Verfahren beim Mikroskopieren

Mit Sicherheit weißt du wie ein Mikroskop aussieht. Mikroskope spielen eine große Rolle in der Biologie, Medizin und Forschung.

Aber was machen Naturwissenschaftler und Naturwissenschaftlerinnen eigentlich alles mit dem Mikroskop?

Welche Möglichkeiten, Verfahren und Anwendungen es dabei gibt, erklärt dir simpleclub!

Verfahren beim Mikroskopieren einfach erklärt

Unter dem Lichtmikroskop können verschiedene Objekte untersucht werden. Damit man immer eine möglichst gute Aufnahme hat, gibt es verschiedene Mikroskopieverfahren. Mithilfe dieser Verfahren können unterschiedliche Präparate angefertigt werden. Man unterscheidet vor allem zwischen den Frisch- und Dauerpräparaten. Frischpräparate fertigst du selbst an und Dauerpräparate werden so konserviert, dass sie besonders lange haltbar sind.

Die Gram-Färbung ist eine Methode, um Bakterien anhand ihrer Zellwand in zwei Gruppen einzuordnen. Dazu werden die Proben immer wieder gefärbt und ausgewaschen, bis man anhand der Pigmentierung der Zellen ein Ergebnis festhalten kann.

Verfahren beim Mikroskopieren Definition

Präparate zum Mikroskopieren

Je nachdem, was du untersuchen willst, bieten sich verschiedene Arten von Präparaten besonders an. Unter dem Begriff Präparat verstehst du ein Objekt, welches durch bestimmte Verfahren untersucht werden kann:

Frischpräparat

Frischpräparate stellst du eigenhändig her. Dementsprechend sind die Präparate neu, bzw. frisch. Meistens verwendest du dazu Tier- oder Pflanzenzellen. In der Schule wird zur Erstellung eines Frischpräparats oftmals die rote Zwiebel verwendet.

Die Herstellung läuft nach folgenden Schritten ab:

• Du entfernst eine Zellschicht des Objekts
  • z.B. durch Abziehen mit einer Pinzette oder Ausschneiden mit einer Rasierklinge oder einem kleinen Messer
• Die Zellschicht legst du in einen Wassertropfen
  • Wasser verhindert eine Lichtbrechung, wodurch das Bild noch schärfer wird
• Das Objekt im Wasser deckst du mit einem Deckgläschen ab
  • Dadurch hat das Wasser eine gerade Oberfläche und kann besser beleuchtet werden

Dauerpräparat

Das Dauerpräparat kannst du dir vorstellen wie ein konserviertes Frischpräparat. Das Objekt ist dabei sehr dünn und wird so behandelt, dass es für längere Zeit haltbar ist. Dazu sind zwei Schritte besonders wichtig:

• Das erstellte Präparat wird in Alkohol getränkt, um Flüssigkeit zu entziehen
  • Alkoholkonzentration wird dabei nach und nach gesteigert, um das Präparat nicht zu verfälschen
• Der Objektträger (mit Präparat unter dem Deckglas) wird beschichtet
  • Das Objekt wird so luftdicht versiegelt
  • Meist werden dafür Kunstharze oder Lacke verwendet

Weitere Arten

Sowohl beim Frischpräparat als auch beim Dauerpräparat gibt es noch weitere Methoden, um das Objekt festzuhalten. Die gängigsten Verfahren siehst du hier:

Gram-Färbung

Die Gram-Färbung ist ein besonders wichtiges Verfahren zur Analyse von Bakterien mithilfe eines Lichtmikroskops. Diese Methode ist nach wie vor sehr geläufig und wird in der Wissenschaft immer wieder durchgeführt.

Gram-Färbung Hintergrund

Die Gram-Färbung beruht auf dem Aufbau von verschiedenen Bakterien. Bei den Bakterien kannst du zwei Arten unterscheiden:

• Die Gram-positiv Bakterien
• Die Gram-negativ Bakterien

Beide Arten unterscheiden sich im Aufbau der Zellwand, wodurch sie bei der Gram-Färbung unterschiedlich reagieren.

