Projekt der Gesellschaft zur Förderung
der WWU Münster
Instituts für Medizinische Physik und Biophysik, des
Instituts für Physiologische Chemie und Pathobiochemie
Des Instituts für Anorganische Chemie des Physikalischen Instituts
und der Tierexperimentellen Abteilung der Med. Einrichtungen der WWU Münster
Analysis of mineralisation procedures
of biological Apatite with transmission electron microscopy, mass spectrometry
and histological methods
Brief description of the project:
Die Mineralbildungen an den jeweiligen Matrizen, sowie die definiert
hergestellten Makromolekül-Ca-Phosphat-Komplexe werden morphologisch
und strukturell mit einem Transmissionselektronenmikroskop Zeiss EM902
im zero-loss gefilterten Abbildungsmodus, d.h. durch annähernde
Auslöschung der chromatischen Aberration, zur Verbesserung der
Kontraste im Abbildungs (ESI)- und im Feinbereichs-Beugungsmodus (ESD)
untersucht. Diese Aufnahmen werden digital mit einer Slow-Scan-CCD-Kamera
und dem Softwareprogramm DigitalMicrograph der Firma Gatan unterhalb
des Leuchtschirms registriert. Auch Elementverteilungen von Ca und anderer
wichtiger Elemente (z.B. K, P, S, etc.) in den jeweiligen Matrizen können
mit diesem System seriell durch Image-EELS-Aufnahmen, d.h. durch morphologische
Aufnahmen bei unterschiedlichen Energieverlusten der Elemente, registriert
werden. Spurenelemente (z.B. Zn, Cu, Cd, etc.), welche den Mineralisierungsprozeß
von biologischem Apatit beeinflussen, sollen nach ersten Abschätzungen
bis in den ppb-Bereich (ng/g-Bereich) mit Hilfe der hochauflösenden
nichtresonanten bzw. resonanten Laser-Sekundärneutralteilchen-Massenspektrometrie
(TOF-SNMS) quantitativ nachgewiesen werden. Für eine genaue histologische
Klassifizierung der Präparate und zum spezifischen Nachweis bestimmter
Elemente (z.B. Eisen, Kalzium, oder auch Glycogruppen) werden an den
Präparaten die für die jeweilige Untersuchung typischen lichtmikroskopischen
Übersichtsfärbungen (Hämatoxylin, Masson, Goldner, Trichrom,
Elastikafärbung, van Gieson, Azan oder Giemsa) angefertigt und
digital registriert.
Projektleiter:
Dr. Ulrich Plate
Kooperationspartner:
Prof. Dr. Hans-Jürgen Höhling, Prof. Dr. Peter
Bruckner, Prof. Dr. Bernt Krebs, Prof. Dr. Franz Heinrich Arlinghaus,
Prof. Dr. Klaus-Dieter Richter, Dipl.Chem. Behrus Bahrami, Prof. Dr.
Helmut Kohl, Prof. Dr. Ludwig Reimer, Dr. Siegfried Arnold, Dr. Hans-Peter
Wiesmann, Dr. Thomas Szuwart
Publikationen und Abstracts zum Projekt:
Reimer, L., I. Fromm, P. Hirsch, U. Plate,
R. Rennekamp (1992)
Combination of EELS modes and electron spectroscopic imaging and diffraction
in an energy-filtering electron microscope.
Ultramicroscopy 46, 335-347.
U. Plate, H.F. Arlinghaus, S. Arnold,
U. Stratmann, H.P. Wiesmann, H.J. Höhling (1998)
Parakristalline apatitische Biomineralbildungen unterschiedlicher Hartgewebe
in primären Mineralisierungsstadium: Ein Modell zur biomimetischen
Reproduktion ?
9. GDCh, Festkörperchemie, Mikrosynposium "Biomineralisation",
Saarbrücken, Sept. 23.-25.
