Elektronenmikroskopische Untersuchungs- und Präparationsmethoden

Inhaltsverzeichnis

• A. Untersuchungsmethoden.
• § 1. Elektronenoptische Grundlagen des Durchstrahlungsmikroskopes.
• 1.1. Elektronenstrahlerzeugung.
• 1.1.1. Elektronenaustritt in das Vakuum.
• 1.1.2. Die Beschleunigung der Elektronen zwischen Kathode und Anode.
• 1.1.3. Die Haarnadelkathode.
• 1.1.4. Einfluß der Form des Wehneltzylinders auf den Richtstrahlwert.
• 1.1.5. Spitzen- und Oxydkathoden.
• 1.1.6. Die Energieverteilung der Elektronen.
• 1.2. Elektronenlinsen.
• 1.2.1. Elektrostatische Linsen.
• 1.2.2. Magnetische Linsen.
• 1.2.3. Permanentmagnetische Linsen.
• 1.3. Bildfehler.
• 1.3.1. Öffnungsfehler.
• 1.3.2. Verzeichnung.
• 1.3.3. Axialer Astigmatismus.
• 1.3.4. Farbfehler.
• 1.3.5. Beugungsfehler.
• 1.3.6. Theoretisches Auflösungsvermögen.
• Literatur zu § 1.
• § 2. Prinzipieller Aufbau des Durchstrahlungsmikroskopes.
• 2.1. Das Beleuchtungssystem.
• 2.2. Das Abbildungssystem.
• 2.3. Objekthalterungen für spezielle Untersuchungen.
• Literatur zu § 2.
• § 3. Andere Abbildungsverfahren.
• 3.1. Reflexionsmikroskopie.
• 3.2. Emissionsmikroskopie.
• 3.3. Auflichtmikroskopie.
• 3.4. Rastermikroskopie und Röntgen-Mikroanalyse.
• Literatur zu § 3.
• § 4. Messung wichtiger optischer Konstanten.
• 4.1. Vergrößerungsbestimmung.
• 4.2. Messung und Korrektur des Astigmatismus.
• 4.3. Testen des Auflösungsvermögens.
• 4.4. Messung von Aperturwinkeln.
• Literatur zu § 4.
• § 5. Elektronenbeugung.
• 5.1. Kristallographische Grundlagen.
• 5.1.1. Bravaissches Translationsgitter und Netzebenen.
• 5.1.2. Das reziproke Gitter.
• 5.2. Theorie der Elektronenbeugung in Kristallen.
• 5.2.1. Materiewellenlänge der Elektronen.
• 5.2.2. Laue-Gleichungen und Braggsche Reflexionsbedingung.
• 5.2.3. Kinematische Theorie der Elektronenbeugung.
• 5.2.4. Dynamische Theorie der Elektronenbeugung.
• 5.2.5. Intensität der Debye-Scherrer-Ringe.
• 5.2.6. Kikuchi-Diagramme.
• 5.3. Die optischen Grundlagen der Elektronenbeugung im Elektronenmikroskop.
• 5.3.1. Beugung mit Kondensor.
• 5.3.2. Beugung mit Zwischenabbildung und Feinbereichsbeugung.
• 5.3.3. Spezielle Elektronenbeugungsverfahren.
• 5.4. Auswertung und Informationsmöglichkeiten der ElektronenBeugungsdiagramme.
• 5.4.1. Ermittlung der Netzebenenabstände.
• 5.4.2. Indizierung der Netzebenen und Strukturbestimmung.
• 5.4.3. Auswertung von Texturdiagrammen.
• 5.4.4. Zusatzreflexe in Beugungsdiagrammen.
• 5.4.5. Beugungsdiagramme amorpher Stoffe.
• 5.4.6. Orientierungsbestimmung aus Elektronen-Beugungsdiagrammen.
• Literatur zu § 5.
• § 6. Bildkontrast in amorphen Objekten.
• 6.1. Übersicht der Wechselwirkung Elektron-Objekt.
• 6.2. Klassische Theorie der Streuung (Rutherfordsche Näherung).
• 6.3. Intensitätsverteilung der elastischen Streuung (Bornsche Näherung).
• 6.4. Unelastische Streuung.
