Mikroskope

Durchlicht - und Auflichtmikroskope
Je nach der angewendeten Beleuchtungstechnik kann ein Mikroskop für Durchlicht- oder Auflichtmikroskopie verwendet werden.
Bei der Durchlichtmikroskopie wird das Licht durch das Präparat hindurchgeleitet, bevor es vom Objektiv des Mikroskops aufgefangen wird. Daher sind durchsichtige oder dünn geschnittene Präparate erforderlich.

Auflichtmikroskope



Hier wird das Licht entweder vom Mikroskop kommend durch das Objektiv auf das Präparat geleitet oder von der Seite eingestrahlt (schräge Beleuchtung). Das am Präparat reflektierte Licht wird wiederum vom Objektiv aufgefangen. Auflichtmikroskopie kann demnach auch für undurchsichtige Präparate verwendet werden, zum Beispiel in den Materialwissenschaften (Mineralogie, Elektronik, biologische Unterssuchungen von Kleinlebewesen und Insekten).
Die meisten zu untersuchenden Objekte müssen in der Regel nicht vorher extra präpariert werden.
Die Vergrößerung von Auflichtmikroskopen liegt im Bereich zwischen 20x bis etwa 80x , selten darüber.

Anwendungsbereich
Die Auflichtmikroskopie findet besonders bei lichtundurchlässigen Objekten, zum Beispiel in der Metallographie Anwendung; auch bei der Fluoreszenzmikroskopie hat sie Vorteile und wird dabei angewendet. In der Medizin findet das Verfahren Verwendung bei der Dermatoskopie, bei der Dermatologen Hautveränderungen ihrer Patienten durch ein Hand-Auflichtmikroskop begutachten. In der Mineralogie wird die Auflichtmikroskopie zur Identifizierung von Erzmineralen verwendet, wobei Eigenschaften wie Bireflektanz, Innenreflexe und Reflexionsgrad bestimmt werden. In der Geologie ist sie eine wichtige Methode in der Kohlenpetrographie.

Durchlichtmikroskope:
Durchlichtmikroskope sind Geräte, die stark vergrößerte Bilder von kleinen (oft für das Auge nicht sichtbaren) Strukturen oder Objekten durch die Ausnutzung optischer Effekte erzeugen. Die Beleuchtung erfolgt von der Unterseite aus durch den Objektträger und das Präparat. Aus diesem Grund dürfen nur sehr dünne Präperate verwendet werden, durch die das Licht hindurchscheinen kann.
Diese Mikroskope können wesentlich höhere Vergrößerungen erzeugen wie sie sich beispielsweise mit der Auflichtmikroskopie erreichen lassen. Die Vergrößerung liegt hier im Bereich zwischen 40x bis 1500x . Damit sind diese Mikroskope geeignet um pflanzliche und tierische Zellstrukturen sichtbar zu machen. Mikroorganismen die selbst in Auflichtmikroskopen nicht sichtbar sind, können untersucht werden. Untersuchung von Blut, diversen Flüssigkeiten , Hefepilzen, Pollen und Bakterien wird mit Ihrer Hilfe erst möglich.

Deswegen sind gerade in der Medizin und Forschung diese Mikroskope nicht wegzudenken.


Neben der konventionellen Lichtmikroskopie gibt es eine Vielzahl von lichtmikroskopischen Spezialverfahren, wie Phasenkontrast-, Interferenzkontrast-, Fluoreszenz-, Polarisations- und Konfokalmikroskopie.

 

Binokulare Mikroskope
Diese bestehen aus einem Objektiv bieten aber den Komfort mit beiden Augen beobachten zu können. Ein Strahlenteiler aus Prismen oder Spiegel sorgt dafür daß das Bild an beide Okulare weitergeleitet wird. Der Vorteil ist einfach der angenehmere und ermüdungsfreiere Einblick gegenüber dem monokularen Sehen.

 

Stereomikroskope

Stereomikroskope verfügen über zwei Objektive und zwei Okularen.Im Unterschied zum binokularen Teleskop welche nur ein Objektiv besitzt können diese
außer dem bequemen komfortablen Sehen zusätzlich ein plastisches dreidimensionales Bild vermitteln. Viele Auflichtmikroskope sind Stereomikroskope dagegen sind Durchlichtmikroskope nur binokulare Teleskope da sie nur ein Objektiv besitzen.


Hellfeldmikroskopie

Die Hellfeldmikroskopie ist ein Mikroskopierverfahren in Licht- und Transmissionselektronenmikroskopen und ist die gängigste Mikroskopiermethode.
Das Objekt wird im Durchlichtverfahren auf hellem Grund sichtbar gemacht. Dargestellt werden vor allem gefärbte Präparate, aber auch Nativpräparate, wenn z. B. Beweglichkeitstests durchgeführt werden.
Die bei der Hellfeldmikroskopie übliche Vergrößerung ist beim Lichtmikroskop 1 : 1000, beim TEM bis zu 1 : 1.000.000.

Dunkelfeldmikroskopie

Die Dunkelfeldmikroskopie ist eine optische Methode zur Untersuchung von Objekten, die aufgrund ihrer geringen Größe weit unter der Wahrnehmungsgrenze des menschlichen Auges liegen und deshalb ohne technische Hilfsmittel nicht oder nur eingeschränkt betrachtet werden können.
Es handelt sich um eine spezielle Variante der Lichtmikroskopie, durch die mit Hilfe speziell ausgestatteter Mikroskope insbesondere durchsichtige und kontrastarme Objekte ohne vorherige Färbung untersucht werden können.
Dies ist bei Durchlichtbeleuchtung nur unzureichend möglich. Besonders von Vorteil für einige spezielle Anwendungen ist die Tatsache, dass ohne die Notwendigkeit zur Färbung auch lebende Objekte beobachtet werden können.

