Volumen-EM-Verfahren

Array-Tomografie

Zerstörungsfreies Volumen-Imaging mit Standard-Rasterelektronenmikroskopen

Auch mit Standard-SEM durchführbar
Zerstörungsfreies Imaging zum Schutz der Probe
Geeignet für korrelative Workflows

Volumen-EM mit Array-Tomografie

Forschungsgruppen mit Zugang zu einem Standard-SEM, die in Probenpräparation geschult sind, können die Volumen-EM (vEM) mit Array-Tomografie (AT) nutzen. Bei der AT werden serielle Dünnschnitte angefertigt und auf einem Probenträger fixiert. Die Schnitte werden mit dem SEM abgebildet und anschließend digital zu einem 3D-Datensatz rekonstruiert. Die AT eignet sich insbesondere für korrelative Workflows, beispielsweise wenn relevante Proteine zuvor zunächst mit der Fluoreszenzmikroskopie lokalisiert werden. Die AT bietet einen immensen Vorteil: Die Schnitte werden nicht zerstört, sondern können für den späteren Gebrauch archiviert werden.

Schematische Darstellung eines typischen Workflows

1

Eine in Harz eingebettete Probe wird in ein Serienschnitt-Array geschnitten (Dicke in der Regel jeweils 30–70 nm). Die Schnitte werden in der Reihenfolge, in der sie geschnitten wurden, auf einem Probenträger fixiert.

2

Jeder Serienschnitt wird mit dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) aufgenommen.

3

Die aufgenommenen EM‑Bilder werden verarbeitet und digital zu einem 3D‑Datensatz zusammengeführt. Die Zellkompartimente lassen sich identifizieren und segmentieren.

4

Der segmentierte 3D‑Datensatz kann visualisiert, untersucht und statistisch analysiert werden.

  
      Anwendungsbeispiel
      
    3D-Rekonstruktion von Serienschnitten aus Wurzelknöllchen mit Plasmodesmenverteilung

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Mit freundlicher Genehmigung von D. Sherrier, J. Caplan und S. Modla, University of Delaware, USA.

Symbiose zwischen Pflanzen und Bakterien

Auswirkungen von Bakterien in Wurzelknöllchen auf die Gesundheit und den Zustand von Pflanzen

Über ihr Wurzelnetzwerk erhält eine Pflanze das Wasser und alle Nährstoffe, die für ihr Wachstum unverzichtbar sind. Sollen die Pflanzengesundheit und der Ertrag optimiert werden, gilt es, das gesamte Wurzelnetzwerk zu untersuchen und den Einfluss externer Mikroben nachzuvollziehen. Für eine Untersuchung der Symbiose zwischen Pflanzen und Bakterien in Wurzelknöllchen müssen die Wurzelknöllchen- und Bakterienverteilungen bekannt sein. Diese lassen sich nur mit einer Kombination aus Fluoreszenz und hochaufgelöster Strukturbeurteilung detailliert ermitteln.

Die korrelative Array-Tomografie ermöglicht die Überlagerung von Fluoreszenz- und Strukturdaten, wodurch die Wurzelknöllchen- und Bakterienverteilungen anschaulich visualisiert werden.