An Land
Das menschliche Auge kann Dinge, die kleiner sind als 0,2 Millimeter, nicht mehr erkennen. Am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie untersuchen wir Mikroorganismen aus der Umwelt, die ein vielfaches kleiner sind – teilweise messen sie nur 500 bis 1000 Nanometer. Um diese Mikroben nachzuweisen, kommen Lichtmikroskope zum Einsatz. Einzelne Strukturen in den Zellen können aber nur mit speziellen Mikroskopen sichtbar gemacht werden.
Beim Zusammenleben von Mikroben miteinander oder mit Tieren dreht sich außerdem alles um Moleküle. Von der Ernährung bis hin zur Kommunikation, fast immer sind Proteine, Lipide und ähnliches im Spiel. Wir machen diese Moleküle sichtbar und erlangen Einblicke in die Vorgänge innerhalb von Zellen und zwischen Zellen.
Dafür nutzen wir verschiedene Geräte in unseren Laboren. Eine Auswahl der wichtigsten Instrumente steht auf dieser Seite.
Mikroskopie
Konfokales Laser-Scanning Mikroskop
Das konfokale Laser-Scanning Mikroskop ist unser Arbeitspferd für den Nachweis spezifischer Fluoreszenzsignale. Die Hauptaufgabe eines Konfokalmikroskops ist, ein möglichst genaues Bild von sehr sehr kleinen Objekten darzustellen. Es erlaubt einen detaillierteren Blick auf die Mikroben als ein Standard-Lichtmikroskop. Mehr...
Transmissions Elektronenmikroskop (TEM) mit EDX Detektor
Das TEM ist ein Mikroskop, mit dem wir Bilder von biologischen Proben aufnehmen können, und zwar mit einer wesentlich höheren Auflösung und Vergrößerung als mit herkömmlichen Lichtmikroskopen. Ein TEM ermöglicht es unseren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, besonders kleine Strukturen wie Viren oder bakterielle und eukaryotische Zellen und deren Substrukturen wie die Membran oder kleine Organellen sichtbar zu machen. Mehr...
Umwelt-Rasterelektronenmikroskop
Bei der Untersuchung und Abbildung von sehr kleinen Objekten, wie zum Beispiel marine Mikroorganismen, gelangt man sehr schnell an die Grenzen der optischen Mikroskopie. Um diese Organismen abbilden zu können, ist die Anwendung der Rasterelektronenmikroskopie der nächste Schritt. Unser Rasterelektronenmikroskop ist mit verschiedenen Detektoren zur Bilderzeugung und Analysen ausgerüstet. Mehr...
Hochauflösende Mikroskopie - Stimulated Emission Depletion (STED)
Mit der hochauflösenden Mikroskopie können wir Mikrostrukturen unterhalb der Beugungsgrenze des Lichts sichtbar machen. Unser neuestes Hochauflösungs-Instrument basiert auf der Stimulated Emission Depletion (STED)-Technik. Das Abberior Instruments easy3D STED kann eine laterale Auflösung unter 25 Nanometer und eine 3D-Auflösung von bis zu 60 Nanometern liefern. Das Gerät beinhaltet die Methoden Pulsed-STED, Gated-STED und RESCue STED. Es ist das erste STED Mikroskop mit MINFIELD Technologie auf dem kommerziellen Markt.
Weitere Informationen zu unserem Gerät gibt es auf der Abteilungsseite Molekulare Ökologie
Weitere Informationen zur Funktion gibt es hier, beim MPI für Biophysikalische Chemie
Video (Youtube): Stefan Hell explains superresolution and STED (englisch)
Automatisierte Mikroskopie und Zellzählung
Wir haben ein Bildaufnahme- und Auswertesystem zur automatischen, mikroskopischen Auswertung vergleichsweise einfacher Proben entwickelt. Die Anwendung liegt zum Beispiel in der Zählung von in Lösung befindlicher Bakterienzellen, welche auf Filtermembranen filtriert und immobilisiert sind. Das System ist in der Lage, Bildausschnitte schlechter Qualität bzw. mit ungenügendem Fokus bereits vor der Auswertung automatisiert und ohne Nutzerinteraktion von der weiteren Bearbeitung mit einer hohen Zuverlässigkeit auszuschließen. Mehr...
Massenspektrometer
NanoSIMS
Es ist groß, silbern und sieht sehr kompliziert aus. Aber es vollbringt wahre Wunder. Mit seiner Hilfe können wir Mikroorganismen bei der Arbeit zuschauen. Das NanoSIMS ist ein Massenspektrometer mit einer besonderen Optik, die eine beeindruckende räumliche Auflösung ermöglicht. So können wir Dinge beobachten, die nur etwa 50 Nanometer klein sind – also ein Zwanzigstel eines Millionstel Meters! Wir untersuchen damit Strukturen und Vorgänge im Inneren von Bakterienzellen. Mehr...
