Erfahrungen mit Ultramikrotome

[Ronald Schulte]

Es wäre durchaus möglich das ich meine Kunststoff Schneidearbeiten an ein Motorisiertes Rotationsmikrotom ausbreiten möchte mit ein Ultramikrotom.
Was ich eigentlich suche sind Erfahrungen von Forumsmitglieder mit Ultra's und Messer (Glas und/oder Diamant)!
Mein heutiges Mikrotom ist von LKB und bin sehr zufrieden damit. LKB hat aber auch Ultra's gebaut. Sind die auch so Perfekt?
Wer hat ein Ultramikrotom und könnte hier mal was erzählen von seine Erfahrungen damit? Gerne von einbetten bis zu Schneiden, Farben und aufziehen!
Nicht nur LKB sondern auch andere Marken-erfahrungen wie Leica, Reichert usw sind natürlich willkommen.

Bin gespannt auf Berichte, grüße Ronald

[Detlef Kramer]

Lieber Ronald,

dazu bin ich gerne bereit, denn das habe ich über 30 Jahre getan. Aber, nicht mehr heute Abend und vielleicht auch eher per PM oder email, denn ich glaube nicht, dass das für Viele von Interesse ist.

Herzliche Grüße
Detelf

[Rawfoto]

Guten Abend

Also mich wuerde das auch sehr interessieren, ich hatte nur zwei Abende lang das Vergnuegen mit dabei zu sein - das ist schon eine eigene Welt aber es hat vielversprechend ausgesehen. Geschnitten haben wir mit Glasmesser, die waren aber schon fertig aufbereitet in einem Karton mit ueber 30 Stueck. Anders wei bei Messer werden die angeblich im Zuge der Lagerung nicht stumpf ...

Liebe Gruesse

Gerhard

[ethrilas]

Lieber Detlef,
mich würde das auch interessieren!

Gruß
Steffen

[Detlef Kramer]

Hallo,

dann will ich mal versuchen, die wichtigsten Punkte aus meiner Erfahrung aufzuzeigen.

Das Ultramikrotom ist ein Gerät, mit dem man, unter geeigneten äußeren Bedingungen, Schnittserien im Dickenbereich von ca. 30 - 200 nm reproduzierbar, d.h. mit einer Toleranz von +/- 10 nm anfertigen kann. Dafür ist es konstruiert und optimiert; der Schneidevorgang verläuft automatisch und die Schnitte schwimmen auf einer Wasseroberfläche ab, von der sie mit den, in der Transmissionselektonenmikroskopie üblichen Objekträgern (Kupfernetze), aufgefangen werden.

Man kann mit diesen Geräten auch Semidünnschnitte anfertigen, im Bereich 500 - 3000 nm. Dafür sind sie aber nicht optimiert. In der Regel geschieht dies im Handbetrieb, bei den neueren Geräten mit mechanischem Vorschub auch teilautomatisiert. Besser geeignet für diesen Zweck sind spezielle Semidünnschnitt-Mikrotome, z.B. von Leica.

Geschnitten wird entweder mit Glasmessern, die man sich mit einem entsprechenden Gerät selbst brechen kann, oder mit Diamantmessern. Das Glas muss man sich zu Mondpreisen z.B. bei Leica oder Plano usw. kaufen. Je nach Objekt halten die Messer für wenige Schnitte (bei Pflanzenmaterial) oder wesentlich länger bei tierischem Material ohne Zellwände oder mineralischen Einschlüssen. Die nutzbare Schneide-Länge beträgt ca. 6mm bei einer Dicke des Messers von 8 mm, d.h. je nach Schnittbreite kann man das Messer mehrmals ansetzen. Die Messer werden schnell schartig, vor allem bei Pflanzenmaterial mit harten Zellwänden. Diamantmesser haben eine wesentlich höhere Standzeit sind aber auch entsprechend teuer (es gibt spezielle Diamantmesser für histologische Schnitte, die "nur" um die 1000 € kosten; das Nachschleifen ca. die Hälfte). Man kann auch diese Schnitte auf Wasser abschwimmen lassen und dann mit einem Glashaar mit einer kleinen Kugel am Ende (100 - 1000 µm Durchmesser) auf einen Wassertropfen auf einem gewöhnlichen Glas-Objekträger übertragen. Die Schnitte müssen dann i. d. Regel durch Erwärmen gestreckt werden. Nach dem Verdunsten des Wassers klebt der Schnitt auf dem Objekträger und kann gefärbt und dann eingeschlossen werden. Das Kunstharz entfernt man nicht. Mit dem Färben habe ich wenig Erfahrung; ich habe mit leicht alkalischer Toluidinblau-Lösung gefärbt; dies ergibt bei pflanzlichen Schnitten eine bedingt polychromatische Färbung.

