Dreidimensionale Aufnahmen biologischer Zellen


Mit Hilfe der neuen Technik können - ähnlich wie bei der Computertomographie in der Medizin - schichtweise dreidimensionale Betrachtungen von biologischen Zellen, aber auch von Halbleitern durchgeführt werden.

Das Zellinnere ist nur mit großem Aufwand analysierbar. Die Verwendung von Elektronenmikroskopen erfordert zunächst die Fixierung der ganzen Zellen und anschließend ein zeitaufwändiges Anfertigen von Einzelschnitten. Diese können dann an der Oberfläche Stück für Stück hochauflösend untersucht werden. Wesentlich weniger aufwändig geht es mit der Röntgenmikroskopie. Unmittelbar nach der Kryo-Fixierung der ganzen Zellen können dreidimensionale Bilder mit einer Auflösung von derzeit 20 Nanometern aufgenommen werden. Das geschieht ähnlich wie bei der Computertomographie in der Medizin. Auch in der Halbleiterelektronik können mit hoher Auflösung stromdurchflossene Leiter mit dem Röntgenmikroskop untersucht werden.

Um die im Vergleich zur Lichtmikroskopie hohe Auflösung von 20 Nanometern zu erreichen, sind kurze Wellenlängen im weichen Röntgenbereich notwendig. Sinnvolle niedrige Belichtungszeiten werden nur dann erzielt, wenn hohe Photonenflüsse vorhanden sind. Diese werden bis heute üblicherweise an Elektronenspeicherringen in Großforschungsanlagen erzeugt. Da es sich hierbei um nur wenige stationäre Forschungsanlagen handelt, ist der Einsatz für viele Anwender nur bedingt möglich.

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik hat nun ein kompaktes und lichtstarkes Quelle-Kollektorsystem entwickelt, das den Bau leistungsfähiger Röntgenmikroskope im Labormaßstab ermöglicht. Das Volumen des Röntgenmikroskops liegt unter 2 Kubikmeter. Damit eignet sich die Anlage für den Einsatz vor Ort.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer-Institut für Lasertechnik