MALDI-Imaging Massenspektrometer
Bei MALDI-Imaging Massenspektrometrie handelt es sich um eine bildgebende Methode zur Analyse chemischer Verbindungen und deren räumlicher Verteilung in einer Probe. Man kann damit erkennen, an welcher Stelle sich bestimmte Verbindungen in einer Probe befinden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können mit diesen Informationen Rückschlüsse darauf ziehen, wie der Stoffwechsel der Muschel funktioniert. Mehr...
Hochleistungs-Flüssigchromatograph mit Massenspektrometer (HPLC-MS)
Ein Hochleistungs-Flüssigchromatograph, gekoppelt an ein Massenspektrometer (HPLC-MS), gehört zu den sensibelsten Geräten, die der Wissenschaft zur Verfügung stehen. Das HPLC-MS ermöglicht es, Stoffgemische in ihre Bestandteile aufzutrennen und die Molekülmassen dieser Bestandteile sehr exakt zu messen. Mehr...
Gas-Chromatograph mit Massenspektrometer (GC-MS)
Mit einem Gas-Chromatographen können flüchtige Verbindungen analysiert werden. Mit dem angeschlossenen Massenspektrometer wird weiterhin festgestellt, welche Stoffe in der Probe enthalten sind, und wie viel davon jeweils vorhanden ist.
Ultrahochauflösende Massenspektrometrie
Die Forschungsgruppe Marine Geochemie verfügt über ein Fourier-Transform-Ionen-Zyklotron-Resonanz-Massenspektrometer (FT-ICR-MS), das ultrahochauflösende Massenspektrometrie bietet. Diese Technik ermöglicht erstmals die molekulare Untersuchung höchst komplexer organischer Mischungen wie DOM, dessen Zusammensetzung weitestgehend unbekannt ist. Mit der einzigartigen Massenspektrometrie können wir die Masse einzelner Moleküle auf ein Zehntausendstel Dalton genau bestimmen, das ist weniger als die Masse eines Elektrons. Nur mit dieser Präzision können wir einzelne Moleküle im Meerwasser unterscheiden.
Das FT-ICR-MS steht am Institut für Chemie und Biologie des Meeres an der Universität Oldenburg (ICBM) und wird von der Forschungsgruppe Marine Geochemie genutzt, einer Brückengruppe des ICBM und des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie. Das ICBM die einzige meeresforschende Einrichtung weltweit, die über solch ein Massenspektrometer verfügt.
Weitere Informationen gibt es auf der Abteilungsseite der Forschungsgruppe Marine Geochemie und auf der Homepage der Universität Oldenburg.
Andere Geräte
Chemostaten
Ein Chemostat ist ein Bioreaktor, der die Umgebungen, in denen Mikroorganismen leben, genau nachahmt - im Labor, unter kontrollierten Bedingungen. Das erlaubt uns, umweltrelevante Mikroorganismen zu kultivieren, um ihre physiologischen und biochemischen Eigenschaften im molekularen Detail zu untersuchen. Mehr...
Durchfluss-Zytometrie
Durchflusszytometrie erlaubt das Messen verschiedener Eigenschaften einzelner Zellen in einem Wasserstrahl. Am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie nutzen wir die Durchflusszytometrie einerseits, um die Anzahl von Zellen in Seewasserproben und in Zellkulturen festzustellen. Andererseits können wir mit der Technik Zellen mit hoher Geschwindigkeit und in hoher Reinheit gemäß ihrer Eigenschaften sortieren, um sie im Anschluss weiter molekularbiologisch zu analysieren. Mehr...
RAMAN-Spektrometer und Atomkraftmikroskop (AFM)
Mit dem RAMAN-Spektrometer werden Materialeigenschaften untersucht. Der große Vorteil des Geräts ist, dass zerstörungs- und kontaktfrei gemessen werden kann, sowie dass nur sehr kleine Mengen einer biologischen Probe benötigt werden. Mehr...
Mit dem Atomkraftmikroskop - auch Rasterkraftmikroskopie genannt - kann jedes feste Material in Luft oder Flüssigkeiten untersucht werden. Im Wasser oder Puffer ist dies ein großer Vorteil für biologische Proben, da diese nicht austrocknen und ihre Form erhalten bleibt. Mehr...
Mikrosensoren
Die Forschungsgruppe Mikrosensoren untersucht die Arbeitsweise von mikrobiellen Lebensgemeinschaften in Sedimenten, mikrobiellen Matten und Biofilmen. Mit nadelähnlichen Mikrosensoren und planaren Optoden (optische Sensoren) wird die Dynamik von Substraten mit einer räumlichen Auflösung im Bereich von microns und mit einer zeitlichen Auflösung im Bereich von Sekunden festgehalten. Die Mikrosensoren haben an der Spitze eine Größe von 5 microns und erfassen aufgrund dessen während der Messung die Situation bei ungestörten Verhältnissen.
Video: Wie wir Mikrosensoren hergestellen (auf Englisch mit deutschen Untertiteln, Link zu Youtube)
