Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 11.08.2019, 07:54   #1   Druckbare Version zeigen
Kiwianer Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 24
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Hallo liebe Comminity,


ich bin gerade mal wieder über rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen gestolpert, und mein Gehirn wird nicht müde, immer wieder ins Staunen zu fallen, wenn es diese Bilder sieht



Man tastet damit aktuell ja meist SEHR kleine Flächen ab. Mir kam gerade der Gedanke, wie lange es wohl noch dauern wird, bis automatisierte Prozesse größere Oberflächen, wie z.B. ein gesamtes Bakterium abtasten können. Vielleicht geht das ja irgendwann sogar mit noch größeren Sachen wie eukaryotischen Einzellern, etc. Aus den Daten könnte man dann ein sehr schönes dreidimensionales Modell erstellen, in das man bis auf Atomstruktur hineinzoomen könnte.

Wäre das nicht wirklich wunderbar?



Ich hoffe, dass ich das noch erleben darf!

Kennt sich jemand mit diesem Thema aus, und kann abschätzen, wie viele Jahrzehnte es noch dauern wird, bis sowas möglich sein könnte?


Liebe Grüße und einen schönen Sonntag
Kiwianer ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2019, 10:19   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.323
AW: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Wie groß ist denn so ein Tierchen. Wir haben bei uns Halbleiterstrukturen in Nanometer bis Mikrometergröße abgebildet. Noch größer da reicht auch ein Lichtmikroskop.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2019, 10:40   #3   Druckbare Version zeigen
Kiwianer Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 24
AW: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Bakterien bewegen sich meist in der Größenordnung von 0,5 - 5 µm.
Einzellige Euykaryoten sind meistens größer.


Natürlich reicht ein Lichtmikroskop für handelsübliche Anwendungen. Daraus lassen sich aber keine 3D-Modelle generieren, bei denen man bis in die Atomstruktur hineinzoomen könnte.
Kiwianer ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2019, 10:57   #4   Druckbare Version zeigen
NapalmDeath Männlich
Mitglied
Beiträge: 181
AW: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Hi Kiwianer,

REM ist zwar sicherlich auch eine nette Technik für die Betrachtung von Zellen o.ä., aber primär lässt sich damit ja mal nur die Oberfläche untersuchen.

Viel interessanter sollte für dich die Transmissions-Elektronenmikroskopie sein. Damit lassen sich tatsächlich ganze Organellen oder Zellen durchleuchten und dreidimensional rekonstruieren anhand von Tomographie-Techniken. Mit der Auflösung bis zum einzelnen Atom liegen die Erwartungen allerdings etwas hoch. Man schafft es gerade so, Proteinstrukturen aufzuklären. Diese Auflösung auf eine ganze Zelle zu bekommen wird wohl sehr schwierig sein.

Ich hab dir hier mal auf die Schnelle zwei Publikationen rausgegriffen, die dir einen groben Eindruck geben, was bereits möglich ist:
- Three dimensional reconstruction by electron microscopy in the life sciences: An introduction for cell and tissue biologists
- Cellular structural biology as revealed by cryo-electron tomography

Gruß,
Nico
NapalmDeath ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2019, 18:49   #5   Druckbare Version zeigen
imalipusram Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.190
AW: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Recht cool ist die confocale Mikroskopie. Das ist eine lichtmikroskopische Technik, bei der das Objekt in Bildebenen gescannt wird. Daraus kann man dann -in Verbindung mit Fluoreszenzfärbungen- wunderschöne 3D Objekte rekonstruieren. Das ist zwar weit entfernt von atomarer Auflösung, die ist aber auch gar nicht notwendig, um Einblicke in die molekulare Organisation zellulärer Strukturen zu erhalten.
https://en.wikipedia.org/wiki/Confocal_microscopy
__________________
I solemnly swear that I'm up to no good!
伍佰 (WuBai - Run run run!) (ein Musikvideo mit dem Bambushaus und dem imalipusram unter den Statisten)
Noch ein nettes Video (nerdy, ein LIHA-Robot)
Und so gehts hier manchmal zu (sowas Ähnliches wie Fronleichnam, hier wird TuDiGong, dem Erdgott, tüchtig eingeheizt!) Oder so (auch ungeeignet für Gefahrstoffphobiker) und so und so.
imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2019, 19:49   #6   Druckbare Version zeigen
zarathustra  
Moderator
Beiträge: 11.698
AW: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Zitat:
Zitat von Kiwianer Beitrag anzeigen
ich bin gerade mal wieder über rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen gestolpert, und mein Gehirn wird nicht müde, immer wieder ins Staunen zu fallen, wenn es diese Bilder sieht


Man tastet damit aktuell ja meist SEHR kleine Flächen ab. Mir kam gerade der Gedanke, wie lange es wohl noch dauern wird, bis automatisierte Prozesse größere Oberflächen, wie z.B. ein gesamtes Bakterium abtasten können. Vielleicht geht das ja irgendwann sogar mit noch größeren Sachen wie eukaryotischen Einzellern, etc. Aus den Daten könnte man dann ein sehr schönes dreidimensionales Modell erstellen, in das man bis auf Atomstruktur hineinzoomen könnte.
Irgendwie ist mir die Frage gerade völlig unklar. Klassisches REM wurde sogar zu meiner Studienzeit schon für kleine Organismen verwendet, vorher mit Gold bedampft natürlich. Sieh dir dazu mal solche großartigen Bilder an:
https://www.eyeofscience.de/animals-invertebrates/

Wirklich abgefahren wird es m.E., wenn man anfängt, mit FIB-SEM beispielsweise Gehirne nach und nach aufzunehmen und daraus 3D-Rekonstruktionen zu machen. Da gibt es ja komplette Connectom-Projekte, bei denen man mit Hilfe der Rekonstruktion untersuchen möchte, welche Nervenzellen mit welchen anderen vernetzt sind...
Sieh dir hier mal bspw. Video 2 an:
https://elifesciences.org/articles/25916

Grüße,
Zara
__________________
Ich habe zwar auch keine Lösung, aber ich bewundere das Problem!
zarathustra ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 04.09.2019, 01:03   #7   Druckbare Version zeigen
Aurum1  
Mitglied
Beiträge: 40
AW: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Also ist gar nicht so schwierig mittlerweile. Mit Cryo-EM und FIB strahlen...dazu friert man das ganze in einem Eisblock ein und schneidet dann mit dem FIB Stück für Stück ab, jede Schicht wird aufgenommen und später mit Software zu einem Model rekonstruiert. Man verwendet allerdings nicht REM dafür sondern TEM mit einer geringen Strahlintensität.
Aurum1 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.09.2019, 08:30   #8   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.452
AW: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen komplexer Obejekte?

Ach was. Es geht nix über Cryo-REM/TEM mit nanostrukturierten Flüssig-Flüssig-Systemen. Schritt 1: Einfrieren mit Ethan bei ca. -170 °C. Und bei TEM nicht zu stark braten, weils sonst: Durchschuss.
__________________
Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
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