Liebes Forum,
die MGW bietet regelmäßig Veranstaltungen zu diversen Mikroskopie-Themen (https://www.mgw.or.at/programmuebersicht/ (https://www.mgw.or.at/programmuebersicht/)). Diese Woche war ein REM-Workshop angesagt, und aufgrund einiger Nachfragen habe ich ein paar Infos dazu zusammengestellt.
Schwerpunkt war diesmal Botanik, d.h. wir hatten es mit ursprünglich wasserhältigen, elektrisch nichtleitenden Proben zu tun. Um damit ins REM zu gehen, erfolgte als erstes eine Kritisch-Punkt-Trocknung der Proben, die in wasserfreiem Ethanol gelagert waren. Danach wurde eine leitende Schicht aufgedampft, in diesem Fall aus 10nm dickem Kohlenstoff.
Die folgenden Bilder zeigen das Equipment für die Probenvorbereitung.
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Abbildung 1: Blick in den Kritisch-Punkt-Trockner
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Abbildung 2: Equipment für Probenvorbereitung, von links: Sputter-Coater, Kohlenstoffbeschichter, Kritisch-Punkt-Trockner.
Das erste Studienobjekt war ein Blatt des Schachtelhalms (vermutlich ein Acker-Schachtelhalm, Equisetum arvense): Diese Pflanze ist insofern spannend für REM-Untersuchungen, weil sie eindrucksvolle Spaltöffnungen aufweist, die silikatische Bestandteile enthalten. In diesem Zusammenhang kann der Materialkontrast am REM hilfreich sein, um organische von anorganischen Bestandteilen zu unterscheiden.
Bei niedriger Elektronenenergie (Abb. 3 und 4) dringt der Elektronenstrahl nur wenig ins Innere des Materials ein, und mit dem Sekundärelektronendetektor bekommt man so ein sehr detailreiches Bild der Oberfläche. Die "Zähne" sowie die feinen Oberflächenstrukturen sind gut erkennbar.
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Abbildung 3: Spaltöffnung des Schachtelhalms im Sekundärelektronendetektor bei niedriger Beschleuningungsspannung.
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Abbildung 4: Detail der Spaltöffnung
Erhöht man die Beschleunigungsspannung und verwendet den Detektor für Rückstreuelektronen, kommt die Bildinformation aus tieferen Schichten. Dadurch wird der Bildeindruck etwas unschärfer, dafür erhält man durch den Materialkontrast eine gutes Bild von der Lage und Größe der silikatischen Bestandteile (helle Punkte). Bei 5kV Beschleunigungsspannung werden oberflächennahe Silikate sichtbar, bei 10kV erkennt man auch die tieferliegeden anorganischen Einlagerungen.
Auf jeden Fall ein recht wehrhaftses Pflänzchen, so ein Schachtelhalm.
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Abb. 5: Spaltöffnung bei 5kV im Rücktstreuelektronendetektor.
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Abb. 6: Spaltöffnungen bei 10kV.
Zum Schluss haben die Workshop-Teilnehmerinnen mit ruhiger Hand unter dem Stereomikroskop die kritisch-Punkt-getrockneten Blütenpollen vom zottigen Klappertopf (Rhinanthus alectorolophus), Frühlings-Greiskraut (Senecio vernalis)und Kornrade (Agrostemma githago) präpariert. Jede Art unterscheidet sich deutlich von den anderen, recht schön anzuschauen sind sie alle (Abb.7-9).
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Abb.7: Pollen des Greiskrauts.
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Abb. 8: Pollen des Klappertopfs.
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Abb.9: Pollen der Kornrade
Hallo,
tolle Ergebnisse. Eine Frage: Die kristallinen Strukturen auf der Oberfläche (Abb 4) sind das jetzt Strukturen des Schachtelhalms oder sind das winzige Grafitkristalle vom Bedampfen? Ich vermute ja das Erste, weil sonst auch auf den Pollen solche Kristalle zu sehen sein müssten, bin mir aber nicht sicher, ob das nicht auch Artefakte sein könnten.
Beste Grüße
Gerd
Hallo Gerd,
von der Beschichtung mit Kohlenstoff können diese schuppigen Strukturen meines Erachtens nicht kommen, dafür sind sie zu dick. Eventuell ein Trocknungsartefakt, aber ich denke eher, dass die wirklich auf den Blättern präsent sind.
LG
Jürgen
Lieber Jürgen,
diese Bilder sind so toll!!!
So habe ich die Spaltöffnugen noch nie gesehen.
Danke, dass Du uns teilhaben lässt.
lG
anne
Hallo Jürgen,
absolut fantastische Aufnahmen vom ,,Messerfresser" Schachtelhalm. Man sieht, woher er seinen Spitznamen hat.
Auch die Pollen sind eine wahre Pracht. Ist schon was Feines, so ein REM.
Schöne Grüße
Peter
Einfach nur fantastisch!
Ich will immer noch ein REM. :-[
Great images Juergen, wonderful subject. About the Schachtelhalm I had the same question as Gerd. Did you put this specimen also through the whole fixation-dehydration process?
Best, René
Hallo Thomas und Peter,
ja ja...."ist was Feines"..."will auch ein REM"...
Dann müsst ihr mal etwas sparen! ;) Am Platzbedarf liegt es ja wohl nicht, REMs gibt es inzwischen in der Größe eines PC-Towers der 90er.
