Botanische Mikrotechnik

Goldahorn, Sprossquerschnitt 50µm, Wacker W3A
Inhalt
Eine schöne Dreifachfärbung mit Safranin-Astra- blau-Chrysoidin (SAC-Färbung)
Rolf-Dieter Müller, vom 01.11.2011
Vor genau zwei Jahren fand sich über persönliche Bekanntschaften ein Freundeskreis zur botanischen Mikro- technik und wir zeigten uns unsere Schnitte und Färbungen, gaben uns Tipps und stellten Mikroaufnahmen unserer Präparate auf eine eigens dafür geschaffene Webseite.
Den Freundeskreis gibt es noch, die Webseite nicht mehr und so hat mich unser Administrator gebeten, die seinerzeit von mir zusammengestellte Drei- fachfärbung Safranin-Astrablau-Chrysoidin noch einmal zu beschreiben, damit sie für jeden Interessierten zugänglich wird.
Eigentlich ist im
Arbeitsplan alles beschrieben: der Färbeprozess mit den not- wendigen Reagenzien und Rezepturen. Doch sollten einige Anmerkungen hierzu den Zugang zur Färbung erleichtern.
Die verwendeten Farbstoffe sind klassisch und besonders wird die Kombination Safranin für die Anfärbung von lignifizierten Zellwänden und Astrablau für die Anfärbung von nicht lignifizierten Zellwänden in botanischen Kursen gerne verwendet. Safranin färbt aber in Wasser recht indifferent und muss mit 70% Ethanol oder besser Salzsäurealkohol differenziert werden. Ein Farbstoff der lignifzierte Zellwände spezifisch anfärbt und dazu noch die Cuticula ist das Chrysoidin und wo wir beim Spezifischen sind: Astrablau färbt nur nicht lignifizierte Zellwände an. Dieses machen wir uns alles zunutze und können mit einer vereinzelten Färbung jedes Zwischenergebnis gut kontrollieren.
Vorgefärbt wird mit Safranin, die Färbezeit ist unkritisch und kann gerade bei dünnen Schnitten (ca. 30 µm und dünner) bis zu 30 Minuten betragen. Es wird somit deutlich und gewollt überfärbt.
Diese Überfärbung differenzieren wir mit Salzsäurealkohol. Der Aufenthalt in dieser Reagenz ist kurz, ungefähr 30 Sekunden bis zu einer Minute. Am besten wird der Fortschritt mit einer Lupe kontrolliert. Wenn keine Farbwolken mehr abgehen wird abgebrochen. Anschließend ist es wichtig, den Schnitt in Wasser sehr gut aus zu waschen. Jetzt haben wir erreicht, dass die lignifizierten Zellwände magentafarbig aussehen, nicht lignifizierte Zellwände sollten annähernd farblos sein.
Der Aufenthalt in Astrablau ist nur kurz und färbt nicht lignifizierte Zellwände spezifisch an.
Mit Chrysoidin kann ruhig wieder länger gefärbt werden. Eine Überfärbung wird mit der darauf folgenden Entwässerung in Isopropylalkohol zurückgenommen. Es legt sich über die Safraninfärbung und zeigt dann lignifizierte Zellstrukturen differenziert in Rot-Orangetönen. Zusätzlich wird auch die Cuticula angefärbt. Wie die Aufnahmen vom Blatt und Spross der Berberis vulgaris (Gewöhnliche Berberitze) und den anderen Beispielen weiter unten zeigen, entfaltet die SAC-Färbung ihre ganze Schönheit bei Schnitten, die vornehmlich lignifizierte Zellstrukturen haben.
Mit diesen kleinen Hinweisen und dem Arbeitsplan zum Herunterladen gelingen Ihnen Ihre eigenen SAC-Färbungen bestimmt. Sollte irgendetwas nicht wie erwartet ausfallen, so fragen Sie gerne über
info(at)mikroskopie-bonn.de nach. Oder besser: kommen Sie zu unseren Färbeworkshops, die wir regelmäßig veranstalten und in denen Sie unter Anleitung botanische Schnitte färben können. Die nächsten Veranstaltungen finden Sie unter
Termine auf dieser Webseite.
Beispiele zur SAC-Färbung
Literatur
[1] Arbeitsplan zur SAC-Färbung
Rolf-Dieter Müller, MKB, 2011
Herunterladen im Downloadbereich
Botanische Schnitte mit dem Zylindermikrotom
Jörg Weiß, vom 16.09.2011
Mit dem Stereomikroskop kann man im Auflicht wunderbar die Strukturen z.B. eines Blattes untersuchen. Legt man dieses jedoch unter ein klassisches Durchlicht-Mikroskop, so erkennt man bestenfalls verschwommene Umrisse auf einer milchig grünen Fläche. Das Blatt als ganzes ist zu dick, um im Durchlicht betrachtet werden zu können.
Um Erfolg zu haben, müssen also Schnitte von dem Blatt erstellt werden, die dünn genug sind, um genügend Licht für die Beobachtung hindurch zu lassen (max. bis etwa 70µm) und dick genug, um die Zellverbände noch erkennen und deuten zu können (min. bis etwa 7 µm). Die optimale Schnittdicke ist dabei von der Probe abhängig. Histologische Schnitte tierischer und menschlicher Gewebe sind wesentlich dünner (5 µm bis hinunter zu 70 bis 100nm), da die zu beobachteten Zellen entsprechend kleiner sind.
Ein Mikrotom ist ein Gerät zum Erstellen solch dünner Schnitte für mikroskopische Unter- suchungen im Durchlicht. Der Name kommt aus dem Griechischen von "mikros" (klein) und "temnein" (schneiden). Für unterschiedliche Zwecke und Materialien wurden die unterschiedlichsten Mikrotomtypen entwickelt (Ultra-Mikrotom,
Rotationsmikrotom,
Schlitten- mikrotom, Zylindermikrotom und
Kastenmikrotom). Teilweise handelt es sich dabei um sehr aufwendige und entsprechend teuere Geräte, die nur in professionellen Laboren zu finden sind. Andere sind auch an den Arbeitsplätzen der Hobby-Mikroskopiker anzutreffen.
Das im Kreis der Hobbyisten am weitesten verbreitete Mikrotom ist das Hand-Zylin- dermikrotom, dessen Bauform auf erste Entwürfe von Georg Adams (1770) zurück geht.
Bau und Funktion des Hand-Zylindermikrotoms

Das Zylindermikrotom schiebt die Probe mittels einer Mikrometerschraube über einen Stempel oder eine Klemmvorrichtung durch das Mittelloch einer Glasplatte, die als Messerführung dient. Der überstehende Teil der Probe kann dann mit einem geeigneten Messer (dazu später mehr) abgeschnitten und weiter präpariert werden.
Je nach Probe, Vorbereitung und Geschick sind Schnittdicken zwischen 70 und etwa 20 µm erreichbar, was für botanische Schnitte in aller Regel ausreichen dünn ist.
Zylindermikrotome gibt es in verschiedenen Bauformen. Am praktischsten sind Tischmikrotome, deren Mechanik auf einem schweren Fuß montiert ist, so dass mit ihnen frei stehend auf der Arbeitsplatte geschnitten werden kann. Die einfacheren Geräte werden in der Regel mit einer entsprechenden Klemme an der Tischkante befestigt, um beim Schneiden beide Hände frei zu haben. Im einfachsten Fall hält die eine Hand das Mikrotom und die andere führt das Messer. Auch so sind gute Schnitte möglich, da diese in aller Regel auf das Messer aufziehen und nicht unbedingt mit einem Pinsel gestützt werden müssen.
Die nur mit einem einfachen Stempel ausgerüsteten Zylindermikrotome sind ausschließlich zur Verarbeitung von Paraffin-Blöcken geeignet, die auf diesen aufgeschmolzen werden. Die Paraffin-Präparation ist ein recht aufwändiger Vorgang und zum Schneiden solcher Blöcke empfiehlt sich ein Rotationsmikrotom, mit dem dünnere Schnitte in Bändern erstellt werden können.
Bei der Anschaffung eines Handzylindermikrotoms sollte also darauf geachtet werden, dass eine Klemme vorhanden ist, die die Probe selbst oder mit einer entsprechenden Umschließung sicher hält. Zylindermikrotome mit Klemme erkennt man an der durch den Zylinder nach außen geführten Rändelschraube zur Feststellung der Klemme.
Das Messer