Hersteller der Geräte: Mikron, vormals Porter-Blum/Sorvall und Leica; man kommt oft auch sehr preiswert an Geräte von LKB heran, allerdings sollte es, wenn, das III sein, der Vorgänger ist dazu wenig geeignet. LKB wurde irgendwann von Leica aufgesogen, vermutlich um an die Technologie von deren genialem Messerbrecher zu kommen, den Leica noch weiter verbessert hat. Die Mikrotome von Leica (eigentlich Reichert, Wien) sind hervorragend im Vergleich zu den anderen Geräten. Da EM-Abteilungen überall eingestampft werden, kommt man recht günstig an die Geräte; man sollte aber die Folgekosten im Auge behalten. Reparaturen sind an den älteren Modellen kaum möglich, bei pfleglicher Behandlung aber auch kaum notwendig.

Glasmesser altern auch, wenn auch vielleicht langsamer, als Stahlmesser, aber Glas ist eine unterkühlte Flüssigkeit und die Schneide mit ihrem extrem kleinen Rundungsdurchmesser verändert sich natürlich mit der Zeit. Das mag aber bei Semidünnschnitten nicht relevant sein. Auch Diamantmesser werden durch die Benutzung mit der Zeit schartig, denn Diamant ist sehr hart aber spröde. Die Messer müssen dann vom jeweiligen Hersteller nachgeschliffen werden.

Zur Präparation kann ich nicht sehr viel beitragen, da ich Semidünnschnitte nur zur Übersicht von meinen Blöckchen für die Ultramikromie angefertigt habe und die waren aus Epoxid-Harz. Für die Semidünnschnitte können auch Metacrylate verwendet werden, damit fehlt mir aber leider die Erfahrung - da bist Du, Ronald, mir bestimmt über.

So, das war's, was mir spontan eingefallen ist. Aber fragt bitte ruhig nach; es kann sein, dass mir dann noch mehr einfällt.

Herzliche Grüße
Detlef

[the_playstation]

Hallo Detlef,
Ich habe zwar keine Ahnung von einem Mikrotom oder Ultramikrotom.
Aber von Mressern und Schneiden.

Bei Stahl hängt das sehr vom Stahl und der Härtung ab.
Es gibt auch Stahlsorten, die problemlos Glas schneiden, ohne dabei schnell stumpf zu werden.
Und auch recht zäh sind.

Z.B. ZDP 198 (3% Kohlenstoff und 20% Chrom) oder noch besser hochlegierte nickelhaltige Spezialstähle oder Kugel und Wälzlagerstähle (68-69 HRC). Meine Messer müssen kaum nachgeschliffen werden.

Diese sind z.B. auch nicht mit Stahlfeilen oder einem HSS Bohrer bearbeitbar.
Am besten mit Diamant oder Rubin schärfen.

Glas ist da weicher und spröder (ca. 62-63 HRC).

Die meißten Messer werden halt aus billigen 0815 Stahlsorten gemacht wie 440A, ...
Diese sind ungeeignet.

Stahlmesser haben allerdings den Nachteil, daß man Sie nicht beliebig scharf bekommt.
Gebrochene Materialien haben halt sehr scharfe Bruchkanten. (daher nix gegen die Steinzeitmenschen lach).


Aber bei derart ausgefeilten Geräten muß man wohl ohnehin Schneiden vom Hersteller verwenden oder?

Liebe Grüße Jorrit.

