Vorbereitung ist alles: Ge- und Missbrauch der Probenvorbereitung für TEM

Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) ist ein prominentes Werkzeug für die Untersuchung aller Arten von Materialien, Oberflächen und biologischen Proben. In den vergangenen Jahrzehnten haben technologische Innovationen diese Methode für die meisten analytischen Labore geeignet und erschwinglich gemacht. Jedoch sind nicht alle Probenvorbereitungstechniken für jede Art von Material geeignet. Erfahrenen TEM-Experten ist bewusst, dass diese Technik sehr anfällig für Rosinenpickerei ist.

Artefakte können leicht ignoriert werden; Trocknungsmuster können als strukturelle Merkmale etc. fehlinterpretiert werden, weil sie besser der vorgefassten Meinung entsprechen. Daher ist für TEM, wie jede andere experimentelle Technik, eine richtige Ausbildung notwendig. Man braucht ein Minimum an Wissen über die physikalischen Prinzipien, um in der Lage zu sein, die richtigen Schlussfolgerungen aus den untersuchten Proben zu ziehen.

Probenvorbereitung für TEM: Trocknen, Anfärben, Kryo-TEM

Linda Franken et al. von der Universität Groningen in den Niederlanden führten eine Literaturstudie durch und stellten fest, dass in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Arbeiten bei der Charakterisierung von selbstorganisierten Strukturen TEM in fragwürdiger Weise verwendet wird. In ihrer jüngsten Arbeit im Open Access Journal Advanced Science geben die Autoren einen Leitfaden für die Anwendung der drei am häufigsten verwendeten Probenvorbereitungsverfahren für TEM von weicher Materie, nämlich Trocknen, Staining Anfärben und Kryo-TEM.

Die Fallstudien der Autoren zeigen, dass Trocknen für die überwiegende Mehrheit der Fälle ausdrücklich nicht empfehlenswert ist. Wie die Literaturrecherche der Autoren jedoch zeigt, ist dies noch immer die vorherrschende Präparationsmethode. Eine Analyse der repräsentativen Forschungsarbeiten zu diesem Thema zwischen 2010 und 2015 ergab, dass besser geeignete Kryo-TEM-Experimente nur moderat vertreten sind, zu etwa 29%. Diese Ergebnisse unterstreichen den Wunsch der Autoren, die Wahrnehmung des Trocknens als Vorbereitungsmethode für weiche Materialproben zu überdenken und die Forschungsgemeinschaft zu motivieren, öfter meist besser geeignete Kryo-TEM-Experimente durchzuführen.

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