Gram-Färbung Ablauf

Die Gram-Färbung läuft nach folgenden Schritten ab:

• Herstellung eines Präparats
  • \rarr$\rarr$ Bakterien werden auf Objektträger ausgestrichen oder eine flüssige Bakterienkultur wird darauf getropft
  • Objekttäger trocknet an der Luft oder
  • Wird mit Hitze fixiert \rarr$\rarr$ Objektträger wird einige Male durch eine Flamme gezogen, um das Präparat zu trocknen

Danach findet die eigentliche Gram-Färbung statt:

\fcolorbox{white}{grey}{1.}$\fcolorbox{white}{grey}{1.}$ Färbung

• Objektträger werden mit Kristallviolettlösung betropft

\fcolorbox{white}{grey}{2.}$\fcolorbox{white}{grey}{2.}$ Komplexierung

• Die Objektträger werden mit Lugolscher Lösung abgespült
• Diese Lösung sorgt dafür, dass sich die Farbpartikel (aus Kristallviolettlösung) zu einem Komplex zusammenschließen
• Der Farbkomplex befindet sich jetzt in den Bakterienzellen

\fcolorbox{white}{grey}{3.}$\fcolorbox{white}{grey}{3.}$ Entfärben

• Die Präparate werden mit Alkohol (Ethanol oder Propanol) abgespült
• Bei Gram-negativen Bakterien wird die Farbe herausgespült

\fcolorbox{white}{grey}{4.}$\fcolorbox{white}{grey}{4.}$ Gegenfärben

• Die Präparate werden mit rotem Farbstoff (Safranin, Fuchsin) beträufelt
• Bakterien ohne Farbe (Gram-negativ) nehmen rote Farbe auf

Merke: Bei jeder Färbung müssen die Präparate ungefähr 1 Minute einwirken. Nach jedem Schritt wird überschüssige Lösung mit Leitungswasser abgespült.

Gram-Färbung Ergebnisse

Anhand der Farbe der Bakterien kannst du zwei Arten durch das Verfahren unterscheiden.

• Gram-positive Bakterien \rarr$\rarr$ Farbkomplex kann die vielschichte Zellwand nicht verlassen
• Gram-negative Bakterien \rarr$\rarr$ dünne Zellwand mit Porinen, durch die die Farbe ausgewaschen wird

Gram-Färbung Anwendung

Die Erkenntnisse der Gram-Färbung sind vor allem für die Medizin sehr wichtig. Wenn du beispielsweise einen bakteriellen Infekt hast, können die Bakterien durch die Gram-Färbung bestimmt werden.

Gram-negative Bakterien sind durch ihren Aufbau von einer Art Schutzhülle umgeben, die verhindert, dass das Immunsystem sie zerstören kann. Ihre Zellwand ist so aufgebaut, dass sie gegen bestimmte Arten von Antibiotika, wie z. B. gegen Penicillin geschützt sind. Bei einer Infektion dieser Bakterien müssen deshalb andere Behandlungsmethoden angewandt werden. Dadurch können Mediziner schnell mit einer oft lebensrettenden antibiotischen Therapie beginnen, bevor sie auf Laborergebnisse warten müssen, die die Erreger genau identifizieren.

Verfahren beim Mikroskopieren Zusammenfassung

Für das Anfertigen von Präparaten unterscheidest du folgende Formen:

• Frischpräparat \rarr$\rarr$ selbst angefertigt
• Dauerpräparat \rarr$\rarr$ konserviert

Außerdem unterscheidest du verschiedenen Verfahren, wie du ein Präparat anfertigst. Die gängigsten Verfahren lauten:

Quetschpräparat \rarr$\rarr$ zwei Objektträger werden aufeinander gepresst

Abstrichpräparat \rarr$\rarr$ z.B. durch Speichelprobe mit einem Wattestäbchen

Zupfpräparat \rarr$\rarr$ Abzupfen einer Zellschicht mit Pinzette

Dünnschnittpräparat \rarr$\rarr$ Querschnitt schneiden

Trockenpräparat \rarr$\rarr$ durch Gefrierbrand getrocknet