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Arbeitsplatz? Arbeitsplatz!!


wpo

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Ich möchte Euch mal meinen Arbeitsplatz zeigen - oder vielmehr einen von acht Stück ... und auch, was man in Sachen Natur und Biologie damit Schönes machen kann.

 

Zu sehen ist - im weitgehenden Dunkel - eine junge Dame, welche an einem aufrechten LEICA SP2 Konfokalmikroskop sitzt. Dieses schon nicht mehr ganz junge Gerät, inzwischen bald 10 Jahre alt, ist eines von insgesamt acht verschieden ausgestatteten Geräten, die hier der biomedizinischen Forschung zur Verfügung stehen.

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weiter geht es:

Grundsätzlich ist ein solches Mikroskop ein reguläres Epi-Fluoreszenz-Mikroskop, welches mit einem Tiefenfilter ausgestattet ist. Dadurch gelangt im Wesentlichen nur das Licht auf die lichtempfindlichen Sensoren (meist Photomultiplier/Photokaskaden), welches aus der jeweils eingestellten Fokusebene kommt. Daher "konfokal" d.h. gleiche Fokuspunkte für den Ort der Gegenstandsebene und der Bildebene

 

Daraus resultieren Bilder, die nicht durch störende Überstrahlungen aus unter oder über der Fokusebene liegende Ebenen gestört werden.

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kommen wir zum cClou der Sache.

 

Bis hierhin war das noch reine Optik, man benötigt auch nicht unbedingt Digitaltechnik dazu. In den Anfängen der Entwicklung war rein analoge Fernsehtechnik die bildgebende Komponente. Nun wird das konfokalmikroskopische Bild aber von Haus aus in Zeilen und Messpunkte zerlegt, was liegt da näher, als die einzelnen Messergebnisse in einen Rechner zu speisen, der daraus wieder ein Bild zusammensetzt. Damit existiert dann im Rechner das Bild einer, der eingestellten Ebene. Was nun, wenn man diese Einstellebene Stück für Stück durch das Präparat fährt?

 

Ich zeige das mal an einem Schnittpräparat von ca. 10Mikrometern Dicke durch den Blütenstand einer Hasel:

 

das erste Bild zeigt die einzelnen Ebenen, das zweite die möglichen Ansichten aus x,y,und z-Richtung, und das dritte schließlich den zusammengerechneten Stapel

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Edited by wpo
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ein zweites Beispiel an einem Pollenkorn der Lilie, welches sich in meiotischer Teilung befindet.

 

Da der Rechner durch das Schichten nun auch über die gesamte rauminformation verfügt, kann man das Bild natürlich auch im Raum drehen und bewegen und so räumliche Informationen gewinnen.

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Dies geht in Abhängigkeit von der verwendeten Optik durchaus bis in ultrazelluläre Strukturen hinein. Eine räumliche Darstellung z.B. des Zytoskeletts, also der Strukturen, an denen der Zellkern "aufgehängt"ist, stellt höchstens ein präparatives Problem dar. In dem hier gezeigten Bild kann man bereits in ein Pollenkorn hineinsehen und die Chromosomen einer Lilie betrachten. Dieses Pollenkorn lässt sich - leider nicht hier im Forum - nach allen Seiten drehen und wenden und gegebenenfalls auch als Movie präsentieren.

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Edited by wpo
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Ich verstehe zwar nur sehr wenig von dem oben Geschriebenen aber halte die Präsentation hier im Forum für eine tolle Idee.

Schön wären noch ein paar Sätze zum Ziel und zu den praktischen Ergebnissen der Arbeit. Anders gesagt: Was hat das mit dem Alltagsleben von uns Normalbürgern zu tun.

Unabhängig davon - danke für deine Mühe. Alles ist höchst kompliziert aber schön anzuschauen.

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Ich verstehe zwar nur sehr wenig von dem oben Geschriebenen aber halte die Präsentation hier im Forum für eine tolle Idee.

Schön wären noch ein paar Sätze zum Ziel und zu den praktischen Ergebnissen der Arbeit. Anders gesagt: Was hat das mit dem Alltagsleben von uns Normalbürgern zu tun.

Unabhängig davon - danke für deine Mühe. Alles ist höchst kompliziert aber schön anzuschauen.

 

Guten Tag Hans-Peter (und natürlich alle Anderen!)

 

Unmittelbaren Einfluss auf unser Alltagsleben hat die Arbeit mit den Geräten unserer Einrichtung wohl nicht, da die Ergebnisse, die dort erbracht werden, nahezu ausschließlich der Forschung dienen. Nur dient diese Forschung mittelbar natürlich uns allen, weil die Erkenntnisse einen z.T. sogar sehr direkten Einfluss auf die Entwicklung von Medikamenten und Implantaten im weitesten Sinne (also nicht nur an Hüftgelenke denken, auch Herzklappen- und Cochlea-Implantate, Zahnersatzlösungen u.v.a.m.) haben und natürlich - ganz wesentlich - dem grundlegenden Verständnis der Vorgänge im Körper dienen. Denn beileibe nicht alles, was so in unserem Körper vor sich geht, ist auch im Zusammenhang der Stoffwechselvorgänge klar. Eher müsste man sagen, dass das Wenigste dieser ultrastrukturellen Vorgänge völlig geklärt ist. Diese Erkenntnisse sind aber Voraussetzung um nicht empirisch experimentieren zu müssen, sondern gezielt auf ein Ziel hinarbeiten zu können.

