Am ACR-Zentrum für Elektronenmikroskopie Graz (ZFE) wurde im Rahmen einer Kooperation mit FELMI der TU Graz eine ungewöhnliche Entdeckung gemacht: Kaffee zeigt Eignung als Kontrastmittel für die Elektronenmikroskopie. In Versuchen mit ultradünnen Gewebeschnitten von Zebrafischen erzielte eine zehnprozentige Lösung aus frisch gekochtem Kaffeesatz hohe Kontrastwerte.
Hintergrund ist die Suche nach Ersatz für Uranylacetat, einen hochgiftigen, radioaktiven Stoff, der in vielen Laboren nicht mehr eingesetzt werden darf. In Kooperation mit dem Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik (FELMI) der TU Graz wurden dafür die färbenden Eigenschaften von Kaffee systematisch untersucht.
Alternative Kontrastmittel im Laboralltag
Seit Jahrzehnten wird in der Elektronenmikroskopie häufig Uranylacetat eingesetzt, um ultradünne biologische Proben kontrastreich darzustellen. Ein klarer Kontrast ist Voraussetzung dafür, feinste Zellbestandteile präzise analysieren zu können. Besonders bei detailreichen Strukturen wie Mitochondrienmembranen sind hohe Anforderungen an die Kontrastierung zu erfüllen.
Uranylacetat ist jedoch hochgiftig und radioaktiv. Aus Sicherheits- und Umweltgründen wird der Stoff zunehmend als hochproblematisch eingestuft, viele Labore dürfen ihn heute nicht mehr verwenden. Die Suche nach einer umweltfreundlichen Alternative reicht daher bereits Jahrzehnte zurück und bildete auch den Ausgangspunkt der Arbeiten am ACR-Institut ZFE.
Im Rahmen einer Kooperation mit dem Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik (FELMI) der TU Graz untersuchten Claudia Mayrhofer und Ilse Letofsky-Papst die färbenden Eigenschaften von Kaffee. Für die Experimente wurden ultradünne Gewebeschnitte von Zebrafischen mit einer zehnprozentigen Lösung aus frisch gekochtem Kaffeesatz behandelt. Die Analyse konzentrierte sich auf die Membranen von Mitochondrien.
Die Ergebnisse überraschten die Forscherinnen: Kaffee lieferte sehr gute Kontrastwerte, teilweise sogar bessere als das bislang verwendete Uranylacetat. Auch die elektronenmikroskopischen Bilder überzeugten in ihrer Qualität. Für eine breite Anwendung in der biologischen Elektronenmikroskopie sind weitere Tests an unterschiedlichen Gewebearten notwendig. Vieles deutet darauf hin, dass Kaffee als sicheres, günstiges und umweltfreundliches Kontrastmittel künftig zur Grundausstattung elektronenmikroskopischer Labore gehören könnte.
Originalpublikation: Coffee – a ubiquitous substitute for uranyl acetate in staining of biological ultrathin sections for electron microscopy studies. Claudia Mayrhofer, Robert Zandonella, Willi Salvenmoser, Ilse Letofsky-Papst. IN: Methods, Volume 243, November 2025. https://doi.org/10.1016/j.ymeth.2025.08.009