Zum Schneiden kann man verschiedene Messer verwenden, die frei geführt werden müssen - die Schnittbahn ist also nicht wie beim Kastenmikrotom fest vorgegeben. Gute Ergebnisse erzielt man mit einem speziell für den Mikrotomschnitt geschliffenen Rasiermesser, das je nach dem, ob es mit der linken oder rechten Hand geführt werden soll, auf einer Seite plan geschliffen ist (die andere Seite hat in aller Regel einen Hohlschliff). Die Pflege solcher Messer ist etwas aufwändiger (siehe hierzu Rudolph Krönungs hervorrangende Anleitung "Abenteuer Klingen Schärfen", die auf der Webseite des MKB heruntergeladen werden kann
[1]), aber sie lohnt sich, da mit der langen, direkt über die Glasplatte geführten Klinge beste Schnitte gelingen, wenn diese gut geschliffen und frisch abgezogen ist.
Hier möchte ich aber näher auf den Schnitt mit handelsüblichen Einmalklingen eingehen, die in einem Messerhalter geführt werden. Die Klingen müssen nicht gepflegt werden und sind in 50er-Packungen im Laborfachhandel erhältlich (z.B. Leica 110143 - auf die breite Bauform achten). Der Klingenhalter wurde von den engagierten Mikroskopikern Hr. Herrmann, Hr. Kramer und Hr. Streble entworfen (SHK - Klingenhalter) und weiter entwickelt
[2]. Er kann über Hr. Dr. Detlef Kramer (Kontakt über das
Mikro-Forum von Christian Linkenheld) bezogen werden.
Es handelt sich dabei um zwei Aluminiumprofile, zwischen die die Einmalklinge mittels zweier Rändelschrauben geklemmt wird und durch deren Form der korrekte Schnittwinkel bereits fest vorgegeben ist. Am unteren Profil befindet sich ein Teflon-Gleiter, der eine saubere Führung über die Glasplatte des Zylindermikrotoms sicher stellt. Ein kleiner Nachteil soll dabei nicht verschwiegen werden: durch den Gleiter liegt der Schnitt mit dem Messerhalter um ca. 2 mm über der Glasplatte, was beim Schneiden freistehender Proben beachtet werden muss.
Das Einlegen der Klinge in den Messerhalter
Die bei manchen Zylindermikrotomen mitgelieferten, aus einem Stück geschmiedeten Messer sind unbrauchbar. Die Klingen sind zu kurz und sie lassen sich wegen der Kante zwischen Griff und Schneide nicht vernünftig schleifen und abziehen.
Vorbereitung der Probe
Mit dem Hand-Zylindermikrotom können sowohl frische als auch fixierte Proben geschnitten werden. Frischmaterial sollte sehr zeitnah vor dem Schnitt entnommen und möglichst sofort verarbeitet werden.
Die Fixierung botanischer Proben erfolgt am besten mit der klassischen AFE Lösung (für 100 ml Ansatz 90 ml Ethanol 70%, 5ml Essigsäure 98% und 5ml Formaldehyd 35%). Aushilfsweise kann auch mit Ethanol 70% fixiert werden. Die Fixierung sollte sofort nach der Probenahme erfolgen. Dazu werden mit einer scharfen Rasierklinge oder einem Skalpell etwa 10 bis 15 mm lange Stücke geschnitten und diese mit reichlich Fixierlösung bedeckt. Eine Arbeitsblatt zur Probenvorbereitung kann auf der Webseite des MKB herunter geladen werden [3].
Stabile Sprossstücke können frei stehend in den Klemmmechanismus des Zylindermikrotoms eingespannt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass diese senkrecht zur Schnittfläche stehen, um schräge Schnitte durch die Zellagen zu vermeiden, was besonders bei den Tracheen der Leitbündel zu unschönen Effekten führen würde.
Die Probe muss dabei so fest eingespannt sein, dass sie dem Messer nicht ausweichen kann, allerdings darf sie auch nicht zu sehr gequetscht werden. Für den frei stehenden Schnitt eignen sich Sprosse von Gehölzen und Sträuchern sowie manche stabile Blattstiele wie z.B. von Walnuss und Platane.

Freistehend eingespanntes Sprosstück bereit zum Anschnitt.
Weniger stabile Proben müssen geeignet umschlossen werden. Dazu kann ganz klassisch Holundermark verwendet werden, das aber nur einen trockenen Schnitt erlaubt. Befeuchtet man Holundermark mit Ethanol, verliert es seine Festigkeit und kann die umschlossene Probe nicht mehr stützen.
Bestens geeignet sind Möhren (Karotten), die passend in Form geschnitten werden können. Dazu und zum Zuschneiden der Probe selbst verwendet man am besten die Einmalklinge vom letzten Schnitt.
Sprossstücke, Wurzeln oder Blattstiele - also alle runden Proben - steckt man am einfachsten in ein passendes Loch, das man mit einem Zahnstocher oder einem Holzspießchen in das Möhrenstück gestochen hat.
Dazu schneidet man zunächst ein etwa 20 mm langes Stück aus einer möglichst gerade gewachsenen Möhre heraus und achtet auf parallele und senkrecht zur Achse der Möhre stehende Schnitte.
Dieser Möhrenzylinder wird nun passend zur Probe in der Mitte senkrecht durchstochen. Dabei sollte das Loch einen geringfügig kleineren Durchmesser als die zu umschließende Probe haben, damit diese sicher und fest gehalten wird. Bei dickeren Proben kann man sich auch mit einem Holzbohrer oder einem Satz Korkbohrer behelfen. In das so entstandene Loch wird nun die Probe eingesteckt.
Erst jetzt wird der Möhrenzylinder passend quadratisch zurecht geschnitten. Dabei sollte zu allen Seiten der Probe noch mindestens 2mm Möhre stehen bleiben. Der Durchmesser ist somit abhängig von der Bohrung des Zylindermikrotoms, dessen Klemmmechanismus und der Dicke der Probe.

Auch flache Proben, wie das eingangs erwähnte Blatt, können so eingespannt werden. Dazu wird ein passender Möhrenblock, der den Zentralzylinder beinhalten sollte, einmal quer durchgeschnitten. Auch hier ist auf eine genau Senkrechte Schnittführung zu achten. Die beiden Hälften lässt man ein wenig antrocknen (vorbereiten!) und legt sie dann umgekehrt zusammen. Durch die unterschiedliche Verdunstung aus dem Zentralzylinder und dem umgebenden Speichergewebe der Möhre entsteht eine leichte Wölbung. Somit kann das Blatt optimal geklemmt werden, ohne es zu quetschen und auch nach vielen Schnitten wird es noch sicher gehalten.
Egal ob Spross oder Blatt: zum Abschluss der Vorbereitung und unmittelbar vor dem Einspannen in das Mikrotom wird die spätere Schnittfläche mit der Einmalklinge möglichst eben abgeschnitten, um später einen leichten Anschnitt zu ermöglichen.
Zur Umschließung der Probe kann in gleicher Weise auch Styrodur oder ein anderer Hartschaum aus dem Baumarkt verwendet werden. Bei der Verwendung eines Hartschaums leidet die Klinge jedoch, was zu kürzeren Standzeiten führt.
Eine bebilderte Anleitung der hier geschilderten Methode finden Sie auf dieser Seiten
etwas weiter unten.
Vorbereitung des Mikrotoms und des Messers
Die Probe oder das Möhrenblöckchen wird nun in der Klemme des Mikrotoms fest und genau senkrecht zur Glasfläche eingespannt und die Schnittfläche mit Ethanol 70 % befeuchtet.
In den Klingenhalter kommt eine frische Einmalklinge, die ebenfalls großzügig mit Ethanol 70% angefeuchtet wird.
Der Schnitt
Beim Schnitt wird das Messer oder der Messerhalter ziehend mit wenig Druck durch die Probe geführt. Durch das Ethanol zieht der dünne Schnitt (ggf. mit umgebendem Möhrengewebe) auf die Klinge auf und kann mit einem Pinsel abgenommen und in ein Vorratsgefäß mit Ethanol 70% gegeben werden.
Vor jedem nächsten Schnitt müssen Anschnitt und Klinge wieder gut mit Ethanol befeuchtet werden.

Ziehend schneiden und nicht zu stark andrücken.
Zunächst fährt man die Probe mit der Mikrometerschraube in 100 µm - Schritten nach oben (dies entspricht in der Regel 10 Teilstrichen auf der Skala) und führt einen Schnitt durch. Die ersten Schnitte gehen vielleicht noch ins Leere und nach einigen Keilen erhält man parallele Schnitte der kompletten Probe. Nun ist der Anschnitt abgeschlossen.
Für die folgenden Schnitte wird der Vorschub nun jeweils um die gewünschte Schnittdicke, z.B. 50 µm oder 30 µm, eingestellt und das Messer in der beschriebenen Weise mit leichten Andruck über den Glasteller geführt. Die Schnitte ziehen auf den Messerrücken bzw. den Halter auf und können von dort mit einem ethanolfeuchten Pinsel abgenommen und in das bereitstehende Gefäß (s.B. ein Uhrglas) mit Ethanol übernommen werden.
Achtung:
Da der Schnitt oberhalb des Teflongleiters erfolgt, muss darauf geachtet werden, dass der über die Glasplatte vorstehende Teil der Probe nicht mit diesem in Berührung kommt. Um die Schnittführung zu erleichtern, besitzt der Gleiter in der Mitte ein rechteckige Aussparung. An den Kanten dieser Aussparung ist die Gefahr, anzustoßen, am größten.
Wurde die Probe beim Schnitt doch berührt und eventuell verschoben, so muss sie wieder gerade eingespannt und neu in 100 µm - Schritten angeschnitten werden.