 

Bitte nicht die Beispielbilder, die ich hier eingestellt habe und die auch schön anzuschauen sind, mit den normalerweise an diesen Geräten vorgenommenen Arbeiten verwechseln. Die Planzenpräparate eignen sich nur besonders zur Demonstration, weil sie sehr stabil in ihren Farbstoffen sind und langes Herumspielen erlauben. Reale Lebendzellpräparate reagieren hingegen äußerst empfindlich auf Lichteinstrahlung, sind u.U. auf eine temperierte Umgebung und je nach Kulturmedium auf CO2 Begasung angewiesen. Wenn Interesse besteht, kann ich aber gelegentlich mal ein paar Bilder von Intrazellularstrukturen einstellen, nur Movies, also die Dinge in Bewegung, das wird hier wohl nicht gehen.

 

Ich hoffe, damit die eine oder andere Frage beantwortet zu haben. Wen ein animierter Einblick in zelluläre Vorgänge interessiert, dem sei

zum Anschauen empfohlen.

 

Freundliche Grüße zum Sonntag

 

Wolfgang

 

p.s.: ich benutze für diese Art des bewegten Bildes die Bezeichnung "movie", weil Film für mich immer noch 8, 9,5, 16 oder 35mm breit und perforiert durch eine Filmkamera zu laufen hat. Alles Andere ist bestenfalls Fernsehen

Edited by wpo
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  • 2 years later...

Ich möchte Euch mal meinen Arbeitsplatz zeigen - oder vielmehr einen von acht Stück ... und auch, was man in Sachen Natur und Biologie damit Schönes machen kann.

 

Zu sehen ist - im weitgehenden Dunkel - eine junge Dame, welche an einem aufrechten LEICA SP2 Konfokalmikroskop sitzt. Dieses schon nicht mehr ganz junge Gerät, inzwischen bald 10 Jahre alt, ist eines von insgesamt acht verschieden ausgestatteten Geräten, die hier der biomedizinischen Forschung zur Verfügung stehen.

 

Lieber Wolfgang, seit es Mikroskope gibt, hat die Mikrowelt in ihrer Mannigfaltigkeit die Menschen entzückt.
Vielen Dank für die Einblicke in Deine interessante Arbeitswelt, die Du uns hier ermöglichst!
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Wenn ich da an mein Schüler-Mikroskop für DM 5,60 denke.... ich glaube ich war nicht weniger begeistert mir Fliegenbeine oder die Borsten auf deren Flügeln , die Schuppen auf den Schmetterlingsflügeln oder die Pantoffeltierchen und Wasserflöhe anzusehen.

Eine unglaubliche Welt tat sich mir damals und natürlich jetzt wieder hier durch Deine wunderbaren Bilder auf.

Ein ( kleines) Wunder nach dem anderen.... wenn man sich vorstellt, nein sehen kann, dass es in diesen Mikro-Bereichen überhaupt noch Strukturen, Formen, Farben, Zellwände geben kann!! Ich kann mich für solche Dinge noch immer begeistern und manchmal möchte ich mir eher ein gängiges Mikroskop als ein neues Objektiv kaufen.

Danke fürs Zeigen und die Informationen, ohne die ich noch mehr verloren gewesen wäre, als ich jetzt bin.

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Danke für die vielen Blumen, ich war soeben ziemlich erstaunt,

 

dabei hatte ich Kalle den doch ziemlich alten Faden nur gezeigt, weil er mich nach meinem mikroskoptechnischen Hintergrund fragte. Aber ich freue mich natürlich, dass dieses Thema nach wie vor auf Interesse stößt. Mal schauen, vielleicht findet sich noch das eine oder andere Bild in dieser Richtung.

 

Freundliche Grüße

 

Wolfgang

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Wenn ich da an mein Schüler-Mikroskop für DM 5,60 denke.... ich glaube ich war nicht weniger begeistert mir Fliegenbeine oder die Borsten auf deren Flügeln , die Schuppen auf den Schmetterlingsflügeln oder die Pantoffeltierchen und Wasserflöhe anzusehen.

Eine unglaubliche Welt tat sich mir damals und natürlich jetzt wieder hier durch Deine wunderbaren Bilder auf.

Ein ( kleines) Wunder nach dem anderen.... wenn man sich vorstellt, nein sehen kann, dass es in diesen Mikro-Bereichen überhaupt noch Strukturen, Formen, Farben, Zellwände geben kann!! Ich kann mich für solche Dinge noch immer begeistern und manchmal möchte ich mir eher ein gängiges Mikroskop als ein neues Objektiv kaufen.

Danke fürs Zeigen und die Informationen, ohne die ich noch mehr verloren gewesen wäre, als ich jetzt bin.

