Highlights beim Mikroskopie-Kongress

Experten präsentieren in Berlin fünf Tage lang neue Erkenntnisse und aktuelle Trends aus der spannenden Welt der Mikroskopie.

Bei der „Microscopy Conference“ vom 1. bis zum 5. September 2019 gibt es in Berlin aktuelle Forschungen und neue Erkenntnisse aus der spannenden Welt der Mikroskopie. Fünf Tage lang werden rund 1.000 hochrangige nationale und internationale Experten ihre Forschungsergebnisse präsentieren. Mit einem wissenschaftlichen Programm und einer Fachausstellung neuester mikroskopischer Geräte bietet die MC 2019 neben einem umfassenden fachlichen Austausch auch Informationsmöglichkeiten für jeden, der an aktuellen Mikroskopie-Techniken in allen wissenschaftlichen Bereichen interessiert ist. Diskutiert werden Entwicklungen und Trends in Life Science, Materialwissenschaften und in der Messtechnik. Die Tagungspräsidenten Prof. Dr. Michael Lehmann, Institut für Optik und Atomare Physik der Technischen Universität Berlin und Prof. Dr. Christoph T. Koch, Institut für Physik der Humboldt-Universität zu Berlin, geben im Interview vorab erste Einblicke in die Schwerpunkte und Highlights des Kongresses.

Was ist die besondere Ausrichtung des diesjährigen Kongresses? Welche wichtigen Schwerpunkte haben Sie bei der 39. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie e.V. (DGE), der MC 2019, gesetzt?

Prof. Dr. Michael Lehmann: Inhaltlich haben wir uns gemeinsam mit dem gesamten Vorstand der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie (DGE) und den Organisatoren der 21 verschiedenen Sessions bemüht, sowohl die verschiedenen Forschungsrichtungen der Elektronenmikroskopie in ihrer Breite abzudecken, als auch den neuen Entwicklungen ausreichend Raum zu geben, was durch die Auswahl der Plenarredner aber auch den etwas erweiterten zeitlichen Rahmen einiger Sessions realisiert wurde. Da eine Konferenz wie diese auch immer eine sehr gute Gelegenheit ist, wissenschaftliche Kontakte aufzufrischen oder neu zu knüpfen, wird der Vernetzung besonders viel Raum gegeben, nicht zuletzt durch die speziell dafür vorgesehenen ‚Networking Evenings‘ und dem Conference Dinner, welche alle in der Registrierungsgebühr inklusive sind.

Die Elektronenmikroskopie hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und bietet eine unglaubliche Vielfalt an Anwendungen. Welche neuen spannenden Entwicklungen werden vorgestellt und diskutiert? In welchen Bereichen gibt es aktuelle Trends? Welche neuen Impulse erwarten Sie und was sind die Fragestellungen?

Prof. Dr. Christoph T. Koch: Es hat tatsächlich in den letzten Jahren einen sehr rasanten Fortschritt auf dem Gebiet der Elektronenmikroskope selbst, aber auch der darin integrierten Detektoren gegeben. Diese Entwicklungen haben dann auch sehr schnell neue oder deutlich verbesserte Anwendungen mit sich gebracht. So ermöglicht z.B. die Entwicklung sehr schneller und gleichzeitig rauscharmer Detektoren für Beugungsbilder, dass sehr viel mehr Information über einen kleinen Bereich des untersuchten Materials bei gleichzeitig reduzierter Strahlschädigung aufgenommen werden kann. Die Auflösung in der Elektronenenergieverlustspektroskopie ist mittlerweile so gut geworden, dass man nun selbst die Schwingungszustände in Kristallen und Molekülen mit hoher räumlicher Auflösung darstellen kann. Neue Detektoren und Computeralgorithmen ermöglichen es nun auch, 3-D-Rekonstruktionen organischer Makromoleküle bei atomarer Auflösung zu berechnen. In all diesen Bereichen erwarten wir Beiträge von Rednern in eingeladenen und beigetragenen Vorträgen und auf Postern, sowie rege Diskussionen.

Mit einem Überblick über aktuelle Entwicklungen in der Mikroskopie bietet die MC2019 wieder ein umfassendes Forum für die Forschung in allen Bereichen. Inwieweit wird dabei der wissenschaftliche Austausch mit Nachwuchsforschern gefördert?

