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Bibliothek => Mikro-Know-How => Thema gestartet von: jcs am Juni 20, 2020, 10:34:58 Vormittag

Titel: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Juni 20, 2020, 10:34:58 Vormittag
Mit meinem kleinen und etwas klapprigen Zylindermikrotom werde ich nicht so recht glücklich und hätte deshalb gerne ein Upgrade, mit dem ich reproduzierbar botanische Schnitte mit einer Dicke zwischen 25 und 50 Mikrometer machen möchte. Eine Suche nach neuen bzw.  gut erhaltenen gebrauchten Schlittenmikrotomen ergab, dass diese Dinger z.T. unverschämt teuer sind, und zusätzlich auch gewichtsmäßig außerhalb meiner Liga spielen.

Als kleines Bastelprojekt habe ich deshalb begonnen, ein Schreibtisch-taugliches Mikrotom zu entwerfen, das einerseits ausreichend steif und stabil sein soll, andererseits aber auch leicht genug, dass ich es nach Gebrauch problemlos im Kasten verstauen kann. Es soll diverse Verstellmöglichkeiten für das Messer bieten, und auch die Pobenhalterung soll variabler und stabiler sein als bei meinem Zylindermikrotom.

Herausgekommen ist dabei ein recht kompaktes Design, basierend auf Aluminium-Profilen, kugelgelagerten Schlittenführungen und einem kommerziellen z-Tisch mit Goniometer. Da ich keine mechanische Werkstatt zur Verfügung habe und weder CNC-fräsen noch drehen kann, wollte ich weitgehend auf Komponenten von der Stange zurückgreifen. Im aktuellen Design (siehe erstes Bild) benötige ich nur zwei Frästeile für die Messerhalterung, sowie eine noch zu entwerfende Probenhalterung, die ich 3D-drucken möchte.

Die bestellten Komponenten sind mittlerweile da, siehe zweites Bild. Gesamtgewicht ist aktuell 3,5kg, Frästeile und Probenhalterung kommen noch dazu. Heute geht's ans Zusammenbauen, mal schauen, ob alles passt.

LG

Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Werner am Juni 20, 2020, 12:45:37 Nachmittag
Das wird geigen!
Abhilfe: An beide Seiten und die Rückwand große Alubleche (min. 1,5mm) schrauben, fest anziehen.
Zwei feste Linearlager sind überbestimmt, neigen dann zum Klemmen. Könnte hier aber klappen, weil die Wände seitlich nachgeben können. Also KEINE Leiste zusätzlich vorne-oben anbringen.

Gruß - Werner
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Juni 20, 2020, 14:04:51 Nachmittag
Hallo Werner,

das war auch meine Befürchtung, dass die Struktur entweder zu weich oder zu steif wird. Hat sich allerdings als unbegründet herausgestellt, beim Zusammenbau hat alles geklappt. Der Schlitten gleitet problemlos über die ganze Länge, und durch die Winkelverbinder ist die Struktur auch locker steif genug für meine Zwecke. Von der Größe passt es mir auch ganz gut, wie man am Foto sieht. Vielleicht hätte ich sogar etwas in der Länge und Höhe einsparen können.

Vorne habe ich absichtlich keinen Querverbinder eingebaut, damit die Zugänglichkeit gut gegeben ist.

Falls es jemanden interessiert, habe ich eine Stückliste als Screenshot eingefügt. Als nächstes kommen dann die Frästeile dran, wird aber noch etwas dauern, bis die da sind.

LG

Jürgen

Ergänzung: Hier sind noch die Daten zum Vertikaltisch/Goniometer von Standa

UniversalBasePlate  3UBP-031
SmallGoniometer 7G174-30
VerticalTranslationStage 7VT40-13
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Bob am Juni 20, 2020, 20:21:46 Nachmittag
Hallo Jürgen,

das Mikrotom sieht doch schon richtig gut aus! Da nicht jeder darauf steht, ein Altgerät aufzuarbeiten, wirst Du vermutlich den einen oder anderen Nachahmer finden. Das Konzept mit den Systemprofilen macht es ja auch einfach, eine Sonderversion abzuleiten.