[JüSchTü]

Lieber Detlef,

vielen Dank dass Du Dich hast überreden lassen, einen kleinen Einblick in diesen Grenzbereich mechanischer Technik zu geben. Auch wenn ich damit noch nicht, vielleicht auch gar nie, etwas zu tun habe, ist die Beschreibung mit einigen erklärenden Worten sehr interessant und faszinierend.

Herzliche Grüße, Jürgen

[Detlef Kramer]

Lieber Jorrit,

Aber bei derart ausgefeilten Geräten muß man wohl ohnehin Schneiden vom Hersteller verwenden oder?

Nein, so ist das nicht. Die Ultramikrotome sind in der Funktion weitgehend identisch und die Messer stammen von anderen Herstellern, bzw. man bricht sich die Glasmesser selbst. Stahlmesser haben sich nicht durchsetzen können, u.a. weil sie durch das Wasser, auf dem die Schnitte abschwimmen, korrodieren. Ob es heute Spezialstähle gibt, mit denen das doch ginge, weiß ich nicht. In der Mikrotomie von harten Materialien haben sich Hartmetallmesser durchgesetzt, die sehr teuer sind, aber exzellente Eigenschaften für diesen Zweck haben. Aber man kann sie an Ultramikrotomen nicht einsetzen und ich weiß leider auch nicht, ob sie für diese Schnittdicken (< 5 µm) geeignet sind.

Die Bemerkung, dass Stahlmesser durch Lagern an Schärfe verlieren, stammt von Gerhard ("Rawfoto"), der sehr viel Von Stahl und Messer-Schleifen versteht und bezieht sich auf die üblichen Messer aus Carbon-Stahl.

Detlef

[the_playstation]

Ah. Danke Detlef,

Ich behaupte hier mal, daß man bei den Stahlsorten nicht genügend geguckt hat.
Jede Sparte hat da ja ihre eigenen Erfahrungen, ...
Einen übergreifenden Austausch an Wissen gibt es nicht.

Ich habe eine gewisse Neigung für aussergewöhnliche Werkstoffe.
Fast kein Einziges aus 0815 Stahl und weis, was Sie leisten können
verstehe aber, daß oft nur normal Stahlsorten zum Einsatz kommen.
Lassen sich z.B. leichter härten und schärfen.

Der Begriff Carbon Stahl ist natürlich fast doppelt gemoppelt.
Denn nahezu jeder härtbare Stahl bedingt einen gewissen Kohlenstofanteil.

Ich bezeiche Sie z.B. als reine Karbonstähle, da Sie meißt einen geringen Anteil an zulegierungen anderen Elementen besitzen.
1095 Kohlenstoffstahl ist ein solcher "einfacher" Kohlenstoffstahl.

Die Kunst des Stahlkochens und die richtige Rezeptur ist ja eine Wissenschaft für sich.

ZDP 189 ist z.B. sehr korrosionsbeständig. Das kann man auch ins Salzwasser schmeißen.
Auch länger. Wobei Ich den Begriff rostfrei für unglücklich empfinde. Ich sage lieber rostträge.

Meine Schwerter habe Ich noch nie geschliffen.
Obwohl Ich 2-3x im Jahr Schnittvorführungen damit mache.
Und die Klingen dann Einiges aushalten müssen.
Aber die sind auch für die Ewigkeit gebaut. Die bekommen nicht so schnell Dellen, Kratzer, oder Ausbrüche
da das Material extrem hart und zäh ist. Selbst eine Flex mit Korundscheibe hat es da sehr schwer.

[Detlef Kramer]

Lieber Jorrit,

sehr interessant, was Du schreibst. Ich bin ja Biologe mit eingeschränktem technischen Verstand und kann nur wieder geben, was ich so im Laufe der Jahre gelernt und erfahren habe. Demnach wurden die Experimente mit Stahlmessern zu Beginn der biologischen Elektronenmikroskopie und Ultramikrotomie aufgegeben, wahrscheinlich, weil die Anwendung des Glasbruchs einfacher war. Und Diamant ist in Sachen Härte nunmal nicht schlagbar. Man muss dabei berücksichtigen, dass die biologische Elektronenmikroskopie eine Nische ist. Wahrscheinlich wird da nicht so sehr viel in entsprechende Forschung investiert, vor allem auch deswegen, weil man mit Diamant ja alles Wünschenswerte erreicht.

