Zellfärbung: Mikroskopische Beobachtung für biologische Erkenntnisse verbessern

Die Betrachtung der inneren Strukturen und Aktivitäten von Zellen kann einem Arzt oder Forscher viel über biologische Prozesse verraten. Weiße Blutkörperchen zum Beispiel müssen in ausreichender Anzahl existieren und sich vermehren, um Immunsystemfunktionen auszuführen, während andere Zellprozesse das Leben erst möglich machen. Nur durch Färbung, den Prozess des Auftragens eines Farbstoffs auf eine Zellprobe, können Menschen tatsächlich diese wichtigen Strukturen und Funktionen sehen.

Probleme bei der Zellbetrachtung

• Wissenschaftler oder Ärzte könnten ohne vorheriges Färben keine Details innerhalb der meisten Zellen sehen. Laut der Fun Science Gallery erscheinen alle Zellen von Natur aus transparent, selbst unter Vergrößerung. Rote Blutkörperchen erscheinen beispielsweise kaum sichtbar, und weiße Blutkörperchen werden praktisch unsichtbar. Die Unfähigkeit, Zellstrukturen klar zu sehen, veranlasste Hans Christian Gram, im Jahr 1882 den Färbeprozess zu erfinden, wie wir ihn 2010 kennen, so das University of Pennsylvania Health System.

Vorteile der Färbung

• Biologen können die Zellfärbung für verschiedene Anwendungen verwenden. Durch die Betrachtung interner Zellkomponenten können Pathologen Anomalien erkennen, die mit Krankheiten in Verbindung stehen. Studenten betrachten häufig gefärbte Objektträger, um ein besseres Verständnis von Zellstrukturen zu erlangen, so Microbial Life Education Resources. Färbung kann zeigen, wie viele Zellen in einer bestimmten biologischen Probe noch leben. Gefärbte Zellen geben Forschern auch ein klares Bild der Dichte von biologischem Material oder Biomasse innerhalb einer bestimmten Umgebung.

Arten von Flecken

• Verschiedene Arten von Flecken oder Farbstoffen zeigen verschiedene Teile oder Prozesse in Zellen. So besagt Microbial Life Education Resources, dass ein Fleck namens Bismark Brown an bestimmten Proteinen namens Säuremucine haftet, während Karmin Zellstärke rot färbt und Kristallviolett den Zellwänden eine violette Färbung verleiht. Andere Flecken isolieren bestimmte Zelltypen, wie die Neigung von Fuchsin, glatte Zellen zu färben. Einige Flecken wirken sowohl auf lebende als auch auf nicht-lebende Zellen, aber nur bestimmte Flecken können lebende Zellen sicher färben, ohne sie zu beschädigen.

Methoden

• Genau wie Zubereiter wählen müssen, welche Art von Fleck am besten zu ihrem Zweck passt, müssen sie auch die richtige Zubereitungsmethode wählen. Alle Zellen müssen vor oder nach der Färbung auf einen Objektträger aufgebracht werden. Lebende Zellen können tatsächlich auf den Objektträger wachsen, während Zellen, die in „Schwebanimation“ für den zukünftigen Gebrauch bleiben müssen, einen Prozess namens Fixierung erfordern. Fixierung verwendet Chemikalien, die die chemischen Bindungen der Zelle erhalten. Zubereiter können die Zellen vorbehandeln, um sie empfänglicher für die Farbstoffe zu machen, oder sie können eine Verbindung namens Beizmittel hinzufügen, die hilft, den Farbstoff nach dem Abspülen des Objektträgers an der Zelle haften zu lassen.

Überlegungen

• Die Verwendung unsachgemäßer Färbemethoden kann den gesamten Zweck des Färbens einer Zelle zur Beobachtung zunichtemachen. Die Fun with Science Gallery warnt, dass in einigen Fällen das Auftragen eines Flecks auf eine unvorbereitete Probe das Salzgleichgewicht innerhalb der Zellen stören kann, wodurch sie platzen, ihren Inhalt ausschütten und eine unbrauchbare Probe produzieren. Das Fixieren der Probe in Alkohol oder einem anderen Konservierungsmittel, bevor man fortfährt, ermöglicht es den Zellwänden, intakt zu bleiben, wenn sie den Fleck erhalten.