Herzliche Grüße
Peter
Zitat von: Peter V. in Juni 12, 2026, 11:31:59 VORMITTAGDann müsst ihr mal etwas sparen! ;) Am Platzbedarf liegt es ja wohl nicht, REMs gibt es inzwischen in der Größe eines PC-Towers
Hallo Peter
Ich spare bereits auf ein Gerät in der Größe 🙈 und habe mir das als mittelfristiges Ziel gesetzt (also ohne Stress und Hektik 🙂)
Hallo Jürgen,
Wenn meine Pläne definitiver werden besuche ich euch mal in Wien. Ich finde es richtig toll das ihr das anbietet und so einer breiten Öffentlichkeit Einblicke gewährt 🙂
Liebe grüße
Daniel
Hallo Anne, Peter, Thomas,
danke für das Feedback. Die Natur hat definitiv einen fantastischen Formenreichtum hervorgebracht. Die hier gezeigten Beispiele sind alle auf Alltagswegen gesammelt, höchstens 1-2m neben dem Rad/Wanderweg. Ich denke, ein Mikroskopikerleben reicht nicht aus, um selbst in diesem beschränkten Radius alles Spannende unter dem Mikroskop zu betrachten.
LG
Jürgen
@Rene: The samples were put in AFE for 24hrs, and then transferred to 70% Ethanol, and after another 24 hours to 100% Ethanol. Then they were critical point dried. I did a quick literature research, it seems that these platelets are quite common in Equisetum, connected to the mineralisation of silica. The white "sprinkels" in the 5kV image are also an indication, that Si is involved in these platelets.
@Daniel, Peter: Gebraucht sind REMs teilweise erstaunlich günstig, wenn man Zeit hat, eine gute Gelegenheit abzuwarten. Man darf allerdings die Betriebs- und Wartungskosten nicht vergessen, die kommen oben drauf. Hier noch ein Bild vom REM, mit dem obige Aufnahmen entstanden sind. Die Bedienung ist heutzutage recht einfach, da hat sich in den letzten Jahren viel getan.
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Hallo Jürgen,
danke für die Bilder der "Maschinen", welche für diese tollen Aufnahmen benötigt werden.
Fragen zur Besputterung mit 10nm Kohlenstoff:
kann man diese 10nm irgendwie messen?
Reicht die Auflösung des REM zur Darstellung dieser Beschichtung aus, wenn man weiter vergrößern würde?
Zum Thema Formen-, Artenreichtum: https://hypersoil.uni-muenster.de/0/06/05.htm
Theoretisch braucht man nur einen Spaten 8)
Hallo Frank,
die Schichtdicke wird mit einer sogenannten Quarzwaage gemessen: Neben der Probe liegt ein Quarzkristall, der auch beschichtet wird. Dadurch ändert sich die Resonanzfrequenz, und aus der Änderung kann man auf die Dicke der Schicht zurückrechnen.
Da Kohlenstoff sehr durchlässig für Elektronen ist, sieht man die Schicht im REM kaum oder gar nicht.
LG
Jürgen
Hallo Jürgen,
danke für die Erläuterungen, sehr interessant das alles.
Diese schuppigen Strukturen des Schachtelhalms haben mich interessiert, und ich wollte sie daher im Detail anschauen. Hier zwei Bilder dazu. Eigentlich sind solche Proben schwierig, da mit Silizium und Kohlenstoff leichte Elemente im Probenmaterial dominieren. Dadurch dringt der Elektronenstrahl tief ein, was die Auflösung bei der Aufnahme der Probenoberfläche reduziert. Zusätzlich ist die aufgedampfte Kohlenstoff-Schicht mit 10nm vermutlich zu dick für hochauflösende Bilder.
Angesichts dessen ist das zweite Bild recht gut gelungen: Mit 1,5µm Bildfeld hat man ziemlich genau die 100-fache Vergrößerung eines hochaufgelösten lichtmikroskopischen Bildes (ca. 150µm Bildfeld bei einem 100x-Objektiv). Im REM-Bild sind selbst sehr kleine Strukturen mit~10nm noch gut erkennbar, insgesamt liegt die Auflösung in dem Fall bei ca. 3nm, schätze ich.
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Hallo Jürgen,
Ja das 2te Bild ist wirklich Phantastisch🙂
Das du den Massstabsbalken auf 200nm eingestellt hast ist für den Lichtmikroskopiker natürlich die beste Wahl und macht das begreifbarer🙂
Ich freue mich sehr über jeden Beitrag aus der Welt der Rasterelektronen☺️ vielen Dank,
Daniel
Hallo Jürgen,
schön aufgelöste Details, danke fürs Zeigen.
Kannst Du uns zeigen, wo der abgebildete Spot war? Auf dem "Gebiss" der Spaltöffnung?
So ein Objektiv hätten wir gerne, Nanometerauflösung bei 1,51 mm WD. 8)
Hallo Jürgen
Danke für das Teilen der Ergebnisse, da sind euch dieses Mal sehr besondere Einblicke gelungen.
Liebe Grüße aus den Wildalpen
Gerhard
Hallo Gerhard,
so ein banaler Schachtelhalm hat offenbar einiges zu bieten. Wie genau diese Silikat-Wände erzeugt werden, ist sicher eine spannende Frage. Die Pflanzenzellen sind ja viel größer als diese Nanometer-Strukturen. Werden die Wände in der Zelle erzeugt und dann hinausgeschoben, oder entstehen sie in der extrazellulären Matrix?
Vielleicht ein guter Anlass, ein paar dünne Schnitte zu machen. Eventuell bekommt man dann im Lichtmikroskop Infos, wie es im Inneren des Blattes aussieht.
LG und viel Spaß im Hochschwab!
Jürgen
Zitat von: Nochnmikroskop in Juni 14, 2026, 08:39:09 VORMITTAGKannst Du uns zeigen, wo der abgebildete Spot war? Auf dem "Gebiss" der Spaltöffnung?
Hallo Frank,
die Aufnahme war in der Nähe der "Zähne" an einer recht flachen Stelle.
LG
Jürgen