Was Ronald angeschnitten hat, war ja die Anwendung des Ultramikrotoms zur Anfertigung von Semidünnschnitten. Auch da denke ich, sind Diamantmesser unschlagbar, kann mir aber vorstellen, dass ein Stahlmesser mit den von Dir beschriebenen Eigenschaften durchaus brauchbar wäre. Ich kann das aber nicht beurteilen. Jedenfalls müsste ein UM für diesen Zweck umgebaut werden, was aber für einen Mechaniker kein Problem wäre.

Deine Ausführungen interessieren mich aus einer ganz anderen Sicht: aus diesem Superstahl (nicht ironisch gemeint!) müssten sich doch optimale Kochmesser herstellen lassen, möglicherweise erheblich preiswerter, als die sagenumwobenen japanischen Messer zu Preisen von einigen K€. Kannst mir ja mal eines machen!

Jetzt wird es allerdings ziemlich OT, bleibt aber interessant!

Herzliche Grüße
Detlef

[the_playstation]

Der Stahl ist leider nicht gerade billig.
Meine Schwerter haben ca. 4000 Euro das Stück gekostet.
Die Schleifarbeiten haben je 1 Jahr gedauert.

Ich habe mir 2x Messer gefertigt.
Ein selbstgeschmiedetes und eines aus einer Platte.
Bei einem Schmiedetreffen.

ZDP 189 Messer bietet die Firma Spyderco an.
Z.B. das Endura. Gibt auch div. Tests bei Youtube.
Einziger Nachteil des Stahls ist, daß Er etwas spröder ist (bei ca. 67-69 HRC ja kein Wunder).

Ansonsten Gibt es Stahlplatten zum Selbstbearbeiten bei Markus Balbach.
Ich favorisiere den Leo 1+2 Damast.
Das Problem ist aber nicht der Stahl / Preis.
Sondern Jemanden zu finden, der es einem bearbeitet.

Allein der Planschliff (nur die reine Glättung) der WEICHGEGLÜHTEN!!! Platte hat mich 5x Korundtrennscheiben
und 1x Diamantschleifscheibe gekostet. Das grobe Ausschneiden der Form 4x weitere.
Das liegt an der extremen Zähigkeit des Materials. Die ist noch wichtiger als die hohe Härte
und wird meißt leider in der Betrachtung vernachlässigt.

P.S. Nach der Härtung wird es etwas mühseeliger. Trotz der hohen Härte von ca. 65-69 HRC kann man es
im Schraubstock 90 Grad biegen, ohne das es bricht und es federt 100% wieder zurück.
Kein Bruch, kein Verbiegen, kein Kratzer, keine Mikroausbrüche, keine Dellen, sehr geringes Stumpfwerden.

Böker hat mal Messer daraus hergestellt. Die Neueren werden aber nicht mehr vom selben Schmied gefertigt
und sind nicht mehr so gut.

Aufgrund des enormen Arbeitsaufwandes kosten derartige Messer um die 300-1200 Euro.
Selbstbau ist wesentlich günstiger. Aber dann muß man halt viel Arbeit investieren.

Nachteil dieses Materials: Es ist nicht so rostbeständig wie andere.
Allerdings besser als nicht rostfreier Stahl. Dafür hat man alle anderen guten Eigenschaften.
Selbst dieser (Superstahl) hat also seine Grenzen und ist ein Kompromis.

Und ja. Sie sind ideal für Kochmesser, ...
Aber viele kaufen halt mittelgute Sachen, die Ihnen als beste angepriesen werden.
Oder völlig unsinnige Sachen wie normalen (rein optischen) Damast oder Keramikmesser
oder ungeeignete Stahlsorten, zu brüchige reine Kohlenstoffstähle (zu stark gehärtet)
oder zu weiche. Oder noch schlimmer 440A und anderer Murks.

Liebe Grüße Jorrit.

[Rawfoto]

Lieber Jorrit

Du gibst Dir in Deinem letzten Mail die Begründung warum die Hersteller derartige Messer nicht bauen ... Wobei, es gibt ja Messer mit Hartmetallschneide für das Mikrotom. Ein Preisbeispiel, Ein Leitz C-Messer 12cm "normal" kostet netto ca. 120.- das selbe aus Hartmetall 900.- die Klasse um ein paar tausend Euros kenne ich nicht. Die dürfte es am Markt nicht geben ...