• 6.4.1. Intensitätsverteilung der unelastischen Streuung.
• 6.4.2. Methoden zur Messung von Energieverlusten.
• 6.4.3. Größe und Gesetzmäßigkeiten der Energieverluste.
• 6.5. Bildkontrast durch Streuabsorption.
• 6.6. Unterschied des Kontrastes in amorphen und kristallinen Schichten.
• Literatur zu § 6.
• § 7. Phasenkontrast und verwandte Probleme.
• 7.1. Elektronenoptischer Brechungsindex und inneres Potential.
• 7.2. Elektronen-Interferometer.
• 7.3. Phasenkontrast.
• 7.4. Zonenplatten nach Hoppe und Lenz.
• Literatur zu § 7.
• § 8. Bildkontrast in kristallinen Objekten.
• 8.1. Hell- und Dunkelfeldabbildungen kristalliner Objekte.
• 8.2. Kontrast in kristallinen Objekten.
• 8.3. Abbildung von Kristallbaufehlern.
• 8.3.1. Kontrast von Versetzungen.
• 8.3.2. Ermittlung des Burgersvektors von Versetzungen.
• 8.3.3. Stapelfehler.
• 8.3.4. Andere Kristallbaufehler.
• 8.4. Moiré-Effekt.
• Literatur zu § 8.
• § 9. Präparatveränderungen unter Elektronenbestrahlung.
• 9.1. Objekterwärmung.
• 9.1.1. Methoden zur Ermittlung der Objekttemperatur.
• 9.1.2. Betrag der in Wärme umgesetzten Energieverluste.
• 9.1.3. Theorie der Objekterwärmung.
• 9.2. Strahlenschädigung der Objekte.
• 9.2.1. Strahlenschäden in organischen Substanzen.
• 9.2.2. Strahlenschäden in anorganischen Kristallen.
• 9.3. Kontamination.
• Literatur zu § 9.
• § 10. Bildaufzeichnung und Intensitätsmessungen.
• 10.1. Leuchtschirme.
• 10.2. Bildverstärker.
• 10.3. Photographische Schichten.
• 10.3.1. Theoretische Grundlagen.
• 10.3.2. Eigenschaften einiger kommerzieller Photo-Emulsionen.
• 10.3.3. Versuche einer hochauflösenden Bildaufzeichnung.
• 10.3.4. Belichtungskontrolle.
• 10.4. Intensitätsmeßmethoden.
• Literatur zu § 10.
• § 11. Ermittlung der dritten Dimension von elektronenmikroskopischen Präparaten.
• 11.1. Schrägbeschattung.
• 11.2. Stereoabbildungen.
• 11.3. Quantitative Kontrastmessungen.
• 11.4. Wägungsmethode nach Bahr und Zeitler.
• Literatur zu § 11.
• § 12. Abbildung magnetischer und elektrischer Objektfelder.
• 12.1. Abbildung magnetischer Bereichsstrukturen.
• 12.2. Abbildung elektrostatischer Objektfelder.
• Literatur zu § 12.
• B. Präparationsmethoden.
• § 13. Objektblenden und Trägernetze.
• 13.1. Objektblenden.
• 13.2. Trägernetze.
• 13.3. Reinigung von Objekt- und Aperturblenden aus Edelmetallen.
• 13.4. Aufbewahrung, Transport und Handhabung von Präparatträgern.
• § 14. Grundlagen der Hochvakuum- und Aufdampftechnik.
• 14.1. Aufbau von Bedampfungsanlagen.
• 14.2. Hochvakuumverdampfung.
• 14.2.1. Verdampfungsquellen.
• 14.2.2. Verdampfung von Siliziummonoxyd.
• 14.2.3. Kohleverdampfung.
• 14.2.4. Verdampfung durch Elektronenstoßheizung.
• 14.2.5. Herstellung von Platin-Kohle-Mischschichten.
• 14.3. Schichten aus der Kathodenzerstäubung und Glimmentladung.
• 14.4. Möglichkeiten zur Schichtdickenbestimmung von Aufdampfschichten.
• 14.5. Schrägbeschattung.
• 14.5.1. Schräg-, Portrait- und Kegelbedampfung.
