar und feinste Nervenzellfortsätze können mit all ihren Verästelungen dreidimensional dargestellt werden. Der automatisierte Prozess konnte die sehr zeitaufwändige und fehleranfällige Produktion der Serienschnitte ersetzen.

Die Methode wurde im Oktober 2004 in PLOS Biology veröffentlicht:
Winfried Denk & Heinz Horstmann
Serial Block-Face Scanning Electron Microscopy to Reconstruct Three-Dimensional Tissue Nanostructure

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