Viele Grüße,

Bob
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Wutsdorff Peter am Juni 20, 2020, 21:58:48 Nachmittag
Auch von mir  der Ausdruck meiner Bewunderung!!
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Juni 21, 2020, 11:05:36 Vormittag
Hallo Bob und Peter,

danke für die motivierenden Worte, freut mich, wenn das Projekt Anklang findet. Mit diesen Konstruktionsprofilen lässt sich wirklich sehr viel machen, auch in Form von flexiblen Sonderlösungen. Mit Nachbau würde ich trotzdem warten, bis mein Prototyp erste botanische Schnitte abliefert. Bis ich so weit bin, kann einiges schiefgehen, und das aktuelle Design ist noch sicher nicht am Optimum. Aber ich werde dranbleiben,

Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Juli 25, 2020, 21:41:12 Nachmittag
Bei dem sommerlichen Wetter draußen hat "Outdoor" Vorrang vor "Indoor", aber ein bisschen was tut sich beim DIY-Schlittenmikrotom. Deshalb kommt hier eine kurze Statusmeldung.

Der Messerhalter ist konstruiert und mittlerweile auch physisch vorhanden. Schaut soweit ganz in Ordnung aus, und die Leica-Klingen lassen sich gut montieren. Jetzt fehlt nur noch der Probenhalter, dann kann's losgehen. Der Urlaub steht allerdings vor der Tür, wird wohl September werden, bis alles fertig ist.

LG

Jürgen
 
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Oktober 31, 2020, 19:15:30 Nachmittag
Nach einer etwas längeren Sommerpause gibt es weitere Fortschritte bei meinem DIY-Schlittenmikrotom. Den Probenhalter habe ich mittlerweile konstruiert (siehe erstes Bild) und mit einem 3D-Drucker ausgedruckt. Erfreulicherweise passt alles zusammen, und das Mikrotom ist jetzt einsatzbereit. Untenstehend ein paar Bilder des Aufbaus.

Jürgen

P.S.: Hier sind noch die CAD-Daten zum Herunterladen für den Messerhalter und den Probenhalter:

Messerhalter:
https://drive.google.com/file/d/1TUg6lndMffhfSiN7Ly-OKIpfMFZq24WU/view?usp=sharing (https://drive.google.com/file/d/1TUg6lndMffhfSiN7Ly-OKIpfMFZq24WU/view?usp=sharing)

Winkel für Messerhalter:
https://drive.google.com/file/d/1SyX_BD0or36boyIarfs2Md6EpBNH68HY/view?usp=sharing (https://drive.google.com/file/d/1SyX_BD0or36boyIarfs2Md6EpBNH68HY/view?usp=sharing)

Probenhalter:
https://drive.google.com/file/d/1ghMfh1SaEGE-dOmcvpR9o_-GQZRXwo08/view?usp=sharing (https://drive.google.com/file/d/1ghMfh1SaEGE-dOmcvpR9o_-GQZRXwo08/view?usp=sharing)
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Oktober 31, 2020, 19:29:40 Nachmittag
Natürlich wollte ich das Mikrotom gleich ausprobieren, als Versuchsobjekt musste der Spross eines Efeu-Blatts herhalten. Im Vergleich zu meinem bisher verwendeten Hand-Mikrotom hat der neue Selbstbau nach ersten Erfahrungen einige Vorteile:
(1) Die Schnitte sind deutlich reproduzierbarer, speziell hinsichlich einer konstanteren Schnittdicke. Die Ausbeute guter Schnite ist deutlich höher, beim Efeublatt haben zumindest 3/4 der Schnitte halbwegs brauchbar ausgesehen.
(2) Es sind deutlich dünnere Schnitte möglich. Die ersten 25mum-Schnitte (siehe unten) haben erstaunlich gut funktioniert. Ich denke, dass die Mechanik Schnitte mit einer minimalen Dicke von 10-15mum schafft (natürlich nur, wenn die Probe das hergibt).
(3) Durch den deutlich kleineren Spalt zwischen Messer und Einspannung im Vergleich zum Handmikrotom sind die Proben definierter fixiert und können nicht so leicht "auswandern".

