Beschreibung des Mikrotoms

Im Allgemeinen sind Mikrotome an der Vorbereitung von Proben biologischen Materials beteiligt, die unter einem Mikroskop untersucht werden sollen. Insbesondere schneiden sie Material in extrem dünne Stücke, so dass sie in einen Objektträger passen und von Forschern untersucht werden können. Es hält das Material an Ort und Stelle, während ein sehr scharfes Glas- oder Diamantmesser es in einige zehn Mikrometer dicke Stücke schneidet.

Die Geschichte der Mikrotomie und des Mikrotomgeräts

Als das Mikroskop erfunden wurde, mussten Wissenschaftler Material schneiden. Bevor das Mikrotom erstellt wurde, schnitten Wissenschaftler manuell Materialstücke, die sie mit einer Rasierklinge untersuchen wollten. Diese Methode, Proben für das Studium vorzubereiten, war mühsam und schwierig, so dass natürlich eine Alternative erfunden werden musste.

Cummings, ein produzierendes Unternehmen, entwarf 1770 manuelle Schneidinstrumente aus Holz. Diese Instrumente wurden ausschließlich in der Botanik zum Schneiden von Pflanzen verwendet. Dann wurde der Begriff „Mikrotom“ 1839 von Chevalier geprägt.Tatsächlich war es Rudolf Thoma, der das erste offizielle Mikrotom entwarf, das „Thoma-Mikrotom“. Von dort entwickelte sich das Mikrotom zu verschiedenen Typen und Stilen, die für verschiedene Zwecke verwendet wurden.

Die beliebtesten Arten von Mikrotommaschinen

1. Rotary

Die vielseitigste und am häufigsten verwendete Version. Es funktioniert rotatorisch. Das Messer ist bewegungslos und bleibt in horizontaler Position. Der Maschinenkörper selbst dreht sich um die Klinge und schneidet dabei. Zum Beispiel hält die Maschine die Probe direkt über dem Messer, dann bewegt sie sich nach unten über das Messer, schneidet ein Stück des Gewebes ab, dann zieht sich die Maschine zurück und bewegt sich nach oben, bevor sie wieder beginnt. Dabei entstehen Gewebeschnitte von 1-60 Mikrometern.

2. Sledge

Hält die Probe still im „Shuttle“, das sich dann über die Klinge bewegt und zurückzieht. Die Scheiben, die diese Maschine produziert, haben eine ähnliche Dicke wie ein Rotationsmikrotom, jedoch schneidet sie Gewebe, die viel „härter“ und daher schwer zu schneiden sind – mehr Druck wird auf die Probe ausgeübt, so dass ein glatter Schnitt gemacht werden kann. Biologen verwenden diese Art von Maschine zum Schneiden von Knochen und anderen schwierigen Materialien.

3. Vibrieren

Eine vibrierende Klinge ist das bestimmende Merkmal dieser Maschine. Auf diese Weise können zähe und harte Proben geschnitten werden, ohne den Druck auszuüben, den ein anderer Mechanismus mit einer stationären Klinge erzeugen würde. Diese Maschine produziert Scheiben von 30-50 Mikrometer dick.

4. Saw

Wenn ein Sledge-Mikrotom nicht präzise und effektiv schneiden kann, ist eine saw-basierte Maschine erforderlich. Ähnlich wie ein Schlitten wird dieses Mikrotom verwendet, wenn Materialien wie Knochen oder Zähne extrem hart sind und mehr Kraft erfordern. Eine rotierende Säge wird zum Schneiden verwendet. Dieses Mikrotom erzeugt Scheiben, die mindestens 30 Mikrometer dick sind.

5. Laser

Ein Laser wird zum präzisen Schneiden verwendet, ohne die Probe tatsächlich zu berühren. Aufgrund der hochmodernen Technologie ermöglicht diese Maschine ein berührungsloses Schneiden, ohne thermische Schäden zu verursachen. Die Lasermaschine schneidet Gewebe zwischen 10-100 Mikrometer dick. Dies ist auch eine automatische Maschine, wo die anderen als manuell eingestuft würden.

