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Mikroskopietechnik: Geschützte Bakterien überleben Elektronenmikroskop

Forscher haben Bakterien mit einer Schicht Kohlenstoffatome überzogen, um sie vielleicht einmal auch im Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) lebend beobachten zu können. Gelänge dies, so könnte das Zellinnere in viel besserer Auflösung bei seinem Tagwerk überwacht werden, hofft Vikas Berry von der Kansas State University, der das Prinzip des Verfahrens nun vorgestellt hat.

Schon heute können Zellen zwar bei der Transmissions-Elektronenmikroskopie mit fast atomarer Auflösung unter die Lupe genommen werden. Allerdings überleben Zellen das Verfahren nicht: Der Beschuss mit Elektronen zerstört zum Beispiel die in allen zellulären Molekülen entscheidenden Wasserstoffbindungen. Zudem muss die mikroskopierte Probe im Vakuum liegen, was den Zellkörper schnell und endgültig gefriertrocknet und zerstört.

Berry und seinen Kollegen gelang es nun, Bakterien mit einem Schutz vor den harschen Mikroskopie-Bedingungen zu versehen. Sie verkoppelten dazu zunächst Graphen – einlagige Kohlenstoffkristallschichten – mit bestimmten Lektinproteinen – selektiven klebende Zuckereiweißen – und erreichten so, dass die Kohlenstoffschichten sich eng an die Oberfläche von zwei Bakterien schmiegte.

Die in Kohlenstoff eingeschweißten Bakterien beförderten die Forscher dann in das Vakuum des Elektronenmikroskops. Dies überleben die Keime deutlich besser als ungeschützte Kollegen. Noch ist allerdings unklar, ob der Elektronenbeschuss die Bakterien nachhaltig schädigt: Graphen als elektrischer Leiter erlaubt den Elektronen den Durchtritt – womöglich bietet die Hülle aber dennoch einen gewissen Schutz nicht nur vor dem Vakuum, meint Berry: Zumindest die Ümgebungshitze werde wohl recht gut abgeleitet. Ob die Bakterien tatsächlich mikroskopiert werden können, muss sich allerdings erst zeigen, so der Forscher und meint: "Das wäre echt toll!"

Zuvor sind aber noch eine Reihe von Problemen zu lösen. So haben die Wissenschaftler ihre Proben zum Beispiel noch nicht mit einem Elektronenstrahl der im TEM üblichen Stärke beschossen. Zudem ist die dünne Hülle aus Graphen derzeit noch ein wenig leck: Die Wissenschaftler beobachten, dass auch den geschützten Zellen im Vakuum noch geringe Wassermengen entweichen.

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