Vergleich Kryo-Trocknung / Kryo-Fixierung

Unter Kryo-Fixierung verstehen wir das Einfrieren in schmelzendem Stickstoff mit hoher Abkühlgeschwindigkeit. Dabei haben die in der Probe vorhandenen Flüssigkeiten und Lösungen keine Zeit zu kristallisieren oder Phasenumwandlungsprozesse durchzuführen. Die fixierte Probe wird in gekühltem Zustand bei ca. -130°C im Mikroskop untersucht.
Bei der Kryo-Trocknung wird die kryo-fixierte Probe unter schmelzenden Stickstoff weiter evakuiert. Dabei sublimiert das Wasser in der Probe zuerst und anschließend der verbleibende Stickstoff. So wird das Probenmaterial unter Ausschluß von flüssigem Wasser getrocknet, wobei die inneren Strukturen erhalten bleiben.
Die folgenden Bilder zeigen die Probe C2 (Korund mit NaSO4, 1 min mit Wasser getränkt, Entnahme nach 30 min, nochmal mit 1 ml Wasser nachgetropft) kryo-fixiert (jeweils links) und kryo-getrocknet (rechts).

kryo-fixiert kryo-getrocknet
Auf der Oberfläche der kryo-fixierten Probe ist der Lösungsfilm zu erkennen. Er ist nicht gesättigt, da noch Feinstrukturen zu erkennen sind.
[RE-Abbildung]
Auf der kryo-getrockneten Probe ist dieser Film zusammengefallen, aber es hat sich keine Salzkruste gebildet.
[RE-Abbildung]
In höherer Vergrößerung erkennt man
eine Feinstruktur des verbleibenden
Oberflächenfilms. Es sind feine, ca.
400 nm dicke Körnchen ausgefallen. Da
die Probe nach der Kryo-Trocknung in
normaler Laborluft aufbewahrt wurde,
könnte es sich um Hydratationskeime
(?) handeln.


Im Porenraum der kryo-fixierten Probe direkt unterhalb der Oberfläche finden sich durch Einfrierartefakte entstandene lamellenartige Entmischungsstrukturen. Nach der Kryo-Trocknung bleiben diese Strukturen in ihrem Habitus erhalten.
In höherer Vergrößerung allerdings
erkennt man, dass auch die Lamellen
wie schon die Oberfläche eine Feinstruktur
mit ca. 400 nm großen Teilchen aufweist.
Auch hier ist vermutlich davon auszugehen,
dass es sich um Hydratationskeime handelt.
[SE-Abbildung]


Diese Hydratationsspuren findet man immer wieder. Hier noch ein Beispiel an einer anderen Stelle. Die kryo-fixierte Probe zeigt die Entmischungsspuren in Form von Lamellen.
[SE Abbildung]
Nach der Kryo-Trocknung bleiben die Lamellen "makroskopisch" erhalten, aber zeigen eine Feinstruktur.
Bei höherer Vergrößerung ist wieder
die Korngröße der Hydratationskeime
von ca. 400 nm zu erkennen.
[SE-Abbildung]