Kaffee ist für viele der Start in den Tag – ein schneller Wachmacher, ein vertrautes Ritual. Doch was, wenn das schwarze Getränk nicht nur müde Menschen belebt, sondern auch der Wissenschaft neue Perspektiven eröffnet? Genau das ist einem Grazer Forschungsteam gelungen: Kaffee eignet sich nämlich überraschend gut als Kontrastmittel in der Elektronenmikroskopie und könnte damit eine gefährliche Chemikalie ersetzen.
Vielversprechende Alternative
Am ACR-Institut ZFE machten zwei Forscherinnen kürzlich eine ungewöhnliche Entdeckung: Kaffee eignet sich als Kontrastmittel für elektronenmikroskopische Untersuchungen. Der beliebte Muntermacher könnte eine wirksame Alternative zum hochgiftigen Uranylacetat darstellen.
Institut
ZFE – Zentrum für Elektronenmikroskopie Graz
Kaffee hinterlässt Spuren. In Tassen, auf Zähnen und, wie sich nun zeigt, auch in ultradünnen Schnitten biologischen Gewebes. In der Elektronenmikroskopie ist Kontrast entscheidend: Nur wenn feinste Strukturen deutlich voneinander abgegrenzt sind, lassen sich Zellbestandteile präzise analysieren. Seit Jahrzehnten setzt man dafür häufig auf Uranylacetat – ein hochgiftiger und radioaktiver Stoff, der aus Sicherheits- und Umweltgründen zunehmend als hochproblematisch eingestuft wird. Viele Labore dürfen ihn heute gar nicht mehr verwenden.
Die Suche nach einer umweltfreundlichen Alternative reicht daher schon Jahrzehnte zurück. Eine unerwartete Lösung fand Claudia Mayrhofer, Expertin für Ultramikrotomie und seit über 20 Jahren am Zentrum für Elektronenmikroskopie (ZFE) tätig. Im Rahmen einer Kooperation mit dem Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik (FELMI) der TU Graz untersuchte sie gemeinsam mit ihrer Teamleiterin Ilse Letofsky-Papst die färbenden Eigenschaften von Kaffee. In ersten Experimenten wurden ultradünne Gewebeschnitte von Zebrafischen mit einer zehnprozentigen Lösung aus frisch gekochtem Kaffeesatz behandelt. Im Fokus der Analyse standen die Membranen von Mitochondrien, deren feine Strukturen besonders hohe Anforderungen an den Kontrast stellen.
Claudia Mayrhofer, Expertin für Ultramikrotomie am ZFE, machte vor kurzem eine ungewöhnliche Entdeckung. Foto: ACR/schewig-fotodesign
Das Ergebnis überraschte selbst die erfahrenen Forscherinnen: Kaffee liefert sehr gute Kontrastwerte – teilweise sogar bessere als das bislang verwendete Uranylacetat – und auch die elektronenmikroskopischen Bilder konnten in ihrer Qualität überzeugen. Da verwundert es kaum, dass die unkonventionelle Entdeckung national wie international auf großes Interesse stößt, wie etwa die jüngste Veröffentlichung im Fachjournal „Methods“ zeigt“. Zwar sind für eine breite Anwendung in der biologischen Elektronenmikroskopie noch weitere Tests an unterschiedlichen Gewebearten notwendig, aber Vieles deutet darauf hin, dass Kaffee als sicheres, günstiges und umweltfreundliches Kontrastmittel schon bald zur Grundausstattung in elektronenmikroskopischen Laboren gehören könnte. Manchmal liegen Innovationen eben näher als man denkt.
Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Alge, wobei Kaffee als Kontrastmittel verwendet wurde. Foto: ZFE