Diese Arbeit wurde im Rahmen des Rasterelektronenmikroskopie-Unterrichts während der Ausbildung zur staatlich geprüften Biologisch-Technischen Assistenten (BTA) am Berufskolleg Hilden des Kreises Mettmann verfasst.
Er beruht auf einem Halbjahres-Projekt und umfasst einen kurzen theoretischen Hintergrund zur Rasterelektronenmikroskopie und dem Projekt, eine ausführliche Beschreibung der Durchführung, sowie auch Troubleshootings und Ergebnisse. Es wurden zwei Objekte untersucht: Ein Hühnerknochen von außen und innen (Flügel) und adhärente, jedoch überkonfluente HeLa-Zellen (Tumorbildung).
Der Bericht wurde erstellt, um den nachfolgenden Schülerinnen und Schülern des Bildungsganges BTA, die ein ähnliches Projekt ausführen wollen, die Planung und fehlerfreie Durchführung zu erleichtern.
Inhaltsverzeichnis
1. DAS RASTERELEKTRONENMIKROSKOP
1.1 GESCHICHTE
1.2 AUFBAU
1.3 FUNKTION
1.4 UNSERE PROJEKTIDEEN
2. PROJEKT 1
2.1 HÜHNERKNOCHEN UNTER DEM RASTERELEKTRONENMIKROSKOP
2.1.1 IDEE/ THEORETISCHER HINTERGRUND
2.1.2 PLANUNG
2.1.3 MATERIAL
2.1.4 DURCHFÜHRUNG
2.1.5 ERGEBNIS
2.1.6 BESCHREIBUNG DER ERGEBNISSE
2.1.7 DISKUSSION
3. PROJEKT 2
3.1 ADHÄRENTE EUKARYONTISCHE ZELLEN UNTER DEM RASTERELEKTRONENMIKROSKOP
3.1.1 IDEE/ THEORETISCHER HINTERGRUND
3.1.2 PLANUNG
3.1.3 MATERIAL
3.1.4 DURCHFÜHRUNG
3.1.5 ERGEBNIS
3.1.6 BESCHREIBUNG DER ERGEBNISSE/ WEITERES VORGEHEN
3.1.7 TROUBLESHOOTING 1
3.1.7.1 DURCHFÜHRUNG
3.1.7.2 ERGEBNIS
3.1.7.3 BESCHREIBUNG DER ERGEBNISSE
3.1.7.4 DISKUSSION
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, praktische Erfahrungen in der Bedienung und Probenpräparation eines Rasterelektronenmikroskops (REM) zu gewinnen, indem zwei unterschiedliche biologische Objekte analysiert werden, um deren Oberflächenstrukturen unter hoher Vergrößerung sichtbar zu machen.
- Grundlagen der Rasterelektronenmikroskopie
- Probenpräparation biologischer Proben (Hühnerknochen)
- Kultivierung und Präparation adhärenter Zelllinien (HeLa, NIH-3T3)
- Vergleich verschiedener Fixierungsmethoden (PFA vs. EtOH)
- Troubleshooting bei der Probenaufbereitung
Auszug aus dem Buch
Diskussion
Unser erstes Projekt war ein Röhrenknochen, hier vor allem die Diaphyse (der Knochenschaft) eines Hühnerknochens. Die Präparation wie auch die Durchführung der Alkoholreihe und Besputterung verliefen komplikationslos. Drei Präparate, eines der Innenseite und zwei der Außenseite, wurden wie in der Durchführung erwähnt mit einer steigenden Alkoholreihe fixiert und getrocknet. Die Besputterung von 420 Sekunden führte zu einer optimal dichten, aber dünnen Schicht Gold-Staub auf den Präparaten. Das Ergebnis ließ sich im Rasterelektronenmikroskop begutachten. Nachdem die rasterelektronenmikroskopische Analyse der Knochen-Innenseite keinerlei Strukturen enthielt, fokussierten wir unsere weitere Analyse auf die Präparate der Knochen-Außenseite. In dieser lassen sich Poren sowie Risse, Unebenheiten und Löcher erkennen. Teilweise ist dies die Struktur der Substantia compacta, andererseits könnte auch die Präparation sowie Verletzungen der Knochenhaut während der Massentierhaltung des Huhns Ursprung der beschriebenen Strukturen sein. Das Rasterelektronenmikroskop machte es möglich, die Knochenstruktur eines Flügels vom Huhn in hoher Auflösung und extremer Vergrößerung zu betrachten. Für die Analyse einer Knochen-Struktur ist es unserer Meinung nach sehr gut geeignet.
Zusammenfassung der Kapitel
DAS RASTERELEKTRONENMIKROSKOP: Einführung in die Geschichte, den Aufbau und die Funktionsweise des REM sowie Vorstellung der gewählten Projektideen.
PROJEKT 1: Durchführung einer Analyse an Hühnerknochen, von der Idee über die Präparation mittels Alkoholreihe und Besputterung bis zur mikroskopischen Untersuchung.
PROJEKT 2: Untersuchung von HeLa- und NIH-3T3-Zellen, wobei nach anfänglichen Problemen bei der Präparation ein Troubleshooting-Prozess erfolgreich zur Visualisierung der Zellstrukturen führte.
Schlüsselwörter
Rasterelektronenmikroskop, REM, Elektronenmikroskopie, Hühnerknochen, HeLa-Zellen, NIH-3T3, Probenpräparation, Besputtern, Goldbeschichtung, Fixierung, Paraformaldehyd, Ethanol, Substantia compacta, Zellkultur, Mikroskopie
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert ein schulisches Projekt zur Anwendung der Rasterelektronenmikroskopie auf zwei unterschiedliche biologische Proben.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die methodische Vorbereitung von Proben, die Durchführung der REM-Analyse und die Optimierung der Fixierungsprozesse für biologisches Material.
Was ist das primäre Ziel dieser Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, die theoretischen Grundlagen des REM praktisch anzuwenden und die Herausforderungen bei der Präparation von Knochen und adhärenten Zellen zu meistern.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden verschiedene Präparationsmethoden wie die Fixierung in steigenden Alkoholreihen oder PFA sowie die Bedampfung mit Gold (Besputtern) angewandt, um die Proben leitfähig für die Analyse zu machen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in zwei Projekte: die Analyse von Hühnerknochen und die Untersuchung von eukaryontischen Zelllinien unter dem Rasterelektronenmikroskop inklusive eines detaillierten Troubleshootings.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind REM, Probenpräparation, Besputtern, HeLa-Zellen, Fixierung und Mikroskopie.
Warum wurde bei den Zellproben ein Troubleshooting durchgeführt?
Die erste Versuchsdurchführung scheiterte daran, dass die Deckgläschen nicht vom Kulturgefäß gelöst werden konnten und die Zellen zu Aggregaten verklumpten.
Welche Erkenntnis ergab sich aus dem Vergleich der Fixierungsmethoden?
Die Fixierung mit Paraformaldehyd (PFA) lieferte eine bessere Auflösung der zellulären Strukturen als die Fixierung mit 80% Ethanol.
Welchen Einfluss hatte die Überkonfluenz auf die Analyse der Zellen?
Die starke Überkonfluenz führte zur Bildung von Zell-Aggregaten, was die Suche nach einzelnen, analysierbaren Zellen erschwerte, aber dennoch gute Aufnahmen von Zell-Zell-Verbindungen ermöglichte.
- Quote paper
- Lucie Küll (Author), 2021, Analyse von adhärenten eukaryontischen Zellen mittels Rasterelektronenmikroskop. Von der Planung über die Durchführung bis zum Troubleshooting, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1014643