Meine Beobachtungen gehen in zwei Richtungen, in der einen bist Du mit Deinen Messerpreisen in der absoluten Billigklasse. Die Herstellung eines Sonderklasse-Samureischwertes kostet ein Vermögen. Es gibt noch einen Hersteller und der produziert zwei Stück pro Jahr und ist auf Jahre im Vorhinein ausgebucht ...

Auf der anderen Seite gibt es den Mikrotommesser-Markt und der ist so gut wie tot, kaum Umsatzzahlen und vor allem die Hersteller haben die benötigten Abziehhülsen nur noch sehr eingeschränkt im Programm ...

In der schnelllebigen Zeit arbeiten die Leute mit Einmalmesser, die sind zwar nicht so scharf und das ist beim Schneiden von Blöckchen sogar ein Vorteil. Nur wenige Spinner bereiten Ihre Messer selbst auf - ich bin einer der aussterbenden Rasse ...

Aber noch eine weitere Beobachtung, die Hartmetall-Messer behalten zwar ihre Schärfe über Monate aber sie sind gerade in dieser den "verletzlichen" Messern deutlich unterlegen wenn es um Schärfe geht. Kleines Beispiel, der Haartest, ich kenne kein Hartmetall-Mikrotommesser welches diesen besteht, auch nicht wenn es frisch von Leitz geliefert wird ...

Was natürlich geil (sorry für den Ausdruck) sein würde - wenn Du in die Mikrotom-Messerproduktion einsteigen würdest und eine Kleinserie herstellen würdest. Ich hätte dann gerne welche in der A und B-Geometrie in 16cm Länge, die Hartmetall-Messer von Leitz vom Typ D sind ausreichend stabil ...

Liebe Grüße

Gerhard

PS: das Thema der japanischen Messerherstellkunst (der wirklich herausragenden) finde ich auch faszinierend, leider kann ich das aus Zeitmangel nicht vertiefen ...

[Rawfoto]

Danke an Detlef ...

Ich verfolge gespannt Deine Ausführungen ...

Liebe Grüße

Gerhard

[the_playstation]

Hi Gerhard.
Meines hat den "Messertest" bestanden.

1.) Biegetest Je nach Länge 45 oder 90 Grad.
2.) Mit je einem Hieb ein 4-5 cm dickes Tau 5x durchhauen.
3.) Einen dicken Holzbalken in 1 Min. durchtrennen.
4.) Glas schneiden.
5.) Unterarmhaare und Papier sauber abrasieren / schneiden (als letzter Test)

Es geht. Allerdings schaffen es nicht viele Messer.

P.S. Japanische Schwerter sind nicht so gut.
Japan hatte nie guten Stahl. Daher mußten die Schmiede z.B. durch Härten, Falten und die Geometrie diesen Nachteil ausgleichen.
Das Falten ist eine Homogenisierung und Aufkohlung des Stahls.
Aber Respekt vor der Handarbeit und der Politur der Schwerter.
Aber derartige Stahlqualitäten hatte Europa gut 2000-3000 Jahre früher.
Da wurde hier auch gefaltet.
Das hat aber z.B. nichts mit echtem Damast zu tun.
Heutiger Damast auch Nichts. Der ist reiner Unfug.

Ich habe ein paar gute im Besitz.

Moderne Topstähle brauchen das nicht.

Liebe Grüße Jorrit.

[Ronald Schulte]

Detlef,

Danke für deine ausführliche Antwort.
Mein Idee ist um Tierliches Gewebe zu schneiden mit Glasmesser und dann gerne aus die besten glassorten. Hast du eine Ahnung was die Leica Glas streifen kosten?
Ein Glasbrecher wollte ich mich dann auch dazu legen, die werden auch ab und zu mal angeboten nur bleibt das immer ein Risiko weil Mann nicht weis ob es noch richtig Glas bricht.
Wo konnte man am besten sein um sich aus zweithand ein Ultra und oder Glasbrecher zu kaufen?

Grüße Ronald