Unterseite des Klingenhalters mit dem Teflongleiter. Die Aussparung in der Mitte ist gut zu erkennen.
Nicht vergessen: Vor jedem Schnitt die Anschnittfläche und das Messer reichlich mit Ethanol befeuchten. Viel Erfolg!
Literatur
[1] Abenteuer Klingen Schärfen
Rudolf Krönung, 2010
Dowload auf der Webseite des MKB
[2] Perfekte Handschnitte mit einfachen Mitteln
Klaus Herrmann und Heinz Streble
Mikrokosmos 94, Heft 5/2005, Seite 269 ff.
[3] Fixieren, Aufbewahren, Schnitte vorbereiten
Arbeitsanleitung von Rolf-Dieter Müller
Download auf der Webseite des MKB
[4] Schneiden mit dem Zylindermikrotom
Vortrag von Jörg Weiß
Download auf der Webseite des MKB
Schnelle Pflanzenschnitte mit dem Haga Allmikro-Rasierklingenmikrotom
Rolf-Dieter Müller und Jörg Weiß vom 17.06.2011
Die Fürther Firma Haga Metallwarenfabrik bietet schon seit vielen Jahren unter der Marke Allmikro ein Rasierklingenmikrotom [1] an, das zu einem im Vergleich zu
Schlitten- oder
Rotationsmikrotomen günstigen Preis zu haben ist. Die damit minimal zu erreichende Schnittdicke ist mit 25 µm angegeben.
Im Vergleich zu einem klassischen
Handzylindermikrotom, das mit der meist untauglichen "Messerbeigabe" deutlich günstiger ist und mit einem brauchbaren Klingenhalter [2] und passenden Einmalklingen (z.B. Leica Nr. 110143) die gleiche Preisregion erreicht, ergeben sich einige Vorteile, aber auch verschie- dene Einschränkungen.
Hier die - subjektiven - Vorteile des kleinen Geräts
- geringere Verletzungsgefahr durch fest montierten Messerschlitten
- einfachere Handhabung durch vorgegebene Schnittführung und Objektträgerhalter
- kostengünstige Nutzung normaler Rasierklingen
- integrierte Tischhalterung
Aber auch die ebenso subjektiven Einschränkungen:
- Schnittdicke nur in Stufen einstellbar, Zwischenschritte wegen Rastung problematisch
- problematische Fixierung der zu schneidenden Probe durch den Klemm- mechanismus
- einfacher Schnitt nur bei krautigen Proben mit ausreichender Länge von mindestens 6 - 7 cm
- streuende Schnittdicke aufgrund des Spiels der mechanischen Komponen- ten, Schnittdicke kann zwischen 25 bis 40 µm variieren