Untenstehend ein paar Beispielbilder des Efeu-Blattsprosses (Färbung mit Etzold, eingedeckt mit Euparal, Aufnahme mit Leica DM 2000 LED und Panasonic G9). Die ersten beiden Bilder stammen von Schnitten mit 50mum Dicke (HC PL Fluotar 5x-Objektiv und 20x-Objektiv). Die letzten beiden Bilder sind von 25mum-Schnitten, ebenfalls mit 5x- und 20x-Objektiv aufgenommen.
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am November 07, 2020, 21:18:14 Nachmittag
Mit den Schnitten der Wildrosen hatte ich im Sommer so meine Probleme beim Schneiden mit dem Zylindermikrotom. Ein guter Grund, das mit dem neuen Schlittenmikrotom zu wiederholen. Hier ist eine Serie von Schnitten, jeweils mit Etzold gefärbt und mit 5x (Pano aus 4 Aufnahmen) und 10x-Objektiv (z-Stack aus 4-5 Aufnahmen) aufgenommen.

Die ersten beiden Bilder zeigen den 35mum-Schnitt in Gesamtansicht und Detail, die letzten beiden Bilder das Gegenstück aus dem 50mum-Schnitt. Der dünnere Schnitt ist in meinen Augen beser differenziert und speziell in der höheren 10x-Vergrößerung klarer, da offenbar weniger Zelllagen übereinander liegen. Vielleicht wäre ein noch dünnerer Schnitt qualitativ eine Spur besser, aber das geht wohl ohne Einbetten nicht mehr. Das wird dann eines der nächsten Themen sein, das ich mir anschauen werde.

Einbettung könnte auch bei den 35mum-Schnitten hilfreich sein. Man sieht, dass die Probe doch etwas zu "wackelig" in der Einspannung lag und die Schnittdicke nicht ganz konstant war. Auf jeden Fall sehr hilfreich, wenn die einzelnen Schnitte durch das Schlittenmikrotom deutlich reproduzierbarer sind und man den verschiedenen Punkten systematischer auf den Grund gehen kann.
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am November 07, 2020, 21:21:40 Nachmittag
In Anlehnung an https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=8735.0 (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=8735.0) habe ich mich einmal mit der Beschriftung der Gewebetypen beschäftigt, bitte um Korrektur, wenn ich da falsch liege.

MP ... Markparenchym
PX ... Primärxylem
XY ... Xylem
PH ... Phloem
RP ... Rindenparenchym
EP ... Epithel
SK ... Sklerenchym
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am November 14, 2020, 11:22:37 Vormittag
Und noch einmal die Wildrose, diesmal mit einer anderen Färbung.

Schnittdicke 30mum, Pano aus 4 Aufnahmen mit dem HC PL Fluotar 5x

Färbung war eine "Zweitopflösung":

Sprosse waren 3 Monate (nach Fixierung) in 70% Ethanol gelagert. Geschnitten auf dem DIY-Mikrotom mit 30mum. Als Stützmaterial verwende ich das blaue Styrodur. Nach dem Schneiden in Wasser übertragen und gefärbt:

(1) Acriflavin/Acridinrot 8min
(2) Auswaschen mit Aqua Dest, mehrmals bis keine Farbe mehr abgeht
(3) Färben in Alcianblau (0,2%) für ca. 1min
(4) Auswaschen in Aqua dest
(5) Überleiten in Isopropanaol mit dreimaligem Wechsel
(6) Eindecken in Euparal
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: reblaus am November 14, 2020, 11:46:00 Vormittag
Neidische Glückwünsche zur mechanischen und histologischen Meisterleistung!

Rolf
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Jürgen Boschert am November 14, 2020, 11:52:15 Vormittag
Hallo Namensvetter,

einfach eine sagenhafte Leistung, sowohl mechanisch als auch mikrotechnisch (Schnitte, Färbung, Fotografie).

Toll !
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Fahrenheit am November 14, 2020, 13:37:20 Nachmittag
Lieber Jürgen,

meinen Glückwunsch! Von der Idee über die Umsetzung und Anwendung bis zu den Fotos klasse!

Herzliche Grüße
Jörg
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am November 14, 2020, 19:53:44 Nachmittag
Hallo Rolf, Jürgen, Jörg,

vielen Dank für das Lob von Euch! Wenn drei "gstandne Mikroskopiker" das Werk so positiv sehen, motiviert das natürlich sehr!

Wie erwähnt, der allergrößte Teil sind Komponenten von der Stange. Als Dokumentation kann ich auch gerne die CAD-Daten (als STEP-Datei) der "Spezialteile" zur Verfügung stellen, falls jemand aus dem Forum ähnliche Basteleien vorhat. Die "Serienteile" und die Lieferanten habe ich weiter oben bereits angeführt.

