Gängige Beobachtungsmethoden bei optischen Mikroskopen
Ein Lichtmikroskop ist ein optisches Instrument, das Licht als Quelle verwendet, um winzige Strukturen zu vergrößern und zu beobachten, die für das bloße Auge unsichtbar sind. *Das erste Mikroskop wurde 1604 von einem Optiker hergestellt.
In den letzten beiden Jahrzehnten haben Wissenschaftler entdeckt, dass sich mit optischen Mikroskopen Objekte erkennen, verfolgen und abbilden lassen, die kleiner sind als die halbe Wellenlänge des herkömmlichen sichtbaren Lichts, also einige Hundert Nanometer.
Da optische Mikroskope traditionell nicht zur Untersuchung der Nanometerskala verwendet wurden, fehlen ihnen häufig kalibrierte Vergleiche mit Standards, um zu überprüfen, ob die Ergebnisse für genaue Informationen in dieser Größenordnung korrekt sind. Ein Mikroskop kann** immer dieselbe Position eines einzelnen Moleküls oder Nanopartikels anzeigen. Gleichzeitig kann es jedoch sehr ungenau sein, und die Position eines Objekts, das durch ein Mikroskop auf einen Milliardstel Meter genau identifiziert wird, kann in Wirklichkeit ein Millionstel Meter betragen, da kein Fehler vorliegt.
Optische Mikroskope sind in Laborinstrumenten weit verbreitet und können problemlos verschiedene Proben vergrößern, von empfindlichen biologischen Proben bis hin zu elektrischen und mechanischen Geräten. Darüber hinaus werden optische Mikroskope immer leistungsfähiger und erschwinglicher, da sie die Lichter Ihres Smartphones mit einer wissenschaftlichen Version einer Videokamera kombinieren.
Gängige Beobachtungsmethoden für optische Mikroskope
Differential Interference (DIC) Beobachtungsmethode
Prinzip
Polarisiertes Licht wird mithilfe eines speziellen Prismas in zueinander senkrechte Strahlen gleicher Intensität aufgeteilt. Die Strahlen durchdringen das untersuchte Objekt an zwei sehr nahe beieinander liegenden Punkten (kleiner als die Auflösung des Mikroskops) und unterscheiden sich daher leicht in der Phase, was dem Bild einen stereoskopischen dreidimensionalen Eindruck verleiht.
Merkmale
Kann das untersuchte Objekt dreidimensionales Gefühl erzeugen lassen, der Beobachtungseffekt ist intuitiver. Es ist keine spezielle Objektivlinse erforderlich und es funktioniert besser mit Fluoreszenzbeobachtung, und die Farbänderung des Hintergrunds und des Objekts kann angepasst werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen.
Dunkelfeld-Beobachtungsmethode
Dunkelfeld ist eigentlich Dunkelfeldbeleuchtung. Es unterscheidet sich vom Hellfeld dadurch, dass es nicht direkt das beleuchtete Licht beobachtet, sondern das vom untersuchten Objekt reflektierte oder gebeugte Licht. Infolgedessen ist das Sichtfeld ein dunkler Hintergrund, während das untersuchte Objekt ein helles Bild darstellt.
Das Prinzip des Dunkelfelds beruht auf dem Tyndall-Phänomen in der Optik, bei dem feiner Staub bei direktem, starkem Lichteinfall vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann, da das starke Licht um ihn herum geleitet wird. Wird das Licht schräg auf den Staub gerichtet, scheinen die Partikel durch die Lichtreflexion größer zu werden und werden für das menschliche Auge sichtbar. Ein für die Dunkelfeldbeobachtung erforderliches Spezialzubehör ist ein Dunkelfeld-Spektiv. Es zeichnet sich dadurch aus, dass der Lichtstrahl das untersuchte Objekt nicht von unten nach oben durchdringt, sondern den Weg des Lichts so ändert, dass es schräg auf das untersuchte Objekt gerichtet ist, sodass das Beleuchtungslicht nicht direkt in die Objektivlinse eintritt und durch das von der Oberfläche des untersuchten Objekts reflektierte oder gebeugte Licht ein helles Bild entsteht. Die Auflösung der Dunkelfeldbeobachtung ist viel höher als die der Hellfeldbeobachtung und erreicht 0.02-0.004μm.