Beachtet man die Beschränkung auf krautige - also nicht zu stark verholzte - Pflanzensprosse und hält sich an die hier vorgestellten Kniffe bei der Handhabung des Mikrotoms, können ohne großen Aufwand Schnitte mit einer Dicke ab 25µm erstellt werden.
Die Probe wird dabei frisch geschnitten. Die für die Färbung und die Erstellung von Dauerpräparaten notwendige Fixierung erfolgt somit an den Schnitten (Schnittfixierung im Gegensatz zur Objektfixierung, bei der die Probe vor dem Schnitt als Ganzes fixiert wird).
Vorbereitungen
Wie ist nun vorzugehen? Das Kastenmikrotom wird gemäß der Bedienungs- anleitung an der Tischkante des Arbeitsplatzes befestigt und ein Objektträger zur Aufnahme der Schnitte in den Halter eingesteckt. Zusätzlich werden ein Stück Holundermark, ein runder Haltemagnet von einer Magnettafel (Durch- messer 2 bis 3 cm), ein kleines Uhrglas mit Wasser und ein feiner Pinsel (am besten ein Maderhaarpinsel der Größe 000 - der beiliegende Pinsel ist zu dick) gebraucht.
Nun wird der Transportzylinder des Mikrotoms ca. 1/3 der maximal möglichen Länge nach unten gedreht (Markierungen am Vorschubrad des Mikrotoms beachten) und das untere Loch mit dem Magneten verschlossen. Die Probe, z.B. ein Sprossstück vom Lavendel (Lavandula angustifolia) wird mit Hilfe des Holundermarks so in der Probenaufnahme fixiert, dass sie unten auf dem Magneten auf- und an der dem Messer abgewandten Seite der Bohrung anliegt. Dazu wird über die gesamte Länge des Holundermarks eine senkrechte Kerbe eingeschnitten, die etwas kleiner sein muss, als der Durchmesser der Probe. Damit ist sichergestellt, dass die Probe exakt transportiert und nicht über Gebühr gequetscht wird. Eine der eingangs erwähnten Einschränkungen ist somit behoben.
Als nächstes erfolgt der Anschnitt mit einer gebrauchten Rasierklinge. Dazu wird der Klingenhalter einfach einmal über die volle Länge der Schneidebahn geschoben und das Probenstück damit passend abgelängt.
Nun ist unbedingt eine frische unbenutzte Rasierklinge einzulegen! Die Klinge und die Stirnseite der Probe werden mit dem Pinsel und dem Wasser aus dem Uhrglas leicht angefeuchtet und es wird ein Wassertropfen auf den eingespannten Objektträger gegeben, in dem die Schnitte gesammelt werden. Zur Verbesserung der Schnittführung lässt man zusätzlich etwas Wasser unter den Klingenschlitten einziehen.
Bilder zur Vorbereitung des Allmikro Mikrotoms
Das Schneiden
Jetzt kann mit dem Schneiden begonnen werden. Dazu wird die Vorschubschraube zunächst um eine Raste nach oben gedreht und von unten leicht gegen den Probenzylinder mit dem Magneten gedrückt. Der Klingenschlitten wird nun, ebenfalls unter leichten Druck, in einer gleichförmigen Bewegung über die gesamte Länge der Schlittenbahn geschoben. Dabei wird ein dünnes Scheibchen der Probe abgeschnitten und schiebt sich auf die Klinge. Von dort wird es vorsichtig mit dem Pinsel abgenommen und in den Wassertropfen auf dem Objektträger gegeben. Der Klingenschlitten wird nun wieder in die Ausgangsposition gebracht und danach, d.h. nach jedem Schnitt, gleich der Anschnitt der Probe wieder mit dem Pinsel befeuchtet. Das Mikrotom ist jetzt bereit für den nächsten Schnitt.
Durch den Druck von unten auf den Probenzylinder und von oben auf den Klingenschlitten ist dabei sicher gestellt, dass die Probe einwandfrei vorgeschoben und direkt über der Kante der Stahl-Basisplatte abgeschnitten wird. Das oben angesprochene mechanische Spiel der beweglichen Bauteile des Mikrotoms wird somit minimiert.
Achtung: nicht zu stark andrücken, da die Basisplatte bei Druck etwas nachgibt, was negative Auswirkungen auf die Schnittdicke hat.
Die ersten ein bis zwei Schnitte sind in aller Regel nicht sehr schön und sollten daher verworfen werden. Dies gilt auch für zu dicke Schnitte (im Wassertropfen müssen die Schnitte durchscheinen, weiße oder gar grüne Stellen deuten auf einen zu dicken Schnitt, was mit einer einfachen Klapplupe kontrolliert werden kann).
Es kann auch passieren, dass bei einem Vorschub nichts abgeschnitten wird. Dies liegt in der Regel an einem zu starken Druck auf den Klingenschlitten beim vorangegangenen Schnitt, der dann auch zu dick ausgefallen sein dürfte. In diesem Fall einfach einen neuen Schnitt durchführen und die Dicke prüfen. Eventuell muss auch dieser Schnitt verworfen werde, der nächste wird dann aber wieder brauchbar sein.
Wenn Schnitte nicht komplett sind, ebenfalls verwerfen und neu schneiden, bis gleichmäßige Schnitte kommen. Bleiben die Schnitte unregelmäßig dick oder keilförmig (Lupenkontrolle!) kann es sein, dass die Probe nicht richtig geklemmt oder zu dünn ist und somit der Klinge ausweicht. In diesem Fall sollte die Probe neu eingespannt und angeschnitten werden - ggf. ist dabei ein größerer Durchmesser zu wählen oder die Probe muss wie unter Blattquerschnitte beschrieben eingebettet werden.
Nach der hier beschriebenen Methode kann man mit einer Vorbereitungszeit von wenigen Minuten in einer halben Stunde 30 bis 40 schöne Schnitte erstellen.
Bilder vom Schneiden
Die Schnittfixierung
Um die eben erstellten Schnitte weiterverarbeiten zu können, müssen sie
fixiert werden. Dazu reicht im einfachsten Falle 70%iges Ethanol aus, bessere Ergebnisse erzielt man jedoch mit dem
AFE-Fixiergemisch aus Ethanol, Essigsäure und Formaldehyd.
Zur Schnittfixierung gibt man etwa 0,5 ml der gewählten Fixierlösung in ein Uhrglas und überträgt die Schnitte vom Objektträger dort hinein. Dazu kann wieder der Pinsel verwendet werden. Wichtig ist, dass die Fixierlösung durch das Wasser auf dem Objektträger nicht zu sehr verdünnt wird. Ggf. muss etwas davon nachgegeben werden.
Nach 5 bis 10 Minuten sind die Schnitte fixiert und bereit für Färbung und Einschluss. Die Weitere Bearbeitung muss aber nicht direkt im Anschluss erfolgen, die Schnitte können in einem dicht schließenden Gefäß in 70%igem Ethanol auch über längere Zeit gelagert werden.
Fazit
Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Einschränkungen und Tipps bei der Handhabung eignet sich das kleine Allmikro Mikrotom gut für die Verarbeitung ausgewählter nicht zu harter Proben. Dies gilt besonders, wenn es darauf ankommt, auch mit ungeübten Anwendern schnell und ohne große Vorbereitung brauchbare Ergebnisse zu erzielen. Damit ist es für den Einsatz an Schulen prädestiniert, wo im Unterricht von den Schülerinnen und Schülern einfach Querschnitte guter Qualität erstellt und weiterverarbeitet werden können.
Wenn härtere Proben geschnitten werden sollen, eine feinere Justierung der Schnittdicke notwendig ist oder die Probe nicht ordnungsgemäß im Probenzylinder des Kastenmikrotoms befestigt werden kann, sollte allerdings auf ein
Zylindermikrotom mit Klingenhalter und Einmalklingen zurückgegriffen werden.
Tipp: Zur weiteren Präparation eignet sich insbesondere die im folgenden Artikel beschriebene
Simultanfärbung W3Asim.
Ausblick
Neben dem oben beschriebenen Schneiden unverholzter Pflanzenstängel kann der Einsatzbereich des kleinen Rasierklingenmikrotoms durch eigene Experimente und Umbauten erweitert werden. Dazu hier einige Anregungen.
Blattquerschnitte:
Flache Proben, wie z.B. Blätter, könne nicht ohne weiteres in das Kastenmikrotom eingespannt werden, sie benötigen eine Umschließung. Hier kann z.B. auf die weiter unten beschriebene
Möhreneinbettung zurückgegriffen werden.
Dazu sticht man am besten mit einem Korkbohrer aus dem Laborfachhandel einen Möhrenzylinder passender Dicke aus und halbiert diesen mit einer gebrauchten Rasierklinge. Nun kann ein Blattstück passender Größe eingelegt und das so entstandene Sandwich ins Mikrotom eingespannt werden. Dabei ist wieder darauf zu achten, dass der Möhrenzylinder lang genug ist, um unten auf dem angesetzten Magneten aufzuliegen.
Der eigentliche Schnitt erfolgt wie oben beschrieben. Auch hier kann Frischmaterial geschnitten und anschließend fixiert werden (Schnittfixierung).
Bei der Auswahl der Probe sollte auf nicht zu filigranes Material zurückgegriffen werden. Gut geeignet sind z.B. Blätter von der Lorbeerkirsche (
Prunus laurocerasus).
Längsschnitte:
Mit dem Allmikro Mikrotom können auch Längsschnitte kleinerer Probenstücke erstellt werden. Allerdings gilt dabei in Bezug auf die einfache Handhabung ebenfalls die Einschränkung auf krautige Pflanzen.
Dazu wird ein Rundholz mit passendem Durchmesser (aus dem Bastel- oder Modellbaubedarf) so abgelängt, dass es bei zu etwa einem Drittel herunter- gefahrenem Probenhalter und angesetztem Magnet 2 bis 3 mm
unterhalb der Edelstahlplatte des Mikrotoms endet.
Die obere Stirnseite wird dünn mit einem beliebigen Sekundenkleber bestrichen. Nach Aushärtung des Sekundenklebers ist es möglich, z.B. Sprossstücke passender Länge ebenfalls mit Sekundenkleber aufzukleben und so zu fixieren. Diese müssen dazu leicht feucht sein, um ein Abbinden des Klebers zu gewährleisten - oft reicht es, die Probe leicht anzuhauchen.
Der Holzstempel kann weiter verwendet werden, dazu einfach Reste und Überstände vorheriger Proben abschaben bzw. abschleifen. Die oben beschrie- bene Erstbehandlung der Stirnseite ist nicht mehr erforderlich.
Vorsicht bei der Handhabung: nur die Probe soll auf dem Holzstempel kleben ...
Umbauanleitung:
In Christian Linkenhelds Mikroskopieforum finden Sie eine Umbauanleitung [3], die es mittels eines selbst erstellten Klemmhalters ermöglicht, auf einfache Weise Paraffinschnitte zu erstellen.
Literatur und Bezugsquellen
[1] Haga Allmikro Mikrotom
Haga Metallwarenfabrik
Fürther Straße 174
90429 Nürnberg
[2] Klingenhalter für Einmalklingen wie z.B. Leica 110143
Bezug über Detlef Kramer,
Kontakt über
Christian Linkenhelds Mikroskopie-Forum
[3] Umbauanleitung für das Allmikro Mikrotom von Haga
Von Michael Siegrist,
Kontakt über Christian Linkenhelds Mikroskopie-Forum
[4] Dieser Artikel als
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Wacker für alle - neue Simultanfärbungen auf Basis der W3A Färbung von Robin Wacker
Rolf-Dieter Müller und Jörg Weiß vom 17.06.2011
Die beliebte W3A-Färbung von Robin Wacker ("Wackerfärbung") scheint bisher nur von einem kleineren Kreis ambitionierter Mikroskopiker angenommen zu sein. Dies liegt sicher auch daran, dass sie als Dreifachfärbung nicht ganz einfach umzusetzen ist, zumal sie nur bei genauer Beachtung der Färbevorschrift zufriedenstellend ausfällt.
Sind die wunderbar differenziert gefärbten Pflanzenpräparate also nur zum Preise eines aufwändigen Färbeverfahrens zu haben?
Nein! Es geht einfacher, wenn man auf die kleinen virtuosen Tipps und Tricks zur Vervollkommnung verzichtet und sich nur auf ein Farbgemisch beschränkt, wie wir es von der Etzoldfärbung her kennen. Im folgenden werden die Farben der W3A-Färbung also in einer
Simultanfärbung anwendet.
Ausgehend von den im Aufsatz von Robin Wacker [1] beschriebenen Stammlösungen Astrablau (2% in Aqua dest), Acriflavin (1% in Aqua dest) und Acridinrot (1% in Ethanol 50%) - alle Lösungen leicht angesäuert mit 2ml Essigsäure auf 100ml Lösung - wird dazu ein Farbgemisch in folgender Zusammensetzung erstellt:
W3Asim I (Astrablau) nach Rolf-Dieter Müller

Astrablau, Acriflavin und Acridinrot im Verhältnis 4:1:1, also für 60ml Gemisch 40ml Astrablau, 10ml Acriflavin und 10ml Acridinrot.
Die Färbung kommt mit ihrem satten Türkiston bei unverholzten Geweben der Farbwirkung der originalen Wackerfärbung recht nahe. Weitere Beispielbilder finden Sie in den Galerien weiter unten.
Alternativ kann statt des Astrablaus der Farbstoff Alcianblau verwendet werden. Die Alcianblau-Lösung wird dabei analog zum Astrablau angesetzt:
0,2% in Aqua dest, auch hier leicht angesäuert mit 2ml Essigsäure auf 100ml Lösung. Das Mischungsverhältnis ist ebenfalls identisch, es ergibt sich also:
W3Asim II (Alcianblau) nach Rolf-Dieter Müller

Alcianblau, Acriflavin und Acridinrot im Verhältnis 4:1:1, also für 60ml Gemisch 40ml Alcianblau, 10ml Acriflavin und 10ml Acridinrot.
Das Alcianblau führt zu einer dezenten Grünfärbung (entstehend aus der Farbwirkung von Alcianblau und Acriflavin) der unverholzten Gewebe, die einzelne Details feiner differenziert, wobei z.B. Phloem typischerweise Blau gefärbt wird. Auch hier finden Sie weitere Beispielbilder in den Galerien weiter unten.
Für frische Pflanzenschnitte hat sich auch ein Farbgemisch mit zurück- haltendem Zusatz von Acriflavin und Acridinrot bewährt: Ansatz für 1 Liter = 900 ml 0,1%ige Alcianblaulösung + 35 ml 1%ige Acriflavinlösung + 50 ml 1% ige alkoholische Acridinrotlösung + 10 ml Essigsäure.
Bei Bedarf können die so erstellten Farbgemische durch Zugabe von 2 bis 3 Körnchen Thymol stabilisiert werden. Aber auch ohne Thymolzugabe sind die Lösungen bei dunkler und kühler Lagerung mehrere Monate haltbar.
Die beiden Lösungen können sowohl zum Färben frei schwimmender Schnitte in einem Uhrglas als auch zur Färbung aufgezogener Paraffinschnitte verwendet werden. Dabei ist das Färbeverfahren für W3Asim I und II gleich.
Färbung fixierter Schnitte im Uhrglas