Messerhalter:
https://drive.google.com/file/d/1TUg6lndMffhfSiN7Ly-OKIpfMFZq24WU/view?usp=sharing (https://drive.google.com/file/d/1TUg6lndMffhfSiN7Ly-OKIpfMFZq24WU/view?usp=sharing)

Winkel für Messerhalter:
https://drive.google.com/file/d/1SyX_BD0or36boyIarfs2Md6EpBNH68HY/view?usp=sharing (https://drive.google.com/file/d/1SyX_BD0or36boyIarfs2Md6EpBNH68HY/view?usp=sharing)

Probenhalter:
https://drive.google.com/file/d/1ghMfh1SaEGE-dOmcvpR9o_-GQZRXwo08/view?usp=sharing (https://drive.google.com/file/d/1ghMfh1SaEGE-dOmcvpR9o_-GQZRXwo08/view?usp=sharing)

LG

Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: deBult am November 14, 2020, 20:03:11 Nachmittag
Well Jurgen, I was hoping you would start building a small series .. so we could buy one  ::)

Best, Maarten
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am November 14, 2020, 23:44:45 Nachmittag
Well Jurgen, I was hoping you would start building a small series .. so we could buy one  ::)
Hallo Maarten,

Kein Problem, allerdings muss ich Dich warnen: Mit der Termintreue schaut es bei mir ganz schlecht aus, und die Qualitätssicherung für Hobbyaktivitäten ist unterirdisch, von den Mondpreisen ganz zu schweigen.  ;D

Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Dezember 16, 2020, 19:32:49 Nachmittag
Weihnachten ist Mistelzeit, und da bietet es sich natürlich an, das selbstgebaute Schlittenmikrotom an einem Mistelzweig auszuprobieren. Ich wollte sehen, wie die Haustorien (Saugorgane) der weißbeerigen Mistel (Viscum album) in das Wirtsholz einwachsen. Zu übersehen sind die Misteln aktuell schwerlich (Bild 1), leider wachsen sie meist in unerreichbarer Höhe. Ein paar Exemplare trauen sich erfreulicherweise in die Niederungen menschlicher Wuchshöhen herab (Bild 2), sodass man sich ein paar Exemplare schnappen kann. Aktuell tragen die Zweige Beeren, die im Winter als Vogelfutter dienen und so wird für die Verbreitung der klebrigen Samen gesorgt.

Das Schlittenmikrotom hat sich mittlerweile für diverse Schnitte durch Pflanzensprosse sehr bewährt. Mit den präparierten Misteln (siehe Bild 3) war es dann nicht ganz so einfach. Meine Messerhalterung ist für so harte Proben etwas zu wenig steif, in der nächsten Version werde ich den Messerhalter so umstricken, dass die Klinge etwas knapper gefasst wird.

Aber einige Längs- und Querschnitte mit 50mum sind dann doch gut gelungen.
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Dezember 16, 2020, 19:40:09 Nachmittag
Hier einmal drei Schnitte mit 50mum Dicke, gefärbt in Etzold FCA. Die Probestücke habe ich aus dem Ast händisch herauspräpariert und dann frisch geschnitten. In den ersten beiden Aufnahmen (Schnitte entlang der Längsachse des Wirtholzes) sieht man gut, wie die Tracheen des Holzes (rot) zum Teil in die Haustorien der Mistel (blau) eingebaut werden, um so für die Wasser- und Nährstoffversorgung dieses Halbschmarotzers zu dienen.

Auch im Querschnitt (Bild 3) sieht man, wenn auch weniger deutlich als im Längsschnitt, die teilweise Integration der Tracheen in das bläulich gefärbte Gewebe der Mistel.

Nach dem Schneiden wurden die Schnitte ca. 1h in AFE gelagert und nach dem Auswaschen mit Etzold FCA gefärbt. Eingedeckt in Euparal und aufgenommen mit einem Leica DM 2000 LED und 10x bzw. 5x HC Plan Fluotar Objektiven.
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Dezember 16, 2020, 19:42:38 Nachmittag
Und weil wir schon dabei sind, hier noch ein Querschnitt durch einen Spross der Mistel. Schnittdicke war 50mum, Färbung ebenfalls Etzold FCA. Die frischen Sprosse lassen sich sehr gut schneiden, auch recht dünne Schnitte mit 25-30mum haben fast immer geklappt.
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Fahrenheit am Dezember 17, 2020, 10:02:31 Vormittag
Lieber Jürgen,

das schaut perfekt aus! Gratulation.

