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© Peter Rühr/Institut für Zoologie, UzK
Darstellung von Oberflächenstrukturen
Gold macht im CT unsichtbare Oberflächen sichtbar
Während die dreidimensionale Darstellung und Analyse von biologischen Proben mit Hilfe von Computertomographie (CT) heute Routine sind, stellten gerade die feinen Oberflächendetails vieler Organismen bisher große Schwierigkeiten an die Visualisierung. Wissenschaftler der Universitäten Köln und Bonn sowie des Zoologischen Forschungsmuseums Alexander Koenig – Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere, Bonn, haben nun eine neue Methode entwickelt, mit der sich erstmals feinste Oberflächenstrukturen digital erfassen und darstellen lassen. Sie bedampfen hierfür die Präparate mit Gold, eine Technik, die bisher nur bei der Rasterelektronenmikroskopie angewendet wurde. Das Potential der neuen Anwendung erstreckt sich dabei auch auf angewandte Bereiche wie Materialwissenschaften oder die Qualitätskontrolle in produzierenden Unternehmen. Die Ergebnisse ihrer Forschung sind nun im „Journal of Anatomy“ veröffentlicht.
„Bislang ließen sich die feinsten Oberflächenstrukturen unserer Forschungsobjekte mittels computertomographischer Analysen schlicht nicht vernünftig darstellen“, erklärt Peter Rühr, M.Sc., Doktorand am Zoologischen Institut der Universität zu Köln. Gemeinsam mit Dr. Markus Lambertz, Zoologe an der Universität Bonn und am Museum Koenig, entwickelte er das neue Verfahren, um diese kontrastarmen Strukturen dennoch in den digitalen Scans sichtbar zu machen. Schlüssel zum Erfolg war dabei die Kombination der modernen röntgenbasierten Computertomographie und der traditionellen Probenvorbereitungen der Rasterelektronenmikroskopie.
Um Strukturen wie Borsten oder Schuppen auf der Körperoberfläche digital erfassen zu können, musste deren Röntgenkontrast selektiv, d.h. im Oberflächenbereich, erhöht werden. Die Lösung war letztlich recht schnell gefunden: Gold. Dieses Verfahren wird auch zur Vorbereitung der Rasterelektronenmikroskopie verwendet. Dort werden Proben gewöhnlich mit einer hauchdünnen Goldschicht bedampft. Bislang hatte jedoch noch niemand versucht, diese Methode auf die Computertomographie zu übertragen.
Der direkte Vergleich nicht behandelter Proben mit denen, die vor der Tomographie mit Gold bedampft wurden, brachte tatsächlich die erhofften Ergebnisse: Oberflächenstrukturen, die zuvor im Scan unsichtbar waren, waren nun deutlich zu erkennen. Gleichzeitig ließen sich aber auch die inneren anatomischen Details nach wie vor ohne Einschränkung rekonstruieren. {…}
Vollständige Quelle: Uni Köln