Volumen-EM-Verfahren

Array Tomography

Zerstörungsfreies Volumen-Imaging mit Standard-Rasterelektronenmikroskop

Durchführung mit Standard-SEM möglich
Zerstörungsfreies Imaging schützt die Probe
Geeignet für korrelative Workflows

Volumen-EM mit Array Tomography

Forschungsgruppen mit Zugang zu einem Standard-SEM, die in der 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 erstmals 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

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

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Jeder Serienschnitt wird mit dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) aufgenommen.

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

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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 muss die Wurzelknöllchen- und Bakterienverteilung bekannt sein. Dieser Punkt lässt sich nur mit einer Kombination aus Fluoreszenz und hochaufgelöster Strukturbeurteilung detailliert ermitteln.

Die korrelative Array Tomography ermöglicht die Überlagerung von Fluoreszenz- und Strukturdaten, wodurch die Wurzelknöllchen- und Bakterienverteilung anschaulich visualisiert wird.

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