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Untersuchungen der Bildungsprozesse und der Struktur des ...

Untersuchungen der Bildungsprozesse und der Struktur des ...

5 Zentrale

5 Zentrale Struktur in Aragonitplättchen terlamellaren Matrix zu erkennen ist. Dieses Ergebnis erhielten Checa et al. aus der Untersuchung einer polierten Perlmuttquerschnittsprobe mittels SEM im Rückstreuelektronenmodus (Abb. 5.2 (a)). Deutlichere Abbildungen dieser Wölbung wurde bereits 1997 von Schäffer et al. veröffentlicht [37] (Abb. 5.2 (b) und (c)), die AFM Messungen sowohl an den zum Schneckenkörper als auch zum Calcitteil der Schale gerichteten Oberflächen der Aragonitplättchen von Haliotis rufescens vorgenommen haben. Das Perlmutt wurde dabei einige Tage mit 5% Natriumhypochlorit vorbehandelt. Diese Messungen zeigten, dass die Aragonitplättchen eine zentrale Erhöhung von 80 - 150 nm in Richtung des Schneckenkörpers und eine Vertiefung von 80 - 140 nm auf der zu der Calcitschicht gerichteten Oberfläche aufweisen. Über die Zusammensetzung des Materials am Ort dieser Struktur wird in der Veröffentlichung keine Aussage getroffen. Sehr ähnliche Resultate wurden zuvor von Manne et al. [130] bezüglich des Perlmutts der Bivalen Atrina sp. und der Gastropoden Haliotis rufescens erhalten. Im Gegensatz zu Schäffer et al. wurden in diesen Untersuchungen jedoch zentrale Vertiefungen in der Plättchenoberfläche, die zu dem Muschelkörper weist, und umgekehrt zentrale Wölbungen in Richtung der Schale beobachtet 1 . In diesem Kapitel werden Untersuchungen vorgestellt, die an dem zentralen Bereich der Aragonitplättchen von Haliotis laevigata durchgeführt wurden, um Erkenntnisse über die Zusammensetzung und die Struktur zu erhalten. Abb. 5.2: (a) SEM Aufnahme einer polierten Perlmuttquerschnittsprobe von Gibbula umbilicalis (eine Meeresschneckenart) im Rückstreuelektronenmodus. Im zentralen Bereich der Aragonitplättchen sind die Oberflächen nach oben gewölbt. Der markierte Bereich ist vergrößert eingefügt. Adaptiert aus [38]. (b) AFM Aufnahme der zum Schneckenkörper von Haliotis rufescens gerichteten Perlmuttoberfläche. Die Plättchen weisen eine Erhöhung von 80 - 150 nm auf. (c) AFM Aufnahme der zur Calcitschicht der Schale von Haliotis rufescens gerichteten Perlmuttoberfläche. Die Plättchen weisen eine Vertiefung von 80 - 140 nm auf. (b) und (c) adaptiert aus [37]. 5.2 Material und Methoden 5.2.1 Präparation einzelner Aragonitplättchen mit NaOCl Zum Herauslösen einzelner Aragonitplättchen aus Perlmutt wurde Natriumhypochlorit (NaOCl) verwendet, das eine Entfernung der organischen Bestandteile bewirkt. Bei zu langen Einwirkzeiten wird zudem auch das Mineral gelöst. Zunächst wurde von der Schale von Haliotis laevigata die Calcitschicht mit einem Schlammstrahler mit Aluminiumoxid (Durchmesser 0,12 - 0,25 mm) als Strahlmittel entfernt. Das so separierte Perlmutt 78 1 Es sollte jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass in der Veröffentlichung von Manne et al. eventuell ein Formulierungs- fehler vorliegt.