• 14.5.2. Optimale Dicke von Beschattungsfilmen.
• 14.5.3. Herstellung und Eigenstruktur der Beschattungsfilme.
• Literatur zu § 14.
• § 15. Herstellung und Eigenschaften von Trägerfolien.
• 15.1. Kollodiumfilme.
• 15.2. Formvarfilme.
• 15.3. SiO-Filme.
• 15.4. Kohlefilme.
• 15.4.1. Kohleschichten als Verstärkung für organische Folien und Schnitte.
• 15.4.2. Doppelfolien.
• 15.4.3. Reine Kohlefolien.
• 15.5. Aluminiumoxyd- und andere Trägerfilme.
• 15.6. Herstellung von Netz- und Lochfolien.
• Literatur zu § 15.
• § 16. Oberflächenabdrücke.
• 16.1. Filmabdrücke.
• 16.1.1. Organische Filmabdrücke.
• 16.1.2. Filmabdrücke mit SiO oder Kohle.
• 16.1.3. Elektrolytisch niedergeschlagene Filmabdrücke (Epitaxie-Abdrücke).
• 16.1.4. Oxydabdrücke.
• 16.1.5. Extraktionsabdrücke.
• 16.1.6. Dekorationsabdrücke.
• 16.2. Matrizenabdrcke.
• 16.2.1. Matrizen durch Eintrocknen von Lösungen.
• 16.2.2. Matrizen aus Kunststoff-Folien.
• 16.2.3. Polymerisationsmatrizen.
• 16.2.4. Metall-Matrizen.
• 16.2.5. Nachbehandlung von Matrizenabdrücken.
• 16.3. Hllabdrcke.
• 16.4. Auflösungsvermögen von Oberflächenabdrücken.
• 16.5. Zielpräparation von Oberflächenabdrücken.
• Literatur zu § 16.
• § 17. Herstellung durchstrahlbarer Folien aus Metallen und anderen Kristallen.
• 17.1. Mechanische Verfahren.
• 17.1.1. Walzen und Hämmern.
• 17.1.2. Spalten.
• 17.1.3. Ultramikrotomie.
• 17.2. Chemische Ätzung.
• 17.3. Ionenätzung.
• 17.4. Elektrolytisches Polieren.
• 17.4.1. Allgemeine Grundlagen.
• 17.4.2. Methoden für Metallfolien.
• 17.4.3. Herstellung durchstrahlbarer Folien aus kompaktem Material.
• 17.5. Durchstrahlbare Schichten durch Kristallwachstum.
• Literatur zu § 17.
• § 18. Präparation von Pulvern, Suspensionen, Stäuben und Aerosolen.
• 18.1. Pulverförmige Substanzen.
• 18.1.1. Aufstäubung.
• 18.1.2. Eintrocknen einer Suspension.
• 18.1.3. Anrühren mit einem Bindemittel.
• 18.1.4. Ultramikrotomie eingebetteter Pulver.
• 18.2. Suspensionen und Kolloide.
• 18.2.1. Eintrocknungsmethode.
• 18.2.2. Zerstäubungsmethoden.
• 18.3. Stäube und Aerosole.
• 18.3.1. Thermische Abscheidung.
• 18.3.2. Elektrische Abscheidung.
• 18.3.3. Membranfilter.
• 18.3.4. Ermittlung der Tropfengröße flüssiger Aerosole.
• Literatur zu § 18.
• § 19. Gewebefixation.
• 19.1. Allgemeine Grundlagen.
• 19.1.1. Postmortale Veränderungen.
• 19.1.2. Entnahme von Gewebeproben.
• 19.1.3. Kriterien für die Erhaltung der sublichtmikroskopischen Struktur.
• 19.2. Osmiumfixation.
• 19.2.1. Zusammensetzung der Fixationsgemische.
• 19.2.2. Einfluß des pH-Wertes, der Isotonie und der Zusammensetzung der Fixationsflüssigkeit.
• 19.2.3. Chemischer Ablauf der Osmiumfixation.
• 19.2.4. Dauer der Osmiumfixation.
• 19.3. Kalium-Permanganat-Fixation.
• 19.4. Aldehyd-Fixation.