Zur Färbung frei schwimmender Schnitte wird die gewählte Farblösung zunächst 1:5 mit destilliertem Wasser (Aqua dest.) verdünnt.
Anschließend werden die Schnitte aus 70%igem Ethanol kommend nach stufenweiser Überführung in Aqua dest für 6 Minuten mit der gewählten und verdünnten Farblösung gefärbt. Dabei werden sie einmal kurz auf ca. 60 Grad erwärmt.
Das Erwärmen erfolgt am besten über einem Spiritusbrenner. Dabei wird das Uhrglas mit einer Holzklammer gehalten. Wenn die Lösung leicht zu dampfen beginnt, ist die richtige Temperatur erreicht. Auf keinen Fall dürfen Blasen entstehen.
Nach dem gut mit Aqua dest. ausgespült wurde, wird in reinem Isopropanol entwässert. Dabei ist auf eine ausreichend große Menge zu achten und mindestens dreimal zu wechseln, um eine schnelle Entwässerung sicher zu stellen und ein ungewolltes Ausspülen insbesondere des Acridinrots zu vermeiden.
Zum Schluss kann wie gewohnt in Euparal eingedeckt werden.
Die unterschiedlichen Reagenzien werden den im Uhrglas schwimmenden Schnitten mit einer feinen Pipette zugegeben und auch mit dieser wieder abgesaugt. Dabei muss für die Entwässerung mit Isopropanol immer eine frische, trockene Pipette verwendet werden. Weitere Hinweise finden sie in der
Färbeanleitung [4] in unserem Downloadbereich.
Beispielbilder für im Uhrglas gefärbte Schnitte
Färbung von aufgezogenen Paraffinschnitten auf dem Objektträger

Hier kommen die Farblösungen unverdünnt zum Einsatz. Gearbeitet wird in den bekannten Färbeküvetten (hoher Reagenzienverbrauch) oder einzeln auf dem Objektträger über einer geeigneten Schale mit Auflage (umständlich bei einer größeren Anzahl Präparaten). Beschrieben ist hier die Behandlung einzelner Objektträger.
Zunächst muss das Paraffin entfernt werden. Dies geschieht durch Auftropfen von Xylol auf den aufgezogenen Schnitt. Dieses wird nach kurzer Einwirkzeit mindestens dreimal gewechselt, um das Paraffin restlos auszuspülen. Nach einer Zwischenspülung mit reinem Isopropanol wird auch hier stufenweise von Ethanol in Aqua dest. überführt (96%, 70%, 50%, 30% und Aqua dest.). Dabei und für das vorangegangene Isopropanol gilt: den Objektträger schräg stellen und mit dem jeweiligen Reagenz kurz abspülen, anschließend waagerecht legen und das Reagenz auftropfen und ca. 2 Minuten einwirken lassen.
Das Wasser im letzten Schritt mindestens 3 Minuten einwirken lassen und anschließend den Objektträger schräg gestellt gut abtropfen lassen. Dabei dürfen die aufgeklebten Schnitte keinesfalls austrocknen.
Jetzt kann gefärbt werden. Dazu wird die gewählte Farblösung (W3Asim I oder II) unverdünnt so aufgetropft, dass der gesamte Schnitt gut bedeckt ist. Die Einwirkzeit beträgt auch hier 5 Minuten, etwas längere Färbezeiten schaden nicht. Das Erwärmen entfällt, um den Schnitt nicht zu zerstören.
Am Ende der Färbezeit wird der Objektträger wieder schräg gestellt und die Färbelösung restlos mit Aqua dest. abgespült. Dann nochmals etwas Auqa dest. auftropfen und kurz einwirken lassen. Zum Entwässern wird das auf dem Schnitt stehende Wasser mit einer ausreichenden großen Menge reinem Isopropanol abgespült - dabei auch an die Rückseite denken! Dazu den Objektträger wieder schräg stellen. Nun wird reines Isopropanol aufgetropft und jeweils kurz einwirken lassen. Um sicher zu entwässern, sollte dieses mindestens dreimal gewechselt werden.
Mit einem sauberen, flusenfreien Tuch (ein Papiertaschentuch oder ein Kosmetiktuch geht auch) wird der Objektträger nun abgetrocknet. Dabei darf natürlich nicht über den Schnitt gewischt werden und auch hier ist wichtig, dass dieser nicht austrocknet.
Nach Auftropfen einer kleinen Menge Euparal kann das Deckglas aufgelegt werden und das Präparat ist fertig. Die Trockenzeit beträgt wie bei Euparal üblich sieben Tage, dann kann das Präparat senkrecht gestellt werden.
Beispielbilder zu auf dem Objektträger gefärbten Paraffinschnitten
Fazit
Für die beiden neuen Simultanfärbungen W3Asim I und II gilt in beiden Anwendungsfällen, dass sie zwar recht nah an die ausgezeichnete Gewebedifferenzierung der originalen Dreifachfärbung von Robin Wacker heran reichen, ohne diese aber in der letzten Feinheit zu erreichen.
Dem gegenüber steht aber ein deutlich vereinfachter Färbeprozess, der die Handhabung genau so schnell und sicher macht, wie bei den bekannten Simultanfärbungen der Etzold-Familie.
Es besteht mit den neuen, von Rolf-Dieter Müller entwickelten Färbungen also erstmals die Möglichkeit, attraktive Präparate auch und gerade an Schulen und im Unterricht durch die Schülerinnen und Schüler selbst erstellen zu lassen.
Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Farbgemische unverdünnt genau so problemlos auch bei aufgeklebten Paraffinschnitten angewendet werden können. Dabei entsteht durch die Farbwirkung der blauen Komponenten (Astrablau oder Alcianblau) zusammen mit dem Acriflavin ein Grünton, der gegenüber dem blauen Grundton der W3A - Färbung auch sehr reizvoll ist. Ein Ähnlicher Effekt wird bei der Dreifachfärbung durch Zugabe einiger Tropfen Acriflavin in den letzten Färbegang mit Astrablau bzw. in die erste Charge Isopropanol beim Entwässern erreicht. Explizit weisen wir darauf hin, dass auch dabei das unkritische Isopropanol zum Entwässern ausreicht, wenn in Euparal eingedeckt wird.
Raum für eigene Experimente
Je nach verwendetem Material und Schnitttechnik kann es sinnvoll sein, den Anteil an Astrablau bzw. Alcianblau im Farbgemisch noch zu erhöhen. Dies ist insbesondere bei feinen, unverholzten Strukturen wie zum Beispiel bei den oben gezeigten Blütenquerschnitten in Paraffintechnik eine gute Überlegung. Ein Ausgangspunkt wäre eine Zusammenstellung von 6:1:1 für die W3Asim I Färbung.
Fällt die Anfärbung verholzter Elemente zu blass aus, kann der Anteil an Acridinrot gegenüber dem Acriflavin erhöht werden. Ein Ansatz wäre ein Mischungsverhältnis von 5:1:2 für beide Färbungen W3Asim I und II.
Die Auswirkungen einer Acridinrotlösung in Aqua dest. statt 50%igem Ethanol wurde nicht geprüft.
Anmerkung der Autoren
Die zugehörige
Färbeanleitung [4] finden Sie im Downloadbereich unserer Seite. Sollten Sie darüber hinaus Fragen zum praktischen Einsatz der Färbungen insbesondere im Unterricht haben, scheuen Sie sich nicht, Kontakt zu uns aufzunehmen.
info(at)mikroskopie-bonn.de
Literatur
[1] Eine neue und einfache Methode zur polychromatischen Anfärbung von
Paraffinschnitten pflanzlicher Gewebe für Durchlicht- und Fluoreszenz-
mikroskopie.
Robin Wacker,
Mikrokosmos Heft 4/2006, Seite 210-212
[2] Botanische Mikrotechnik
Dieter Gerlach,
Thieme Verlag, Stuttgart 1969
(antiquarisch)
[3] Die Mikrofibel
Klaus Henkel
Ausgabe vom 14. Juni 2003, Seiten 183 - 188
[4] Färbeanleitung zu den Simultanfärbungen W3Asim I & II
Rolf-Dieter Müller
[5] Dieser Artikel als PDF-Datei zum Herunterladen
in unserem Downloadbereich.
Eine einfache Schnitttechnik zur schnellen Bestim- mung von Torfmoosen
Prof. Jan-Peter Frahm und Rolf-Dieter Müller vom 17.03.2011
Die hier beschriebene Methode wurde im Rahmen des Monatstreffens des MKB vorgestellt und in der Praxis erprobt.
Zum Bestimmen von Torfmoosen (Spaghnum) sind Querschnitte von Astblättern, gelegentlich auch von Stämmchen, erforderlich. In den Astblättern ist die Form und Lage der chlorophyllhaltigen Zellen (Chlorocyten) zu ermitteln. Die Blätter sind – wie bei den meisten Moosen – einzellschichtig und haben eine Dicke von ca. 30-40 µm. Die Schnitte müssen also dünner als diese ca. 40 µm sein, damit der Schnitt möglichst nicht auf der falschen Seite zu liegen kommt.
Da nicht der Schnitt das Ziel der Arbeit ist sondern die Bestimmung der Art, verbieten sich langwierige Einbettungen. Die klassische Schneidemethode ist die mit Holundermark, die aber sehr viel Geschick erfordert. Man kann auch die Blätter oder Stämmchen in einen Tropfen Wasser auf den Objektträger legen, mit einer Nadel festhalten und unter dem Binokular mit einer Rasierklinge Schnitte führen. Oder auch einen Fingernagel zum Ansetzen der Klinge nehmen. Auch das erfordert viel Erfahrung und Geschick. Eine Alternative ist die Einbettung in Histowachs.
Histowachs ist der deutsche Handelsname für Polyethylenglykol, welches Paraffin-artig ist, aber wasserlöslich. Es wird mit unterschiedlichen Schmelzpunkten zwischen 44° und 58° von der Fa. Chroma (jetzt Waldeck) vertrieben. Es wird in der Regel auch wie Paraffin benutzt (vgl. die Anleitung im Aufsatz "Ausgewählte Färbemethoden" von Chroma [1])
Dies ist für die Einbettung ähnlich umständlich und zeitraubend wie die Paraffin-Methode, hat aber den Vorteil, dass man die Schnitte zum Schluss in Wasser auswaschen kann. Eine einfachere Methode hat Felix Schumm für Flechten entwickelt. Sinngemäß lässt sich diese Methode auch für Torfmoose benutzen: man nimmt dann statt des Flechtentallus ein Torfmoosästchen zum Einbetten oder streift besser einzelne Blätter auf einen Objektträger, weil die Blätter am Ast schräg inseriert sind und das zu Schrägschnitten führen kann.
Eine Messerspitze Histowachs wird auf einen Objektträger gegeben und mit einem Feuerzeug zum Schmelzen gebracht. In das noch flüssige Histowachs drückt man ein ca 4 mm langes trockenes (!!) Thallusstückchen der zu schneidenden Flechte und wartet, bis das Wachs erkaltet ist. (Um das Abkühlen zu beschleunigen, kann man den Objektträger auf den Objekttisch des Mikroskops legen, wodurch die Wärme rasch abgeleitet wird). Dann schneidet man mit einer ggf. halbierten Rasierklinge, am besten unter dem Binokular, dünnste Scheibchen ab. Die Schnitte werden mit dem Skalpell oder ähnlichem direkt auf einen anderen Objektträger in einen Tropfen Wasser übertragen. Das Histowachs löst sich in Wasser auf, und man kann die Schnitte nach Auflegen eines Deckgläschens sofort untersuchen. [2]

