Elektronenmikroskopische Untersuchungs- und Präparationsmethoden

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.