Besuch bei Roberts Mikroskopen

Haupteingang des Robert Koch-Insituts (Bild: CC-BY 4.0 André Lampe)

Ich war beim Robert Koch-Institut zu Gast, in der Mikroskopieabteilung. Das Institut ist nur einen Katzenwurf* von meiner Haustür entfernt. Bei so einer räumlichen Nähe, dachte ich, dass ich dem alten Robert mal einen Besuch abstatten sollte. Das ist durchaus wörtlich gemeint, die sterblichen Überreste von Robert Koch liegen nämlich im institutseigenen Mausoleum.

Das Robert Koch-Institut, oder kurz RKI, ist ein Bundesinstitut, dass zum Bundesministerium für Gesundheit gehört. Dort gibt es eine Abteilung für “Advanced Light and Electron Microscopy”, die ich mir mal näher ansehen durfte. Die arbeiten dort mit Mikroskopen an sehr interessanten Fragestellungen, die ich selbst so nicht erwartet habe. Aber erst einmal kurz dazu, was das RKI so alles treibt:

“Das RKI hat spezialgesetzlich zugewiesene Vollzugsaufgaben, vor allem im Bereich des Infektionsschutzes, bei der Konzeption, der inhaltlichen Durchführung und Koordinierung der Gesundheitsberichterstattung des Bundes (GBE).” – aus Aufgaben und gesetzliche Grundlagen des RKI

Durch einige gesetzliche Regelungen ist das RKI für viele Belange im Gesundheitswesen zuständig. Aber es ist auch eine ausgesprochen gute Informationsquelle. Unter anderem kann man sich dort über Impfungen, psychische Gesundheit oder internationale Gesundheitsvorschriften informieren. Es gehört auch zu den Aufgaben des RKI, Krankheitserreger zu identifizieren und zuzuordnen, wenn sich Ärzte hilfesuchend an das Institut wenden. Auch ist man dort zentrale Stelle für die Prävention, Erkennung und Schadensbegrenzung durch Biologische Gefahren. Für diese Bereiche, Krankheitserreger identifizieren und das Erkennen von biologische Gefahren, werden am RKI vor allem Mikroskope eingesetzt.

Die alte Flimmerkiste

Ein alter Röhrenfernseher zaubert Bilder auf seine Mattscheibe mit Hilfe von Elektronen. Ich werde jetzt allerdings keinen Vergleich zum Elektronenmikroskop ziehen, denn so ein Vergleich würde gewaltig hinken. Es ist nur ein schöner Vorwand einen großen Entertainer zu zitieren:

“Damit man sehe, was man höre,
erfand Herr Braun die Braun’sche Röhre.

Wir wär’n Herrn Braun noch mehr verbunden,
hätt’ er was Anderes erfunden.” – “Fernsehen” von Heinz Erhardt, via DLF

Die einzige Gemeinsamkeit zwischen Röhrenfernseher und Elektronenmikroskop liegt im Prinzip der Elektronen-Gewinnung und ein bisschen in der Optik. Die Bilderzeugung ist vollkommen anders. Am RKI spielen Elektronenmikroskope eine viel größere Rolle als Lichtmikroskope.

Als ich beim Robert Koch-Institut zu Gast war, habe ich vor einem Transmissionselektronenmikroskop gesessen, oder kurz TEM. Bei dieser Technik werden Elektronen durch eine Probe “geschossen”. Wenn den Elektronen etwas im Weg steht, während sie die Probe durchqueren, kommen sie nicht mehr beim Detektor an. So kann man dann ein Bild erhalten: die hellen Bereiche stehen für viele Elektronen, die es zum Detektor geschafft haben, bei den dunklen Bereichen stand entsprechend mehr im Weg. Ein Transmissionselektronenmikroskop heißt Mikroskop, weil Elektronen eine elektrische Ladung haben. Mit Hilfe von magnetischen Feldern kann man sie so ablenken, als ob die Elektronen Licht wären und die magnetischen Felder Linsen. Dadurch kann bei einem TEM eine sehr hohe Vergrößerung erreicht werden, und so ein Gerät ist in der Lage Krankheitserreger direkt ab zu bilden. Egal ob Viren, Bakterien oder Sporen. Das geht mit einem Lichtmikroskop nicht so einfach, denn gerade Viren und Sporen sind klein, deutlich kleiner als die Wellenlänge des Lichts. Als Beispiel: grünes Licht hat ca. 0,0005 mm Wellenlänge. Viren, die für die Grippe verantwortlich sind, sind ein fünftel so groß. Da spürt man irgendwie schon, dass das nicht gut gehen kann. Elektronen kann man auch als Wellen betrachten**, und ihre Wellenlänge hängt davon ab, wie schnell sie sind, wie viel Energie sie haben. Im Elektronenmikroskop sorgt man dafür, dass die Elektronen genug Energie haben, damit ihre Wellenlänge klein genug ist um so kleine Dinge wie Viren im Detail an sehen zu können. Es gibt noch einige andere Arten von Elektronenmikroskopen, aber bei meinem Besuch im RKI standen die TEMe im Mittelpunkt.