Der eigentliche Trick bei dieser Methode und der Unterschied zu den klassischen Rezepten ist, dass das Pflanzenmaterial trocken ist. Nur dann kann man sofort schneiden. Feuchtes Material müsste man 24h austrocknen lassen. Mike Guwak hat im Mikroskopieforum eine Methode beschrieben, bei der man das Pflanzenmaterial für 24h in eine 20% wässrige Lösung von Histowachs einlegt und das Wasser verdunsten lässt. Das verzögert die Bestimmung des Torfmooses um einen Tag. Er beschreibt aber sehr schön die Schnittechnik:
Dann beginnt das Schneiden unter dem Stereomikroskop. Den linken Zeigefinger legt man dazu auf das Objekt und schneidet dann mit der Rasierklinge entlang der Fingerkuppe einmal großzügig einen Streifen ab. Dann hat man eine gerade Schnittkante und von dort aus beginnt man. Wenn man jetzt den linken Zeigefinger ein wenig zurück nimmt oder die Rasierklinge etwas fester an die Fingerkuppe drückt, erhält man einen ersten Schnitt. Etwas Übung braucht man schon und mit der Zeit entwickelt sich ein motorisches Feingefühl, das zu hinreichend dünnen Schnitten führt. [3]
Nach dem Schneiden entfernt man die gröberen Histowachs-Partikel mit einer Pinzette und tropft nach Auflegen eines Deckglases Wasser auf die Schnitte. Das restliche Histowachs löst sich dann auf und das Deckglas verhindert oft, dass ggf. etwas zu dick geratene Schnitte auf die falsche Seite kippen.

Da die Torfmoosblättchen selbst kaum Eigenfärbung haben, muss man sie, besonders aber die Schnitte, kontrastieren. Speziell sind die bestimmungswichtigen Löcher (Poren) in den Zellwänden in ihrer Anordnung, Größe und Art sonst kaum sichtbar. Das kann mit optischen Methoden (Interferenzkontrast) geschehen, als auch einfacher durch Anfärbung. Geeignet sind alle Totalfärbungen, egal mit welcher Farbe.
Man kann daher Methylenblau verwenden (was zumeist empfohlen wird), aber auch Brillantkresylblau (BKB), Methylviolett, Eosin, Kernechtgrün u.a.
Eine preiswerte Alternative bieten selbst erstellte Totalfärbemittel. Dazu nimmt man leer geschriebene Kugelschreiberminen, zerschneidet diese in 2 cm lange Stücke, welche in eine Petrischale mit Ethanol oder Spiritus gelegt werden. Die restliche Minenfüllung löst sich dann und ergibt eine Farblösung, die abgegossen werden kann.
Die Farblösungen saugt man am besten unter das Deckglas, weil die dünnen Schnitte zu zart zum Umbetten sind. Noch einfacher ist die Verwendung eines Kopierstiftes. Man tunkt dazu die Minenspitze in den Wassertropfen mit den Schnitten, wobei sich der Minenfarbstoff löst und die Schnitte anfärbt.
Um langwieriges Entwässern zu vermeiden, verwendet man am besten ein wasserlösliches Einschlussmedium. Früher wurde die flache Aufbewahrung in Glyzerin, Einbettung in Glyceringelatine, Hoyers Medium o.ä. empfohlen. Heute gibt es eine Vielzahl von wasserlöslichen Produkten (Merck Aquatex, Microtech Hydromatrix u.a.).
Da – wie erwähnt – Schnitte eine Umbettung schlecht vertragen, kann man das Einschlussmedium unter dem Deckglas hindurch ziehen. Dazu gibt man mit einer kleinen 25 ml Spritzflasche an einem Rande des Deckglases einen Streifen des Einschlussmediums. Der Streifen muss der Kante des Deckglases anliegen, darf aber nicht auf die Oberfläche kommen. Wenn das Wasser im Präparat nun zu den drei offenen Seiten verdunstet, wird das Einschlussmedium nachgesogen. Die richtige Menge muss man in eigener Erfahrung ausprobieren: ist es zu wenig, wandert es nicht ganz durch das Präparat.
Durch die hier beschriebene Methode verkürzt sich das Einbetten auf wenige Sekunden. Man braucht keinerlei Vorbereitungen und kann jederzeit entscheiden, ob man das Präparat verwirft oder durch einen Streifen Einschlussmittel konserviert. Der Objektträger muss dann einige Tage flach aufbewahrt werden um auszuhärten, bevor er beschriftet und aufrecht gestellt werden kann.
Literatur
[1] Ausgewählte Färbemethoden für Botanik, Parasitologie und Zoologie
Chroma, Münster 2003, S. 9 ff.
[2] Mitteilungen der Mikro AG
Stuttgart, September 1990, Heft 3
[3] Wie schneide ich ein Moosblatt?
Mike Guwak, Mikroskopie-Forum.de, März 2009
Text: Prof. Jahn-Peter Frahm
Aufnahmen: Prof. Jahn-Peter Frahm, Rolf-Dieter Müller, Jörg Weiß
Botanische Schnitte mit der Möhrenmethode
Jörg Weiß vom 14.02.2011
Um flache Proben, wie zum Beispiel Blätter, mit dem
Handzylindermikrotom oder auch freihand zu schneiden, eignet sich die Möhre gut als Einschlussmittel, das die Probe stützt und einen sauberen Schnitt ermöglicht.
Wichtig ist es dabei, die Probe nicht zu quetschen, aber doch in der Schnittebene sicher zu halten. Dazu verwendet man den folgenden kleinen Trick:
Zunächst schneidet man aus einer nicht zu dicken, frischen Möhre einen Zylinder aus- reichender Länge. Für den späteren Schnitt in einem Zylindermikrotom z.B. von ca. 2 cm Höhe. Zum Schneiden eignet sich gut eine gebrauchte Einmalklinge, eine Rasierklinge oder ein scharfes, gerades Messer.
Aus der Mitte des Zylinders wird ein Quader passender Größe geschnitten und dieser mittig geteilt. Wichtig ist, dass der Quader nicht nur aus dem Zentralzylinder besteht, sondern auch umliegendes Parenchym-Gewebe enthält.
Der geteilte Möhrenquader. Alle Schnitte sollten möglichst parallel zur Längstachse der Möhre und im rechten Winkel zueinander liegen. Dies erleichtert später die exakte Ausrichtung der Probe.
Lässt man die beiden Stücke eine Weile liegen, krümmen sie sich durch den verdunstungsbedingten unter- schiedlichen Volumenverlust der beiden Gewebearten nach außen. Der stabilere Zentralzylinder schrumpft dabei weniger als das umliegende parenchymatische Gewebe.
Nun legt man beide Stücke mit den Außenseiten nach innen zusammen. Schön sieht man die leicht bogenförmige Lücke zwischen den Stücken, die später an der Schnittkante für den gleichmäßigen Druck auf die Probe sorgt.
Zwischen die beiden Hälften kann nun die Probe eingelegt und ins Mikrotom geklemmt werden. Durch die Krümmung wird gerade an der Schnittstelle immer ein wenig Druck auf die Probe ausgeübt, ohne das Material zu quetschen. Dabei fallen Krümmung und Druck um so stärker aus, je mehr Parenchym der Quader enthält.
Um die Lage deutlicher darstellen zu können, ragt die Probe weiter aus den Möhrenstücken hinaus. Bei einem tatsächlichen Schnitt würde man sie tiefer platzieren.
Auch das gesamte Päckchen muss dann weiter unten in den Klemmbacken des Mikrotoms eingespannt werden, um kein Material zu verschwenden und den Anschnitt nicht unnötig zu erschweren.
Der Anschnitt ist erfolgt, nun können Schnitte in der gewünschten Dicke erstellt werden. Die Klemmbacken aus der Möhre halten die Probe jederzeit sicher fest, ohne sie zu quetschen.
AcriBEN - Neu! Mit verbesserter Rezeptur