Prof. Dr. Michael Lehmann: Nachwuchsförderung ist ein ganz großes Thema der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie und damit auch für die MC2019. Nicht umsonst halten wir die Tagung an einer Universität ab und nicht in einem Kongresszentrum, um die Registrierungsgebühren insbesondere für Nachwuchswissenschaftler/-innen niedrig zu halten und damit die Arbeitsgruppen es sich leisten können, auch die Jüngeren mit zur Tagung zu nehmen. Die Session-Chairs haben zudem meist jüngere Leute für Invited Talks eingeladen, um deren Sichtbarkeit zu fördern. Dieses Konzept hat sich bereits bei den vergangenen MC-Konferenzen bewährt, denn wir hatten immer einen regen Austausch zwischen allen Generationen.

Ein wichtiger Tagungsschwerpunkt ist der Bereich Lebenswissenschaften. Worauf wird der Fokus liegen? Inwieweit eröffnen aktuelle Mikroskopieverfahren neue Forschungsperspektiven?

In den Lebenswissenschaften hat die Elektronenmikroskopie enorm von der Entwicklung neuer Detektoren, sowie sogenannter Phasenplatten für Elektronen profitiert, die beide in den letzten paar Jahren parallel dafür gesorgt haben, dass biologische Materialien trotz ihrer sehr hohen Sensibilität für die Bestrahlung mit schnellen Elektronen mit so hoher Auflösung abgebildet werden können, dass aus diesen Daten die atomare Struktur von Makromolekülen rekonstruiert werden kann. Während die neuen Detektoren die gestreuten Elektronen mit deutlich weniger Rauschen detektieren, sorgen die in der optischen Mikroskopie bereits lange verwendeten Phasenplatten - hierfür gab es einen Nobelpreis im Jahr 1953 - dafür, dass der Kontrast der Aufnahmen deutlich verbessert wird. Wir erwarten, dass diese Entwicklungen in verschiedenen Beiträgen thematisiert werden, aber auch die vielen anderen Weiterentwicklungen, die z.B. in der korrelativen Mikroskopie oder der Präparation biologischer Materialien für die Mikroskopie zu verzeichnen sind. more###

Die MC2019 bietet wieder ein breites Spektrum im Bereich der Materialwissenschaften. Was sind die diesjährigen Schwerpunkte der Forschungs- und Anwendungsgebiete? Inwiefern sind z. B. mikroskopische Untersuchungen bei der Entwicklung von neuen Materialien wie neuen, intelligenten Nanomaterialien mit speziellen Eigenschaften von größter Bedeutung?

Prof. Dr. Christoph T. Koch: Ein Trend in der Materialwissenschaft ist gegenwärtig der Einsatz von sehr dünnen, nur eine Atomlage dicken Materialien, wie z.B. Graphen, für dessen Entdeckung 2010 der Nobelpreis in Physik verliehen wurde. Aber neben Graphen gibt es viele weitere, nur wenige Atomlagen dicke Substanzen, deren Eigenschaften (z.B. elektrische Leitfähigkeit) durch das Aufbringen anderer Materialien oder das Beschießen mit Atomen lokal stark beeinflusst werden kann. Die Fähigkeit moderner Elektronenmikroskope, auch bei geringen Beschleunigungsspannungen Bilder mit sehr hoher Auflösung zu produzieren, ermöglicht es, diese Materialien und einzelne Defekte darin auf atomarer Skala zu untersuchen. Ein weiteres Beispiel sind Materialsysteme, wie z.B. Nanopartikel, die in der Katalyse eingesetzt werden, deren Struktur in sehr speziellen Umgebungsbedingungen untersucht werden soll, und die oft gleichzeitig sehr sensibel für den Beschuss mit Elektronen sind. Auch hier, in der in-situ Elektronenmikroskopie wurden in der jüngsten Vergangenheit große Forstschritte gemacht. Ein Beispiel ist die Untersuchung von feinsten Drähten aus Lithium in Batterien, die beim Laden und Entladen entstehen, und die mit atomarer Auflösung im Elektronenmikroskop nur aufgrund der Kühlung auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff, d.h. den Einsatz von Methoden aus der Elektronenmikroskopie in den Lebenswissenschaften, untersucht werden konnten. Ich gehe davon aus, dass unsere Plenarvortragende, Prof. Lena Kourkoutis, davon berichten wird.