Herzliche Grüße
Jörg
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Bob am Dezember 17, 2020, 19:44:17 Nachmittag
Hallo Jürgen,
schön, dass sich Dein toller Eigenbau so gut bewährt! Und die Schnitte vom Übergang Mistel - Baum sind nicht nur sehr gelungen sondern auch interessant. Ein tolles Objekt, vielleicht fällt mir sowas ja auch mal in die Hände. Wie dick waren Ast und Mistelzweig an der Andockstelle etwa?

Viele Grüße,

Bob
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Dezember 17, 2020, 22:47:59 Nachmittag
Hallo Jörg und Bob,

danke für Eure aufmunternden Worte, freut mich.

Die "Verbindungsstellen" zwischen Mistel und Ast sind meistens deutlich verdickt, so ca. 50-70mm im Durchmesser bei meinen Proben. Das Präparieren eines Würfels, der bequem ins Mikrotom passt, ist dann gar nicht so leicht. Ich habe da mit einem Stanley-Messer und einer Säge etwas Passendes rausgeschnitten. Vereinfachend ist die Tatsache, dass das frische Holz weißlich ist und das Gewebe der Mistel knallgrün. Das macht es etwas leichter, eine passende Stelle zu finden.

LG

Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Februar 13, 2021, 09:12:56 Vormittag
Wie oben erwähnt, hat sich meine Erstversion des Klingenhalters etwas schwer getan, sehr harte Materialien reproduzierbar zu schneiden. Die Klinge stand zu weit vor, und zum Niederklemmen hatte ich nur ein einfaches Blechstück verwendet. Dankenswerterweise hat mir Detlef Kramer eine Zeichnung seines SHK-Halters zur Verfügung gestellt. Damit war es möglich, den unteren Teil der Messerhalterung SHK-kompatibel zu zeichnen und fräsen zu lassen.

Mit den Madenschrauben des SHK-Oberteils kann man die Vorrichtung so einstellen, dass das Messer an der vorderen Kante gezielt fixiert wird und so weniger leicht ausweichen kann. Untenstehend ein Bild der CAD-Konstruktion und des fertigen Halters.

LG

Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am Februar 13, 2021, 09:16:10 Vormittag
Hier zwei erste Beispiele von Schnitten, die mit dem SHK-Oberteil präpariert wurden. Speziell dünnere Schnitte mit etwas härteren Materialien funktionieren jetzt deutlich reproduzierbarer als vorher. Zwei Beispiele eines Querschnittes vom Spross der Eibe, einmal in Blaulichtfluoreszenz und einmal gefärbt (Acriflavin/Acridinrot und Astrablau). Schnittdicke war 35mum, Aufnahme mit Leica DM 2000 LED und 5x HC Plan Fluotar.

LG
Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am März 28, 2021, 20:02:09 Nachmittag
Wieder einmal ein kleines Update.

Im Moment versuche ich gerade, die minimale Schichtdicke bei botanischen Schnitten auszutesten. Ohne Paraffineinbettung sind dem Ganzen natürlich Grenzen gesetzt. Aber bei "gutmütigen" Proben wie der unten gezeigten Kiefernadel kommt man in den Bereich von 20-25mum. Die Mechanik des Schlittenmikrotoms schafft das noch recht problemlos. (Kiefernadel 20-25mum dick, 10x Objektiv, Stack aus 5 Aufnahmen, Etzold-Färbung)

LG

Jürgen
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: Fraenzel am März 28, 2021, 20:43:50 Nachmittag
Hallo Jürgen,
ich bin geblendet von deinen phantastischen Schnitten und natürlich den Fotos. Ein wenig störend empfinde ich bei deinen Angaben über die Schnuittdicke: mum - das gibt es nicht. Da wäre die internationale Einheit µm die richtigere Wahl. Ich hoffe, dir nicht zu nahe getreten zu sein.
Mikrogrüße Peter
Titel: Re: Eigenbau eines Schlittenmikrotoms
Beitrag von: jcs am März 28, 2021, 21:04:54 Nachmittag
Hallo Peter,

das mit dem mum war nur eine Notlösung, weil ich bisher nicht wusste, wie das mit dem µm hier im Forum geht. Habe gerade eine Mitteilung bekommen, wie das geht:

AltGr+m

LG

Jürgen