ZEISS Microscopy – Lösungen für die Volumen-Elektronenmikroskopie (Volumen-EM, vEM)
EM images acquired by Yannick Schwab and Anna Steyer, EMBL, Heidelberg.
Volumen-EM-Technologie im Überblick

Ultrastrukturen in einem neuen Licht

Volumen-EM-Verfahren für ultrastrukturelles 3D-Imaging kennenlernen

Es gibt eine Reihe spezieller SEM-Technologien und -Verfahren, die sich hervorragend zur Gewinnung komplexer ultrastruktureller Informationen eignen. Diese werden unter dem Begriff Volumen-Elektronenmikroskopie zusammengefasst, kurz Volumen‑EM oder vEM. Dank des wissenschaftlichen Fortschritts sowie Partnerschaften und Kooperationen zwischen Forschung und Wirtschaft sind diese Verfahren nicht nur einfacher in der Anwendung, sondern auch zugänglicher geworden – selbst für Personen, die wenig oder keine Erfahrung im Bereich der Elektronenmikroskopie haben.

Die vEM hat das Potenzial, neue Entdeckungen in der Neurobiologie, der Krebsforschung, der Entwicklungsbiologie, der Botanik und anderen lebenswissenschaftlichen Bereichen zu ermöglichen.

Wer in der biowissenschaftlichen Forschung von elektronenmikroskopischen Bildern spricht, meint zumeist einen von zwei Bildtypen: Der eine Typus bildet mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) topografische Details biologischer Oberflächen ab, von Pollenkörnern über Köpfe von Insekten bis hin zu Bakterien auf infizierten Gewebeoberflächen. Der andere Typus zeigt zweidimensionale Einblicke in Dünnschnitte von Geweben und Zellen, mit denen die Ultrastruktur von Zellen, Organellen und makromolekularen Gebilden untersucht werden können. Für diese Art des 2D‑Imaging in Ultraauflösung, teils aber auch für das 3D‑Imaging verhältnismäßig kleiner Volumen, wird üblicherweise die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) angewandt.

Dass die verschiedenen SEM-Techniken auch aussagekräftige Informationen zu intrazellulären und ultrastrukturellen Merkmalen liefern können, wissen jedoch noch immer nur wenige Forschende. Zudem lassen sich mit der Rasterelektronenmikroskopie auch größere Volumina in 3D abbilden. Das ermöglicht es Wissenschaftlern, häufige Einschränkungen von Experimenten wie begrenzte Sehfelder oder zu geringe Probenvolumina zu überwinden und so ultrastrukturelle Details in einem größeren 3D‑Kontext besser zu verstehen.

Mit der immer leichteren Handhabung dieser fortschrittlichen Methoden der vEM haben auch immer mehr Wissenschaftler die Gelegenheit, Aspekte und Prozesse der Biologie zu erforschen, die bisher außerhalb der Möglichkeiten bildgebender Verfahren lagen.

A Silent Revolution in 3D EM

Science/AAAS-Poster

Vorschau Science/AAAS-Poster zur Volumen-EM

Das Leben ist dreidimensional. Viele Wissenschaftler und Forscher denken bei Rasterelektronenmikroskopie zuerst an die Erstellung faszinierender topografischer Bilder. Doch mit einem SEM lassen sich auch dreidimensionale Abbildungen innerer Zellarchitekturen darstellen. Unterschiedliche vEM-Technologien und -Verfahren eignen sich hervorragend zur Gewinnung komplexer ultrastruktureller Informationen.

In Zusammenarbeit mit Science/AAAS hat ZEISS dieses Poster erstellt, das die wesentlichen Merkmale und wichtigsten Verfahren der vEM übersichtlich darstellt.

From 3D Light to 3D Electron Microscopy

Science/AAAS-eBook

E-Book: From 3D Light to 3D Electron Microscopy

In diesem neuen E-Book der Science/AAAS erfahren Sie auf 28 Seiten mehr zur Volumen-Elektronenmikroskopie (vEM) und zur korrelativen Licht- und Volumen-Elektronenmikroskopie (Volume Correlative Light and Electron Microscopy, vCLEM) für die Biowissenschaften.

Verschaffen Sie sich einen Überblick über die Community, erfahren Sie in Artikeln und Videos mehr zu den Workflows in der vEM und vCLEM und gewinnen Sie neue Erkenntnisse aus der Diskussion zwischen Experten der Elektronenmikroskopie aus Wissenschaft und Industrie.

Volumen-EM-Verfahren im Vergleich

Die Werte in dieser Übersicht dienen als allgemeine Orientierungshilfe für den Vergleich verschiedener Aspekte der Verfahren. Je nach Implementation und Anwendung können diese Werte anders ausfallen.

Array-Tomografie (AT)
Multistrahl-AT
SBF-SEM
FIB-SEM
Kryo-FIB-SEM

Volumengröße

●●●●○○

●●●●●●

●●●●●○

●●●○○○

●●○○○○

Auflösung (z)

●●○○○○

●●○○○○

●●●●○○

●●●●●○

●●●●●○

Aufnahmegeschwindigkeit1

●●●●○○

●●●●●●

●●●○○○

●●○○○○

●●○○○○

Anwenderfreundlichkeit2

●●●●○○

●●●●○○

●●●●●●

●●●○○○

●○○○○○

Verfügbare Systeme

●●●●●●

●○○○○○

●●●●○○

●●●○○○

●○○○○○

Bildverarbeitung3

●●●●○○

●○○○○○

●●●●●●

●●●●○○

●●○○○○

Zerstörungsfrei4

ZEISS Lösungen

1 Annahme: Vergleich basierend auf gleicher Volumengröße.

2 Vollständiger Workflow, einschließlich Probenhandhabung.

3 Einschließlich Big-Data-Verarbeitung.

4 Schnitte können nach dem Imaging eingelagert und erneut verwendet werden.

ZEISS Microscopy kontaktieren

Kontakt

Formular wird geladen ...

/ 4
Nächster Schritt:
  • Schritt 1
  • Schritt 2
  • Schritt 3
Kontaktieren Sie uns
Erforderliche Angaben
Optionale Angaben

Weitere Informationen über die Datenverarbeitung bei ZEISS entnehmen Sie bitte unserem Datenschutzhinweis.

  • 1

    Bild oben: 3D‑Stapel einer vollständigen HeLa-Zelle. Die Zelle wurde nach Malachit-Green-Assay-Protokoll zunächst in Harz eingebettet und anschließend mit einem ZEISS FIB-SEM mit einer Voxelgröße von 5×5×8 nm abgebildet. Die EM‑Bilder wurden von Yannick Schwan und Anna Steyer (EMBL, Heidelberg) erstellt. Für die softwarebasierte Bildverarbeitung, Rekonstruktion und Visualisierung wurden arivis Vision4D und APEER genutzt. Illustration: Mica Duran für Science/AAAS