Eigenschaften & Teile des Mikrotoms

Es gibt verschiedene Mikrotome, die jedoch alle aus drei Hauptteilen bestehen:

1. Basis (Mikrotomkörper)
2. Messerbefestigung und Klinge
3. Material- oder Gewebehalter

Einige Mikrotome verfügen über weitere Funktionen, z. B. eine Schreibtischklemme, um die Maschine an Ort und Stelle zu halten. Einige Geräte werden manuell verwendet, während andere automatisch sind, so dass sich die spezifischen Merkmale in diesen Mikrotomen unterscheiden würden.

Unabhängig von der verwendeten Maschine kommt es bei der Mikrotomie im Grunde auf das Messer an. Eine scharfe, makellose Klinge ist unerlässlich, um eine Probe genau und effektiv zu schneiden. Im Allgemeinen sind die Messer entweder planar konkav, keilförmig oder meißelförmig ausgebildet.

Bedienung einer Mikrotommaschine

Vor der Verwendung eines Mikrotoms müssen Proben eingebettet werden, was bedeutet, dass sie in ein steiferes Fixiermittel gegeben werden sollten. Dazu muss die Probe mit Wachs oder Epoxid bedeckt werden. Dies wird dann in eine Form gelegt, um abzukühlen und zu härten, so dass es bereit ist zu schneiden.

Dann wird bei den meisten Mikrotommaschinen ein Abschnitt geschnitten, indem der Materialhalter in Richtung der Klinge vorgeschoben wird, während das Messer starr stillgehalten wird. Die eigentliche Schneidbewegung, sei es auf einer vertikalen oder horizontalen Ebene, wird mit dem Vorschubmechanismus kombiniert, so dass der Materialhalter nach jeder Scheibe bewegt wird. Der Abstand, in dem der Halter bewegt wird, kann über eine Skaleneinstellung am Maschinenkörper ausgewählt werden.

Pflegehinweise

Die wichtigste Anweisung ist, das Instrument täglich zu reinigen. Wenn Sie es nicht regelmäßig reinigen, kann das Messer rosten und es wird immer schwieriger, Proben effektiv zu schneiden. Allerdings sollten Sie das Messer vor der Reinigung immer entfernen.

Es ist auch wichtig, Abfälle von der Klinge und der Maschine zu entfernen. Dies kann mit einem trockenen Pinsel erfolgen. Reinigen Sie die Außenflächen nicht mit Alkohol oder Xylol, da die Maschine wahrscheinlich nicht beständig gegen diese Lösungsmittel ist. Paraffinentferner, milde handelsübliche Haushaltsreiniger oder Seife und Wasser werden empfohlen.

Es ist äußerst wichtig sicherzustellen, dass während der Reinigung keine Flüssigkeit in das Innere des Instruments gelangt. Dies könnte die Effizienz der Maschine beeinträchtigen und möglicherweise das Innenleben des Mikrotoms schädigen.

Für die abschließende Pflegeanweisung wird, wie bei den meisten wissenschaftlichen Geräten, empfohlen, das Instrument mindestens einmal jährlich von einem qualifizierten Servicetechniker überprüfen zu lassen.

Zusammenfassend sind viele verschiedene Arten von Mikrotommaschinen im Handel erhältlich. Es ist wichtig, die Art des Auftrags oder der Probe zu verstehen, die geschnitten werden muss, bevor Sie eine Maschine kaufen. Das Verständnis der Komponenten und der Art und Weise, wie eine bestimmte Maschine schneidet, ist ebenfalls wichtig, um das richtige Mikrotom auszuwählen.

1. Gudrun Lang (2006). In: Histotechnik. Praxislehrbuch für die Biomedizinische Analytik.(Histology: practical textbook for analytical biomedicine). Springer, Wien/New York. ISBN 978-3-211-33141-5.
2. https://www.leicabiosystems.com/pathologyleaders/steps-to-better-microtomy-flotation-section-drying/
3. https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/microtome
4. https://biomedizin.unibas.ch/fileadmin/user_upload/biomedizin/core_facilities/histology/Guides/Paraffin_methods.pdf
5. https://www.labmanager.com/lab-health-and-safety/2010/06/microtome-safety#.XV6kn5NKiL8
6. https://brainresearchlab.com/information/microtome-knife-use-and-care/
7. http://www.microbehunter.com/parts-of-a-microtome/
8. https://www.labce.com/spg605374_instrumentation_for_microtomy_rotary_microtome_par.aspx