• 19.4.1. Formaldehyd.
• 19.4.2. Höhere Aldehyde.
• 19.4.3. Kontrast von aldehydfixierten Geweben.
• 19.5. Gefrierfixationsmethoden.
• 19.5.1. Allgemeine Grundlagen zum Gefrierprozeß.
• 19.5.2. Gefriertrocknung.
• 19.5.3. Gefriersubstitution.
• 19.5.4. Gefrierätzung.
• Literatur zu § 19.
• § 20. Kontrastierung und histochemische Methoden.
• 20.1. Abgrenzung zwischen Fixierung, Kontrastierung und histochemischen Nachweismethoden.
• 20.2. Bleikontrastierung.
• 20.3. Andere Kontrastierungsmittel.
• 20.4. Spezifische Kontrastierungen.
• 20.5. Elektronenmikroskopische Darstellung der Enzymumsatzorte.
• 20.6. Immunoferritin-Methode.
• Literatur zu § 20.
• § 21. Einbettung.
• 21.1. Entwässerung.
• 21.2. Methacrylateinbettung.
• 21.2.1. Zur Chemie der Methacrylat-Polymerisation.
• 21.2.2. Der Einbettungsprozeß.
• 21.2.3. Vermeidung von Einbettungsartefakten.
• 21.3. Epoxydharze.
• 21.3.1. Araldit.
• 21.3.2. Epon.
• 21.3.3. Maraglas.
• 21.4. Polyester (speziell Vestopal W).
• 21.5. Wasserlösliche Einbettungsmittel.
• 21.5.1. Gelatine-Einbettung.
• 21.5.2. Aquoneinbettung.
• 21.5.3. X 133/2097 (Durcupan).
• 21.5.4. Glykolmethacrylate (GMA).
• 21.5.5. Polyampholyte.
• 21.6. Orientiertes und gezieltes Einbetten.
• Literatur zu § 21.
• § 22. Ultramikrotomie.
• 22.1. Prinzipielle Wirkungsweise des Ultramikrotomes.
• 22.2. Herstellung der Schneiden.
• 22.3. Vorbereitung der Präparate zum Schneiden.
• 22.4. Bemerkungen zum Schneidprozeß.
• 22.5. Auffangen der Schnitte.
• 22.6. Veränderungen der Schnitte unter Elektronenbeschuß.
• 22.7. Möglichkeiten der Schnittdickenbestimmung.
• 22.8. Lichtmikroskopische Vergleichsschnitte und ihre Färbung.
• Literatur zu § 22.
• § 23. Präparation organischer Teilchen (Fraktionen, Homogenisate, Bakterien, Phagen und Viren).
• 23.1. Präparation von Kulturen.
• 23.1.1. Bakterienkulturen.
• 23.1.2. Gewebekulturen.
• 23.2. Isolation und Fragmentation.
• 23.2.1. Isolation von Phagen und Viren.
• 23.2.2. Fragmentation von Bakterien.
• 23.2.3. Isolierte Zellbestandteile (Homogenisate).
• 23.3. Präparation von Suspensionen.
• 23.3.1. Eintrocknen eines Tropfens auf einer Trägerfolie.
• 23.3.2. Spreiten in einer Monolage.
• 23.3.3. Quantitative Verfahren zur Teilchenzählung in Suspensionen.
• 23.3.4. Gefriertrocknung und Kritische-Punkt-Methode.
• 23.3.5. Nachbehandlungen der Eintrocknungen (insbesondere Pseudoabdrücke).
• 23.4. Negativkontrastierung.
• 23.4.1. Kontrastentstehung und Strukturerhaltung.
• 23.4.2. Präparationsverfahren.
• Literatur zu § 23.
• § 24. Autoradiographie.
• 24.1. Vorteile und Auflösungsvermögen der elektronenmikroskopischen Autoradiographie.
• 24.2. Eigenschaften der radioaktiven Isotope und ihrer Träger.
• 24.3. Präparation der Emulsionen.
• 24.4. Entwicklung der Emulsionen.
• Literatur zu § 24.
• § 25. Monographien über Elektronenmikroskopie.
• § 26. Bezugsquellen-Nachweis.
• Namenverzeichnis.