Tja, so kann es einem gehen. Bei mir hat es so ähnlich angefangen und es ist ein Beruf und eine lebenslange Leidenschaft daraus geworden.

 

Danke für Dein freundliches Interesse

 

Wolfgang

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  • 4 months later...

Moin,

 

noch einmal ein Beispiel für die Leica-Photographie der etwas anderen Art.

 

Ein Bild eines freischwimmenden Quallenpolypen, einer Meduse von Obelia geniculata. Ein im Salzwasser lebendes Nesseltier, welches zur Fortpflanzung diese kleinen Medusen ins Meer entlässt. Die hier gezeigte Meduse misst einen knappen halben Millimeter im Durchmesser, zuzüglich der Tentakeln also ca. einen Millimeter.

 

Interessant dabei ist vielleicht noch, dass das Präparat welches diese Meduse enthält, ein Photobörsenfund ist. Es wurde von Drs. Schlüter & Mass in Halle an der Saale angefertigt und dürfte zwischen 70 und 90 Jahren alt sein. Ich habe dieses Präparat versuchsweise unter ein Fluoreszenzmikroskop gelegt und siehe da: der mir unbekannte Farbstoff, mit dem die Medusen zwecks Kontrastierung gefärbt sind, leuchtet prächtig rot bei Anregung mit grünem Licht.

 

Wer Lust und eine Rot-Cyan-Brille zur Verfügung hat, kann sich die Meduse auch räumlich (3D) anschauen. Angefertigt wurde dieses aus rund 230 Schichten bestehende Bild mit einem LEICA SP8 Konfokalmikroskop. Der Scanner rasterte die Schichten jeweils mit 3800 x 3800 Bildpunkten ab, die hier auf ein forumskonformes Maß reduziert wurden und benötigte dafür ungefähr eine Stunde und 20 Minuten. Mit Hilfe von IMARIS wurden diese Schichten dann wieder zu einem Bild zusammengesetzt.

 

Viel Schbass beim Anschauen.

 

Wolfgang

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Edited by wpo
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Hallo Wolfgang,

 

dieser Blick in den Mikrokosmos ist hochinteressant, die Bilder sind wunderschön und bringen mich zum Erstaunen. Seit vielen Jahren bin ich Besitzer eines trinokularen Mikroskops, allerdings ohne Kameranschluß und bewundere insbesondere Schimmelkulturen ...

 

Ich verstehe nicht so ganz, wozu diese Aufnahmen dienen, sind sie eine Art "Anatomieatlas" von Mikrolebewesen für Forscher oder geht es doch weiter bis zu Crispr-Cas, oder bin ich da total auf dem "Holzweg"?

 

Gruß Helmut

Edited by HeWo
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Hallo Wolfgang,

dieser Blick in den Mikrokosmos ist hochinteressant, die Bilder sind wunderschön und bringen mich zum Erstaunen. Seit vielen Jahren bin ich Besitzer eines trinokularen Mikroskops, allerdings ohne Kameranschluß und bewundere insbesondere Schimmelkulturen ...

Ich verstehe nicht so ganz, wozu diese Aufnahmen dienen, sind sie eine Art "Anatomieatlas" von Mikrolebewesen für Forscher oder geht es doch weiter bis zu Crispr-Cas, oder bin ich da total auf dem "Holzweg"?

Gruß Helmut

Guten Morgen Helmut,

 

diese Frage stellst Du nicht als Erster, daher habe ich mich in Beitrag #10 schon einmal bemüht, die eigentliche Verwendung dieser Hochleistungsmikroskope darzulegen. Bis jetzt ist der ganze Faden ja nicht so lang, daher geht es vielleicht auch noch an, die einzelnen Beiträge in denen ich Erklärungen zur Methodik geschrieben habe, noch einmal genau durch zu lesen.

 

Nun hat Crispr-Cas und was damit unmittelbar zusammenhängt, ja eher mit Gentechnik zu tun, aber natürlich lassen sich beispielsweise DNS-Strukturen- auch und gerade solche die künstlich in einen DNS-Strang eingefügt wurden - in einer Zelle farblich markieren und damit ist die Detektion und Beobachtung dieser Strukturen in allen 3 Dimensionen und Zeitauflösung, sowie die quantitative Auswertung dieser Messungen möglich. Man muss "nur" die Präparation im Griff haben, was natürlich insbesondere wenn man eine neue Methode etablieren möchte auch mit Versuch, Irrtum und vor Allem Kontrollen verbunden ist. Die Gerätetechnik gibt heute schon sehr vieles her und unterliegt beständigen Verbesserungen.

 

Noch einmal zu dem Bild der Meduse oben: Diese Dinge mache ich manchmal, wenn Zeit dazu da ist, eine Demonstration ansteht oder auch um eine technische Überprüfung eines reparierten/servizierten Mikroskops durchzuführen. Das hat mit den eigentlichen Verwendungen, für die diese Geräte in unserer Einrichtung vorgesehen sind, nichts zu tun. Schöne Bilder eben.

 

Ich wünsche einen angenehmen, trockenen und warmen Spätsommertag :(

 

Wolfgang

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