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Konferenz

Einzelne Atome werden sichtbar

Rund 1000 Wissenschaftler diskutieren derzeit an der Universität Regensburg über aktuelle Trends und neue Erkenntnisse in der Mikroskopie – etwa die dreidimensionale Darstellung.

Prof. Dr. Reinhard Rachel vor einem Elektronenmikroskop: Rund 1000 Wissenschaftler diskutieren derzeit neue Forschungsergebnisse. Foto: Knobloch

Regensburg. Mikroskopie mit Licht, Elektronen und Röntgenstrahlen, Untersuchungen an neuen Materialien wie Graphen oder Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung von Objekten – bei der „Microscopy Conference 2013“ diskutieren rund 1000 Wissenschaftler aus Europa, den USA, Asien und Südamerika an der Universität Regensburg noch bis Freitag über aktuelle Trends und neue Forschungsergebnisse. Nach 1997 ist der Kongress zum zweiten Mal in Regensburg zu Gast. Organisiert wird er von Prof. Dr. Reinhard Rachel von der Fakultät für Biologie und vorklinische Medizin.

Forscher werden ausgezeichnet

„3D-Mikroskopie ist ein großer Trend in allen Bereichen“, sagt Rachel. Um eine räumliche Darstellung zu erhalten, wird ein Objekt nicht mehr nur mit einem, sondern mit vielen Bildern erfasst. „So erhalten wir viel tiefere Einblicke in die Objekte“, so Rachel. Dazu werden die Präparate in sehr dünne Schichten geschnitten. Eine zerstörungsfreie Methode ist dagegen die konfokale Lasermikroskopie, die beispielsweise in der Biologie schon weit verbreitet ist. Mit einer speziellen Beleuchtungstechnik werden dabei nach und nach die einzelnen Ebenen eines Objektes abgebildet und anschließend zu einem vollständigen Bild zusammengefügt.

Die räumliche Darstellung spielt etwa bei der Analyse von neuen Materialien für Computerchips, Energiespeicher oder den Auto- und Flugzeugbau eine Rolle. „Die Eigenschaften dieser Materialien – etwa eine höhere elektrische Leitfähigkeit oder besondere magnetische Eigenschaften – versteht man nur, wenn man ihre Struktur in drei Dimensionen erfasst“, sagt Rachel. Dass eine solche Abbildung nicht nur mit speziellen Licht-, sondern auch mit Elektronenmikroskopen möglich ist, konnte Prof. Dr. Peter Nellist zeigen. Für die von ihm entwickelte konfokale Rastertransmissionselektronenmikroskopie wird er in Regensburg mit dem Ernst-Ruska-Preis ausgezeichnet. Der von der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie vergebene Preis ist nach Prof. Dr. Ernst August Friedrich Ruska benannt. Der Erfinder des Elektronenmikroskops erhielt 1986 den Nobelpreis für Physik.

Weiterer Preisträger in diesem Jahr ist Prof. Dr. Holger Stark, dem es gelang, mit teils neu entwickelten Verfahren einzelne Moleküle mit atomarer Auflösung abzubilden. „Bislang war die atomare Auflösung im biologischen Bereich begrenzt auf kristalline Strukturen – am Beispiel von Ribosomen hat Stark gezeigt, dass dies auch mit einzelnen Molekülen möglich ist“, erläutert Rachel. Untersucht hatte Stark unter anderem die Bindung von Antibiotika im Ribosom. „Das ist wichtig, um die Funktionsweise existierender Antibiotika zu verstehen und die Medikamente weiterentwickeln zu können.“

Mikroskopie mit Röntgenstrahlen

Mit der Röntgenmikroskopie wird in Regensburg eine recht neue Technik vorgestellt. „Es ist mittlerweile möglich, mit Röntgenstrahlen hochaufgelöst einzelne Zellen räumlich darzustellen“, sagt Rachel. Aber auch bei den etablierten Techniken, der Licht- und der Elektronenmikroskopie ist viel in Bewegung: „Es gibt mittlerweile deutlich bessere Strahlquellen, etwa LED-Technik in der Lichtmikroskopie.“ Die Mikroskope selbst würden immer stabiler, die Kameras für die Aufzeichnung der Bilder empfindlicher. Um präzise Aufnahmen zu erhalten, dürfen sich aber keine Schwingungen – etwa vom Fußboden – auf die Geräte übertragen. „Die Stabilität des Mikroskops ist limitiert durch die Stabilität der Umgebung“, so Rachel. Für Hightech-Mikroskope benötigen Forschungseinrichtungen also den passenden Raum – oder gleich ein neues Gebäude.

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