15. Versuch: Elektronenmikroskopie

Elektronenmikroskopie hat in den letzten Jahren bei der Bestimmung von Proteinstrukturen deutlich an Bedeutung gewonnen. In diesem Versuch werden Sie das Protein beta-Galactosidase für Aufnahmen an einem Elektronenmikroskop präparieren, Daten aufnehmen und aus den gewonnenen Daten eine Struktur des Proteins berechnen.

Der Versuch benötigt zwei Versuchstrage und zählt daher soviel wie zwei Ein-Tages-Versuche. Der über das Online-System gebuchte Termin ist der erste Versuchstag (Präparation und Datenaufnahme). Der zweite Versuchstag (Datenauswertung) muss nicht zwangsläufig direkt am Folgetag stattfinden und wird nicht über das Online-System gebucht. Setzen Sie sich bitte direkt mit den Betreuern für einen Termin für den zweiten Versuchstag in Verbindung..

Betreuer

Versuchsanleitung (PDF)

Fragen zur Versuchsvorbereitung

Zur Präparation und Datenaufnahme

• Was sind die Vor- und Nachteile von Elektronen und Photonen bei der Mikroskopie. Wie bewerten Sie die Idee Neutronen für die Mikroskopie zu verwenden?
• Nennen Sie die drei wesentlichen Linsensysteme eines Elektronenmikroskops und erklären Sie kurz deren Funktion.
• Recherchieren und erklären Sie die Anwendungsgebiete und Vorteile von Energiefiltern bei der Elektronenmikroskopie.
• Welche Beschleunigungsspannungen kommen bei der transmissions Elektronenmikroskopie von biologischen Proben typischerweise zum Einsatz? Welche Wellenlänge haben die Elektronen bei diesen Beschleunigungsspannungen unter Berücksichtigung relativistischer Effekte?
• Warum ist es nicht möglich Zellen ohne eine spezielle Präparation in einem Elektronenmikroskop zu betrachten? Welche Techniken kommen zum Einsatz um dieses Problem zu lösen? Nennen Sie Vor- und Nachteile.
• Was versteht man unter glow discharging und warum kommt dieses Verfahren bei der Präparation von Proben für das Elektronenmikroskop zum Einsatz?

Zur Datenprozessierung

• Wie ist der Zusammenhang zwischen der Pixelgröße eines Bildes und der theoretisch maximalen Auflösung der Informationen die aus diesem Bild generiert werden können?
• Welchen Aspekt der Fourier-Transformation eines Bildes können Sie in einem Power-Spektrum nicht direkt beobachten? Können Sie dennoch Aussagen über diese fehlenden Informationen machen?
• Was versteht man unter einem Hoch-, Tief- und Bandpass Filter? Erklären Sie kurz deren Bedeutung für die Bildverarbeitung.
• Warum ist es für die Rekonstruktion von hochauflösenden Strukturen mittels Einzelpartikelanalyse wichtig, dass nicht alle Daten bei dem selben oder sehr ähnlichem Defocus aufgenommen wurden?