Jörg Weiß vom 06.02.2011
Die AcriBEN Färbung ist eine im Herbst 2009 entwickelte Färbung für botanische Schnitte [1], die auf den Farbstoffen
Brillantkresylblau (BKB),
Acriflavin und
Eosin beruht. Sie eignet sich besonders für die Färbung von dickeren Schnitten (> 15 µm) verholzter Gewebe, die nicht auf Objektträger aufgeklebt wurden. Mit Paraffinschnitten liegen noch keine Erfahrungen vor.
Die alte Färbevorschrift (
siehe Foliensatz im Downloadbereich) sieht im letzten Schritt eine Färbung mit in Nelkenöl gelöstem Eosin vor. Dabei wirkt das Nelkenöl als Beize, die die Eosinfärbung verstärkt und stabilisiert.
Der große Nachteil dort ist die Eosin/Nelkenöl-Lösung, da sie für jeden Färbegang frisch angesetzt werden muss, das Ergebnis wegen der unsicheren Mischungsverhältnisse schwer steuerbar ist und immer die Gefahr besteht, dass sich Kristalle des ungelösten Eosins im Schnitt wieder finden.
Mit dem hier vorgestellten neuen Färbeprozess sollen diese Nachteile vermieden werden. Dies gelingt durch die Auftrennung von Färbung und Beizgang unter Anwendung einer Eosinlösung in reinem Isopropanol.
Bilder von Präparaten, die nach dem alten AcriBEN-Prozess erstell wurden.
Die Technik

Ausgehend von Schnitten mit einer Dicke zwischen 15 und 60 µm, wie sie typisch beim Schneiden mit dem
Handzylindermikrotom oder dem
Schlittenmikrotom ohne Einbettung in PEG oder Paraffin anfallen, erfolgt die Färbung frei schwimmend in einem Uhrglas.
Die Schnitte werden zunächst in Ethanol 70% übernommen und stufenweise in destilliertes Wasser überführt. Dabei bleiben sie - wie auch bei allen folgenden Schritten - immer im gleichen Uhrglas. Die jeweiligen Reagenzien werden mit verschiedenen Einmalpipetten (0,5 ml) zugegeben und abgesaugt. Somit unterliegen alle Schnitte einer Charge den gleichen Färbezeiten und die Gefahr einer Beschädigung durch den Transport mit dem Pinsel ist minimiert
(Uhrglasmethode nach Eckhard Völcker, Berlin).
Bei Bedarf kann gebleicht werden, was auch mit ca. 1:4 verdünntem Haushaltsreiniger (z.B. Klorix in der blauen Flasche) gut funktioniert. Beim Bleichen ist darauf zu achten, dass die Schnitte nicht zu lange in der Bleichlösung verbleiben, da sie sonst zerfallen (für Hölzer ca. 90 bis 120 Sekunden, krautige Proben entsprechend kürzer). Ausserdem muss das Bleichmittel sehr gut ausgespült werden, um die anschließenden Färbeschritte nicht zu beeinträchtigen. Hier empfiehlt sich mindestens fünfmaliges Spülen mit reichlich Aqua dest.
Die Vorfärbung - Brillantkresylblau und Acriflavin

In der Vorfärbung werden die Schnitte hintereinander mit Brillantkresylblau und Acriflavin in wässriger Lösung gefärbt. Die Tests rund um den neuen Färbeprozess werden mit Sprossquerschnitten von der gemeinen Hasel (Corylus avellana) durchgeführt. Es handelt sich um Schnitte vom Zylindermikrotom mit einer Schnittdicke von 25 µm, die Leopold Aichinger dankenswerter Weise in größerer Anzahl zur Verfügung gestellt hat.
Die Färbezeit für das BKB liegt bei ca. 8 Minuten, für die anschließende Acriflavinfärbung reichen 20 Sekunden - dabei die Schnitte durch schwenken des Uhrglases etwas bewegen, um eine gleichmäßige Differenzierung zu erreichen. Das Acriflavin verdrängt das BKB sehr schnell aus den unverholzten Zellen. Zellen mit verstärkten Zellwänden zeigen sich nun in verschieden abgestuften Grüntönen.
Nach der Acriflavinfärbung gut spülen und anschließen ohne Zwischenstufe mit reinem Isopropanol (!) entwässern. Dazu das Wasser der letzten Spülung möglichst vollständig absaugen und eine größere Menge Isopropanol zugeben. Sofort wechseln und zwei mal wiederholen, beim dritten Absaugen eine frische Pipette verwenden. Anschließen noch zwei mal für ca. 3 Minuten in Isopropanol spülen, um die Restfeuchtigkeit vollständig zu verdrängen.
Bilder der Vorfärbung
Die Eosinfärbung