Ein Phasenkontrastmikroskop ist ein Mikroskop, bei welchem die zu untersuchenden Proben nicht eingefärbt sein müssen.
Das Phasenkontrastmikroskop kann schwach oder gar nicht gefärbte Zellen mittels ihrer unterschiedlichen Brechzahlen in Bezug auf das umgebende Medium besser darstellen. Somit können lebende Zellen mikroskopiert werden, da durch Färbemittel die zu untersuchenden Zellen oft zugrunde gehen.
In einem Phasenkontrastmikroskop wird eine Ringblende im Kondensor und ein Phasenring im Objektiv eingebaut. Die Ringblende wird durch den Kondensor und das Objektiv auf den Phasenring abgebildet. Dieser besteht aus einem Material, welches das durchfallende Licht dämpft und ihm gleichzeitig eine ganz bestimmte Phasenverschiebung hinzufügt.
Befindet sich kein Präparat unter dem Mikroskop, so durchläuft das gesamte von der Lichtquelle zum visuell sichtbaren Bild verlaufende Licht den Phasenring (=sog. direktes oder ungebeugtes Licht). Wird jedoch als Beispiel ein Präparat mit transparenten Zellen in den Strahlengang gebracht, so wird an den Strukturen der Zellen das Licht durch Beugung teilweise abgelenkt. Dieses "gebeugte Licht" verläuft - soweit es vom Objektiv aufgenommen wird - ebenfalls zum visuell sichtbaren Zwischenbild. Im Gegensatz zum ungebeugten Licht verläuft das gebeugte Licht jedoch ganz überwiegend nicht durch den Phasenring und wird entsprechend nicht durch diesen beeinflusst.

Im konventionellen Hellfeld-Mikroskop interferieren gebeugtes und direktes Licht im Zwischenbild so, dass dort die durch das Präparat erzeugte Phasenverschiebung reproduziert wird. Diese Phasenverschiebung ist nicht sichtbar. Der Phasenring im Phasenkontrastmikroskop modifiziert nun das direkte Licht derart, dass es mit dem gebeugten Licht im Zwischenbild destruktiv interferieren kann. Hierdurch entsteht ein Hell-Dunkel-Kontrast wie bei einem gefärbten Präparat. Die durch das Präparat ursprünglich erzeugte nicht wahrnehmbare Phasenverschiebung wird also in einen sichtbaren Kontrast umgewandelt.


Polarisationsmikroskop

Ein Polarisationsmikroskop ist ein Lichtmikroskop, das polarisiertes Licht zur Abbildung verwendet. Es wird zur Untersuchung optisch anisotroper Objekte eingesetzt. Dieses können Kristalle oder Mineralien mit entsprechendem Kristallgitteraufbau sein (Eigendoppelbrechung) oder auch isotrope Materialien, auf die mechanische Kräfte einwirken (Spannungsdoppelbrechung).
Als dritte Gruppe sind Materialien zu nennen, die aufgrund ihrer Anordnung und Orientierung doppelbrechende Eigenschaften entwickeln (Formdoppelbrechung bei biologischen oder polymeren Objekten).
Zusätzlich zu einem 'normalen' Lichtmikroskop enthält ein Polarisationsmikroskop zwei Polarisationsfilter und einen meist drehbaren Objekttisch. Zum Teil werden auch sog. Kompensatoren verwendet, um die Effekte (Kontraste) zu verstärken oder die Stärke der Doppelbrechung zu analysieren.

Weitere Mikroskop Unterarten sind noch folgende, die in der Forschung und Wissenschaft eingesetzt werden.

Differentialinterferenzkontrast
Interferenzreflexionsmikroskopie
Kathodolumineszenzmikroskop
Ultramikroskop
Fluoreszenzmikroskopie
Konfokalmikroskop Multiphotonenmikroskop Optisches Rasternahfeldmikroskop TIRF-Mikroskop
Stimulated Emission Depletion Microscope (STED)
Photoactivated Localization Microscopy (PALM und STORM)
3D-SIM-Mikroskop

 

Mikroskopzubehör

Da viele Objekte zuvor entsprechend präpariert werden müssen braucht man entsprechendes Werkzeug und Zubehör .

Vor allem bei der Durchlicht-Mikroskopie ist einiges Zubehör notwendig.

Da viele Präparate hauchdünn geschnitten werden müssen, damit sie lichtdurchlässig werden. Zudem ist es meist erforderlich die Objekte einzufärben und zu konservieren.

Zum Zubehör zählen hier u. a. Objektträger, Deckgläser , Sezierbesteck, Immersionsöl, Färbemittel, Microtom, Kanadabalsam .
Fast alle Mikroskope bieten zudem Möglichkeiten des Anschlusses einer DSLR, CCD, oder Videokamera, wofür es verschiedene Adaptionlösungen gibt.

Zum weiteren Zubehör gehören Aufrüstmöglichkeiten wie z.B. Planachromatische Objektive , Farbfilter Phasenkontrastsätze, Kondensoren, Zusatzbeleuchtung, Weitfeld und Planokularen.
Außerdem wird zum Thema Mikroskopie vielfältige Literatur sei es für den Einsteiger oder Fortgeschrittenen angeboten.

Im Bild ein typisches Beispiel eines gut präparierten pflanzlichen Präparats für Zelluntersuchungen.


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