Welche neuen Entwicklungen werden im Bereich Instrumentierung und Methoden vorgestellt? Und inwiefern kann die Kombination verschiedener mikroskopischer Verfahren neue Erkenntnisse liefern?

Prof. Dr. Christoph T. Koch: Die Entwicklungen in der Instrumentierung und den Methoden in nahezu allen Teilgebieten der Elektronenmikroskopie gehen zurzeit sehr rasant voran. Wir erwarten, von neuen Abbildungsmethoden zu hören, die eine räumliche Auflösung von Elektronenmikroskopen von weniger als 40 Pikometer (ein Pikometer sind 10-12 m und der Durchmesser eines Wasserstoffatoms beträgt etwa 110 Pikometer) erreichen oder von neuen Mikroskopen, die Elektronenverlustspektroskopie mit enorm hoher Energieauflösung und gleichzeitig hoher räumlicher Auflösung ermöglichen, und damit die Gitterschwingungen von Atomen detektierbar machen. Der weltweite Trend, die Grenzen zwischen den Wissenschaften immer mehr zu verwischen, und interdisziplinär zu arbeiten, spiegelt sich auch in der Mikroskopie wider, indem oft viele verschiedene Mikroskopiemethoden kombiniert werden, um die gesuchte Information zu erhalten. Ein großes Thema ist hier die korrelative Mikroskopie, die es insbesondere durch die Entwicklung sehr leistungsfähiger Softwarepakete ermöglicht, aus einem makroskopischen Objekt, welches mittels Röntgentomografie untersucht wird, einen interessanten Bereich in einem 3-dimensionalen Computermodell des Objekts auszuwählen, diesen dann mittels einer Kombination von Laserschneiden und Ionenätzen herauszuschneiden und dann im Elektronenmikroskop zu untersuchen. Dieses Verfahren ermöglicht es z.B. Rückschlüsse über den Einfluss von kleinsten Defekten auf die Funktion des ganzen Objekts zu ziehen.

Bei der MC2019 sind wieder renommierten Experten eingeladen, die vielfältige aktuelle Aspekte der Mikroskopie vorstellen. Welche besonders interessanten Vorträge erwarten die Tagungsteilnehmer?

Prof. Dr. Michael Lehmann: Die Tagung werden wir jeden Morgen mit spannenden Plenarvorträgen hochaktueller Themen beginnen. Den Anfang wird Prof. Niels de Jonge aus Saarbrücken mit einem Vortrag zu Untersuchungen von Proteinen in Zellen mittels Flüssigphasen-Elektronenmikroskopie machen. Dr. Knut Müller-Caspary aus Jülich wird über seine neuesten methodisch-orientierten Entwicklungen zur Impuls-aufgelösten Rastertransmissionselektronenmikroskopie zur Messung von elektrischen Feldern in Materialen berichten. Prof. Shigeki Watanbe aus Baltimore/USA wird dagegen mehr die Anwendung moderner elektronenmikroskopischer Verfahren zur Beobachtung der Dynamik von Zellmembranen herausstellen. Die neuesten Entwicklungen und Anwendungen der zeitaufgelösten Elektronenmikroskopie werden Thema von Vorträgen der beiden diesjährigen Ernst-Ruska-Preisträger sein, Prof. Claus Ropers aus Göttingen und Dr. Flourent Houdellier aus Toulouse/Frankreich. Und wenn wir schon bei den Preisträgern sind, Prof. David Smith aus Tempe/USA gibt dieses Jahr die Harald Rose Distinguished Lecture zu Entwicklungen in der atomar aufgelösten Elektronenmikroskopie. Last but not least wird Prof. Lena Kourkoutis aus Ithaca/USA über Abbildung und Spektroskopie bei kryogenen Temperaturen mit atomarer Auflösung sicherlich einen für alle Tagungsteilnehmerinnen und Teilnehmer interessanten Vortrag geben.

Die Mikroskopie spielt auch im medizinischen Bereich eine große Rolle, z. B. auch in der Diagnostik. Welche Aspekte werden bei der MC 2019 diskutiert? Mit Hilfe der hochauflösenden Elektronenmikroskopie von Molekülen wird versucht, molekulare Vorgänge in Zellen besser zu verstehen. Werden zu diesem sehr komplexen Themengebiet neue Erkenntnisse vorgestellt?

