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Lexikon der Biologie: Röntgenmikroskopie

Röntgenmikroskopie w, kurzwellige elektromagnetische Strahlung (Röntgenstrahlen) nutzendes abbildendes mikroskopisches Verfahren. Aufgrund der gegenüber sichtbarem Licht sehr viel kürzeren Wellenlänge (meist um 3 nm; elektromagnetisches Spektrum [Abb.]) der überwiegend aus Speicherringen in Form von Synchrotronstrahlung großer Flußrate und hoher spektraler Brillianz gewonnenen Röntgenstrahlung lassen sich Objekte röntgenmikroskopisch mit zur Zeit etwa 10mal höherer Auflösung als im Licht-Mikroskop untersuchen, wobei keine aufwendigen und möglicherweise strukturverändernden mikroskopischen Präparationstechniken (wie beim Elektronenmikroskop in Form von Einbetten, Schneiden usw.) notwendig sind. Da sich „weiche“ Röntgenstrahlung nicht wie sichtbares Licht mittels Glaslinsen fokussieren läßt, werden sog. Zonenplatten als „Röntgenlinsen“ verwendet, welche die Röntgenstrahlung mit Hilfe der Beugung bündeln. Das zur Bilderzeugung notwendige Abschatten der 0. Beugungsordnung (Beugung) an der Mikrozonenplatte ( ö vgl. Abb. ) hat zur Folge, daß ein großer Teil der durch das Objekt durchtretenden Strahlung nicht zum Bild beiträgt. Beim sog. Rasterröntgenmikroskop wird das Objekt einer demgegenüber geringeren Strahlendosis ausgesetzt. Für Abbildungen mit kürzeren Wellenlängen („harte“ Röntgenstrahlung) kommen zusätzlich neuentwickelte Linsen (Brechung) aus Aluminium und Beryllium zum Einsatz. Ein Vorteil der Röntgenmikroskopie besteht darin, daß mit ihr sowohl organische (z.B. Zellen und Zellorganellen) als auch anorganische Systeme (z.B. Kolloidfraktion im Boden) untersucht werden können, deren natürliche Struktur und Funktion an ein flüssiges Medium gebunden sind. Hauptanwendungsbereiche der Röntgenmikroskopie sind neben Biologie und Physik (insbesondere Kolloidphysik) auch Medizin und Umweltforschung. Mikrotomographie, Röntgenmikrotomographie.



Röntgenmikroskopie

Schematischer Strahlengang in einem „gewöhnlichen“ Röntgenmikroskop am BESSY-Speicherring in Berlin.
Beim Rasterröntgenmikroskop, einer Variante des Röntgenmikroskops, wird das Objekt nicht als Ganzes abgebildet, sondern Punkt für Punkt abgetastet. Gegenüber normalen Röntgenmikroskopen wird das Objekt einer sehr viel geringeren Strahlendosis ausgesetzt, indem die gesamte durch das Objekt durchgehende Strahlung zum Bildaufbau genutzt wird. Die Strahlung einer möglichst monochromatischen und kohärenten Röntgenquelle wird mittels einer Zonenplatte fokussiert. Das Objekt wird schrittweise durch den Fokus bewegt und die transmittierte Strahlung direkt detektiert. Der Detektor muß keine abbildenden Eigenschaften besitzen. Die eigentliche Abbildung wird von einem Computer aus den Rasterpunkten zusammengesetzt.

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