5.2 Material und Methoden wurde mit einem Hammer grob zerkleinert und anschließend mit einem Backenbrecher weiter zerkleinert. Ein kleiner Teil der Perlmuttstücke wurde in ein 2 ml Eppendorf - Reaktionsgefäß gefüllt (bis unterhalb der 0,5 ml Marke) und das Gefäß mit 6% NaOCl - Lösung aufgefüllt. Nach einem Einwirken der Lösung auf die Perlmuttstücke für etwa 2 min wurde die Suspension für 6 min abzentrifugiert. Der flüssige Überstand wurde mit einer Pipette abgezogen und durch deionisiertes Wasser ersetzt. Über einen Reagenzglasschüttler wurden die Perlmuttstücke, die herausgelösten Aragonitplättchen und das Wasser gemischt und danach erneut zentrifugiert. Der Überstand wurde auf diese Weise so oft erneuert, bis kein Chlorgeruch mehr wahrgenommen werden konnte. Abschließend wurde vorsichtig Wasser auf den festen Bodensatz gegeben, ohne die aus dem Perlmutt herausgelösten Aragonitplättchen stark aufzuwirbeln. Ein Tropfen dieser Lösung wurde dann auf ein mit Kohlenstoff befilmtes TEM - Kupfernetz gegeben und getrocknet. Um das TEM vor sich vom Kupfernetz ablösenden Plättchen zu schützen, wurde ein weiteres mit Kohlenstoff befilmtes TEM - Kupfernetz auf das erste geklebt, so dass die Aragonitplättchen zwischen zwei Kohlenstoffschichten eingeschlossen waren. 5.2.2 Präparation einzelner Aragonitplättchen mit NaOCl und Essigsäure Ziel dieser Präparation war es, einzelne Aragonitplättchen leicht mit Essigsäure anzuätzen, um ein eventuell auftretendes, bevorzugtes Ätzen des Aragonits in bestimmten Bereichen zu beobachten. Des Weiteren sollten auf diese Weise die Plättchen gedünnt werden, um eine verbesserte Elektronentransparenz im TEM zu erhalten. Zunächst wurden, wie unter dem vorhergehenden Abschnitt 5.2.1 beschrieben, einzelne Aragonitplättchen präpariert, die schließlich in entionisiertem Wasser vorlagen. Diese Suspension wurde mit der gleichen Menge 0,1%iger Essigsäure vermischt und sofort für 2 min zentrifugiert. Der Überstand wurde anschließend mit einer Pipette abgezogen und mit deionisiertem Wasser ersetzt. Das Wasser und die Aragonitplättchen wurden auf dem Reagenzglasschüttler gemischt und dann erneut zentrifugiert. Um die Essigsäure zu entfernen, wurde das Wasser auf diese Weise dreimal ausgetauscht. Wie in Abschnitt 5.2.1 beschrieben, wurden die Plättchen dieser Lösung zwischen zwei zusammengeklebten, mit Kohlenstoff befilmten TEM - Kupfernetzen positioniert. 5.2.3 Präparation einzelner Aragonitplättchen mittels FIB 5.2.3.1 Lift - out einzelner Aragonitplättchen aus Perlmutt Aus der Perlmuttschicht eines Bruchstücks der Schale von Haliotis tuberculata wurden mit einer Manipulatornadel in der FIB (focused ion beam) Aragonitplättchen herausgebrochen. Diese Plättchen wurden mit der Nadel zu einem TEM - Halter transferiert und dort mit Platin befestigt. Anschließend wurden die Aragonitplättchen mit einem fokussierten Galliumionenstrahl gedünnt. Die Durchstrahlungsrichtung im TEM verlief etwa entlang der c - Richtung des Aragonitkristalls. Die Bruchstücke der Schale hatten vor der Präparation in der FIB eine Behandlung mit Antikörpern erfahren, die für diese Präparation keine direkte Rolle spielt, jedoch, da die Plättchen durch den Gebrauch verschiedener Lösungen etwas angelöst wurden, unbedingt Erwähnung finden muss. Die Verwendung eines völlig unbehandelten Perlmuttstückes wäre vor dem Hintergrund sinnvoller, dass keine Artefakte durch die Präparation zu erwarten wären. In einer solchen Probe sind die Aragonitplättchen jedoch noch zu stark miteinander verbunden und ein Herausbrechen mittels Manipulatornadel wäre nicht möglich. Eine Vorbehandlung, die im Wesentlichen ein Lösen des Materials im intertabularen Bereich bewirkt, ist daher für diese Art der Plättchenpräparation notwendig. Im Folgenden wird der Vollständigkeit halber die Präparation des Perlmutts unter Verwendung der Antikörper erläutert. Die verwendeten Lösungen wurden mit einem 0,45 µm Filter steril filtriert. 79

Kapitel 3 Untersuchungen zur Struktur
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