Prof. Dr. Christoph T. Koch: Für die medizinische Forschung spielt in der Tat Elektronenmikroskopie eine große Rolle, wenn auch meist nicht so direkt wahrgenommen, wie die optische Mikroskopie, die eine um viele Größenordnungen geringere Auflösung hat und daher für die Untersuchung von Geweben oft ausreicht. Aber wenn es um die Untersuchung einzelner Zellen und deren Bestandteilen geht, z.B. die Aufnahme verschiedener Substanzen in Zellen, den Zusammenhang von Demenzkrankheiten mit der Fehlfaltung und Aggregation von Proteinen in Fibrillen-Strukturen, oder auch viele Untersuchungen in der Pathologie, dann liefert die Elektronenmikroskopie einen sehr großen Beitrag. 2017 wurde der Nobelpreis in Physik für die Entwicklung der cryo-Elektronenmikroskopie vergeben, welche es ermöglicht, die dreidimensionale Struktur von Proteinen zu bestimmen, und mit dieser Information Medikamente zu entwickeln, die ganz gezielt die Funktion bestimmter Proteine beeinflussen. All diese Themen sind auch im Fokus der 7 Sessions zur Mikroskopie in den Lebenswissenschaften und ich bin gespannt auf die Präsentation der neuesten Erkenntnisse auf diesen Gebieten.

Weshalb ist der Standort Berlin für die MC 2019 ganz besonders geeignet?

Prof. Dr. Michael Lehmann: Berlin ist verkehrstechnisch hervorragend angeschlossen und damit einfach kostengünstig zu erreichen. Hotelzimmer aller Kategorien und Preisklassen sind ausreichend vorhanden, und der gut erschlossene öffentliche Nahverkehr lässt einen auf das Auto verzichten. Damit können die Tagungskosten für jede Teilnehmerin und Teilnehmer niedrig gehalten werden. Die Tagung wird an der Technischen Universität Berlin in Charlottenburg abgehalten, sozusagen im Herzen der City West. Dies ist natürlich für die Tagungsteilnehmerinnen und Teilnehmer sehr interessant, das vielfältige kulturelle Leben in Berlin abseits der Tagung auch kennenzulernen. Wissenschaftlich gesehen besitzt Berlin eine ganze Reihe von bekannten elektronenmikroskopischen Arbeitsgruppen, die damit auch ein weites Feld unterschiedlichster elektronenmikroskopischer Methoden abdecken. Folglich findet die MC2019 auch in einem spannenden wissenschaftlichen Umfeld statt.

Welche besonderen Wünsche und Ziele verbinden Sie als Tagungspräsidenten mit der MC2019 und welche Highlights erwarten Sie?

Prof. Dr. Michael Lehmann: Nach der langen Vorbereitung der Tagung freue ich mich darauf, die Electron Microscopy Community in Berlin jetzt begrüßen zu können. Ich erwarte ein spannendes und vielfältiges Programm, welches von allen getragen wird und auch für alle etwas bietet, ob jung oder alt, ob Student/-in, Doktorand/-in, Postdoc, Techniker/-in, Laborant/-in, Professor/-in oder Aussteller/-in. So gesehen bin ich auch gespannt, wie die Idee mit den abendlichen Networking Events angenommen wird.

Prof. Dr. Christoph T. Koch: Ich bin sehr gespannt auf die vielen neuen Ergebnisse, die präsentiert werden – besonders in den Plenary Talks und den Sessions, die meinem speziellen Forschungsgebiet nahestehen, auf die neuen Entwicklungen, die die Firmen vorstellen werden und freue mich auch darauf, die guten Beziehungen zu anderen Forschern auf dem Gebiet der Elektronenmikroskopie aufzufrischen und neue Kontakte zu knüpfen. Ich bin sehr froh darüber, dieses Jahr meine Kollegen nach Berlin einladen zu dürfen.

Wir bedanken uns sehr herzlich für das Interview!

Quelle: Conventus

Weitere Informationen zum Mikroskopie-Fachkongress unter www.microscopy-conference.de.

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