Im Gegensatz zum alten Färbeprozess erfolgt die Eosinfärbung nun nicht in einer Nelkenöl-Lösung, sondern in einer gesättigten Lösung von Eosin Y in reinem Isopropanol. Da diese Lösung nicht sehr lange haltbar ist, empfiehlt sich ein Ansatz von einer Spatelspitze Eosin in 5 bis 10 ml Isopropanol. Die Lösung muss nach dem Absetzen filtriert und dunkel gelagert werden.
Die so vorbereitete Farblösung kann nach dem Absaugen der letzten Isopropanol-Spülung vom Entwässern direkt auf die Schnitte gegeben werden. Abhängig von der Einwirkzeit und der zu färbenden Probe entfaltet sich eine mehr oder weniger intensive rote Färbung, die durch das anschließende Beizen in Nelkenöl noch verstärkt und stabilisiert wird.
Zum Beizen saugt man nach dem Ende der Färbezeit (empfohlen zwischen 5 und 10 Minuten) die Eosin/Isopropanol-Lösung gut ab, spült einmal mit reinem Isopropanol nach und tropft satt Nelkenöl auf. Die Schnitte verbleiben 5 bis 7 Minuten in der Beize. Alternativ können die Schnitte auch mit dem Pinsel in ein weiteres Uhrglas mit Nelkenöl überführt werden.
Am Ende der Beizzeit wird das Nelkenöl abgesaugt und mit Xylol ausgespült, auch hier mehrmals direkt hintereinander wechseln und eine frische Pipette verwenden. Im Anschluss daran werden die Schnitte noch für zwei mal mindestens 3 Minuten in frischem Xylol gespült und sind dann bereit zum Eindecken.
Hinweise zum
Reaktionsholz in den Haselspross-Querschnitten finden Sie im
Glossar.
Vergleiche der AcriBEN Färbung am Haselspross (Corylus avellana) mit unterschiedlichen Einwirkzeiten der Eosin/Isopropanol-Lösung - Übersicht
Vergleiche der AcriBEN Färbung am Haselspross (Corylus avellana) mit unterschiedlichen Einwirkzeiten der Eosin/Isopropanol-Lösung - Reaktionsholz
Vergleiche der AcriBEN Färbung am Haselspross (Corylus avellana) mit unterschiedlichen Einwirkzeiten der Eosin/Isopropanol-Lösung - Primäres Xylem
Vergleiche der AcriBEN Färbung am Haselspross (Corylus avellana) mit unterschiedlichen Einwirkzeiten der Eosin/Isopropanol-Lösung - Xylem
Vergleiche der AcriBEN Färbung am Haselspross (Corylus avellana) mit unterschiedlichen Einwirkzeiten der Eosin/Isopropanol-Lösung - Steinzellen
Die Vergleiche der unterschiedlich lang mit Eosin/Isopropanol-Lösung gefärbten Haselsprossschnitte zeigen, dass die Färbung recht gut skaliert. Die beste Farbwirkung bei verholzten Proben erreicht man mit den längeren Einwirkzeiten ab 8 Minuten.
Eindecken
Da zum Ausspülen des Nelkenöls Xylol verwendet wurde, kommt beim Eindecken der Präparate Malinol zum Einsatz. Beim Eindecken selbst sind keine Besonderheiten zu beachten. Eine
Objektträgerschablone [2] hilft, den Schnitt in der Mitte des Objektträgers zu platzieren und das Deckglas zentriert aufzulegen.
Neben den Parametern des Färbeprozesses (Konzentration der Farblösungen und Einwirkzeiten, Bleichen, Beizen und Differenzieren) spielt auch das zu färbende Material eine Rolle, wenn es um die konkrete Wirkung einer bestimmten Färbung geht. Die AcriBEN-Färbungen sind am besten für stärker verholzte Proben geeignet, bieten aber auch bei krautigen Pflanzen schöne Ergebnisse. Dazu die folgenden Galerien mit Bildern vom Lavendel, Lorbeer, Phalaenopsis, Raps und Runzelblättrigen Schneeball, alle gemeinsam gefärbt nach AcriBEN8 (erste Galerie) und AcriBEN10 (zweite Galerie).
Wie wirkt die neue Färbung bei verschiedenen Proben? AcriBEN8
Wie wirkt die neue Färbung bei verschiedenen Proben? AcriBEN10
Literatur und Materialien
[1] Weiß, Jörg: Foliensatz zum MKB-Vortrag "
Die BEN-Färbungen", 26.11.2009
[2] Müller, Rolf-Dieter:
Vorlage zur Objetträgerschablone
[3] Weiß, Jörg:
Arbeitsplan für die AcriBEN Neu Färbung, 06.02.2011
Dujardin Grün - eine alte Färbung für botanische Schnitte im neuen Gewand

Rolf-Dieter Müller vom 21.01.2011
Letztes Jahr hatte ich mich intensiv mit der Wacker-Färbung beschäftigt. Aus den daraus resultierenden Internet-Veröffentlichungen entwickelte sich eine interessante Korrespondenz und in diesem Zusammenhang machte mich ein Mikroskopiker aus Belgien auf die Dujardin-Färbung aufmerksam.
Emmanuel P. Dujardin verwendet für seine Färbung Acridinrot, Chrysoidin und Astrablau. Hierbei wird mit Astrablau vorgefärbt und eine Nachfärbung erfolgt simultan mit einem Farbgemisch aus Acridinrot/Chrysoidin [1,2].
Was mich sehr überraschte: es ist eine zwischenzeitlich fast 50 Jahre alte Färbevorschrift die den neueren und derzeit beliebten Etzold- und Wackerfärbungen [3,4] in nichts nachsteht.
Die verholzten Zellwände werden äußerst differenziert in Farbtönen von Gelb bis Magenta angefärbt. Dagegen färbt Astrablau restliche Strukturen, besonders die unverholzten Zellwände, gleichmäßig bzw. in nur leicht abweichenden Farbnuancen an.
Jetzt wurde aber schon vor einigen Jahren vorgeschlagen, bei der Etzold-Färbung das Astrablau durch Alciangrün zu ersetzen, was statt des intensiven Blaus einen für die Betrachtung angenehmeren Grünton ergeben sollte [5]. Tatsächlich färbten aber verbreitete Chargen nur in einem unerklärlichen anderen Blau als Astrablau [6] und zwar solange, bis ein mikroskopierender Chemiker sich dieses Problems annahm und letztes Jahr die Rezeptur für Alciangrün neu entwickelte [7]. Dieses ist ihm so gut gelungen, dass nicht nur der Grünton sicher erreicht wird, sondern die Farblösung auch differenzierender färbt. Alciangrün ist ein Gemisch aus den chemisch verschiedenen Farbstoffen Alcianblau und Alciangelb. Die Ausprägung der Differenzierung bedarf aber noch einer näheren Untersuchung.
Das Alciangrün wird zwischenzeitlich sehr erfolgreich mit dem neuen Etzold Grün für botanische Färbungen eingesetzt.
Mit der Verfügbarkeit des neuen Alciangrüns ist es natürlich nahe liegend, dieses nicht nur bei der Etzold-Färbung zu verwenden, sondern es ebenso bei anderen Färbevorschriften statt des Astrablaus ersetzen. Hierfür muss aber gegebenenfalls, bedingt durch verschiedene chemische Eigenschaften, die Färbevorschrift in der Reihenfolge der zu verwendenden Farblösungen geändert werden.
Bei der von mir geschätzten Dujardin-Färbung reicht es, wenn man statt in der Reihenfolge Astrablau – Acridinrot/Chrysoidin einfach die Vorfärbung mit Acidinrot/Chrysoidin beginnt und mit Alciangrün nachfärbt. Hierbei ist aber eine Nachfärbung mit Chrysoidin vorteilhaft, wenn man die schönen Orange- bis Rottöne herausarbeiten möchte.
Die Verwendung von Alciangrün als Vorfärbung ist nicht möglich, denn nach meinen Erfahrungen wird es bei einer Nachfärbung mit Acridinrot/Chrysoidin wieder ausgezogen.
Im übrigen ist die bei sorgfältiger Entwässerung mit 100% Isopropylalkohol und nachfolgendem Einschluss in Euparal die bei Dujardin vorgeschriebene Differenzierung nicht erforderlich, tatsächlich sogar von Nachteil, denn das Chrysoidin wird durch Wasser verdünnten Alkohol ausgezogen, was besonders bei jüngerem Pflanzengewebe geschieht.
Im Ergebnis gleichartige Färbungen werden erreicht, wenn man die Dujardin-Färbung in Einzelfarblösungen als Dreifachfärbung ausführt. Hierfür hat sich bei mir die Reihenfolge Acridinrot, Alciangrün und Chrysoidin bewährt.
Für die Vorbereitung des nächsten Workshops in unserem Arbeitskreis Mikroskopie Bonn (Botanische Färbungen II) habe ich Blütenstängel Lavendel geschnitten und mit Dujardin-grün gefärbt. Beispielbilder finden Sie in der Galerie am Fuß des Artikels.
Zu allen hier erwähnten Färbungen sind die Rezepturen in den Originalarbeiten enthalten [1,3,4].
Einen Arbeitsplan für die Färbung mit Chrysoidin/Acridinrot/Alciangrün kann als PDF im
Downloadbereich heruntergeladen werden.
Lavendelschnitte in Dujardin Grün Färbung
Literatur
[1] Dujardin, Emmanuel P.: Eine neue Holz-Zellulose-Färbung.
Mikrokosmos 53 (1964), Seite 94.
[2] Göke, G.: Die Verarbeitung von Holzproben zu Mikropräparaten.
Mikrokosmos 89 (2000), Seite 309.
[3] Etzold, H.: Simultanfärbung von Pflanzenschnitten mit Fuchsin, Chrysoidin und Astrablau.
Mikrokosmos 91 (2002), Seite 316.
[4] Wacker, R.: Eine neue und einfache Methode zur polychromatischen Anfärbung von Paraffinschnitten pflanzlicher Gewebe für Durchlicht- und Fluoreszenzmikroskopie.
Mikrokosmos 95 (2006), Seite 210.
[5] Henkel, Klaus:
Die Mikrofibel. Ausgabe 14. Juni 2003. Seite 184.
[6] Herrmann, Klaus: Etzold grün - Alciangrün welche Type?
[
www.mikroskopie.de] .
[7] Herrmann, Klaus: Etzold grün - die Auflösung mit Bildern. [
www.mikroskopie.de] .
Erstveröffentlichung im
Forum der Firma Jülich, Bonn vom 05.09.2009.