Aus der Forschung
Elektronenmikroskopische Aufnahme von EHEC (kurz für: Enterohämorrhagische Escherichia coli). Bild: Manfred Rohde/HZI
Die Eintrittskarte in eine fremde Welt
Seit dem EHEC-Ausbruch in Norddeutschland konnte man vieles über den Erreger erfahren: Dass er eine gefährliche Variante unseres Darmbakteriums Escherichia coli ist; dass er ein Zellgift absondert und neben blutigem Durchfall lebensbedrohliches Nierenversagen auslösen kann. Nun ist bekannt, wie EHEC aussieht – dank der beeindruckenden Fotos von Dr. Manfred Rohde, die durch die Presse gingen. Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) betreibt Rohde ein Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop, das einen Blick in die Welt der Bakterien zeigt. „Das Gerät schafft eine 800.000fache Vergrößerung“, sagt Rohde. „Für biologische Proben ist aber höchstens 200.000fach sinnvoll.“
Scharfe Fotos gelingen nur nach einer penibel durchgeführten Präparation der Proben. Nachdem Manfred Rohde die Strukturen der Bakterien mit Formaldehyd und Glutaraldehyd chemisch fixiert hat, muss er die Probe für die Mikroskopie im Hochvakuum trocknen und überführt sie dazu schrittweise in Aceton. Die einfache Verdunstung von Aceton erzeugt jedoch Oberflächenspannungen und kann biologische Strukturen zerstören. Um dies zu vermeiden, trocknet die Probe in flüssigem Kohlendioxid. Am kritischen Punkt, wenn flüssiges und gasförmiges Kohlendioxid im Gleichgewicht stehen, treten keine Oberflächenspannungen auf. Zum Schluss überzieht Rohde die Probe mit einer hauchdünnen Goldschicht – sie ist nun leitfähig und bereit für das Mikroskopieren.
Aus einem Wolframkristall mit Zirkonium tritt ein Elektronenstrahl aus, rastert die Oberfläche der Probe ab und schlägt aus der Goldschicht Sekundärelektronen heraus. Diese werden von zwei Detektoren in unterschiedlichen Positionen aufgenommen. Aus den Signalen beider Detektoren berechnet ein Computer sofort ein 3D-ähnliches Bild. „Je höher ein Punkt der Probe liegt, desto mehr Elektronen gibt er ab, und die Stelle erscheint heller“, erklärt Rohde. Seine Bilder sind übrigens nicht nur bei uns gefragt. „Wir arbeiten auch für Gruppen in Indien, Neuseeland, Australien und China. Das besondere ist aber nicht unser Mikroskop, sondern unsere Präparationstechnik.“
