Welche Art von Mikroskop sollte bei der Beobachtung von Bakterien verwendet werden?
Optische Mikroskope sind Präzisionsinstrumente zur vergrößerten Betrachtung von Objekten. Mit unterschiedlichen optischen Mikroskopen können unterschiedliche Arten von Proben betrachtet werden. In der mikrobiologischen Forschung, Pflanzenforschung, Tierforschung und anderen Branchen müssen Benutzer beispielsweise Bakterien bis in ihre Größe erkennen. Für die Betrachtung solcher Proben muss dann ein Mikroskop ausgewählt werden. In diesem Artikel wird dies im Detail analysiert.
Die Antwort auf diese Frage kann anhand der Größe des bakteriellen Organismus, des menschlichen Auges und der Auflösung des Mikroskops diskutiert werden.
1. Die Körpergröße der Bakterien liegt im Allgemeinen im Mikrometerbereich. Bei E. coli beträgt sie beispielsweise etwa 1 µm lang und etwa 2,5 µm breit.
2. Auflösung ist der zu kleine Abstand zwischen zwei Objektpunkten, der klar unterschieden werden kann.
Die Auflösung eines Mikroskops gibt die Abbildungsvergrößerung des Mikroskops an, mit der sich die beiden Objektpunkte auch bei geringem Abstand deutlich voneinander unterscheiden lassen.
Die Auflösung eines Instruments ist die Fähigkeit des Instruments, Informationen über die Mikrostruktur des zu prüfenden Objekts zu liefern. Je höher die Auflösung, desto detaillierter sind die bereitgestellten Informationen. Eine Vergrößerung über die Vergrößerungsgrenze hinaus wird als ungültige Vergrößerung bezeichnet, da eine ungültige Vergrößerung keine weiteren Informationen über die Feinstruktur liefern kann.
3. Die Auflösung des menschlichen Auges beträgt 0,1 mm, das heißt, bei ausreichendem Licht kann das menschliche Auge unter normalen Lichtbedingungen zwischen zwei Punkten auf einer Entfernung von 1 Fuß und einer Entfernung von 0,1 mm unterscheiden.
4. Zusammenfassend: Um das Vorhandensein von Bakterien zu erkennen, muss die Vergrößerung mindestens 0,1 mm ÷ 0,5 µm=1000 ÷ 5=200 Mal betragen. Bei dieser Vergrößerung sind die Bakterien (E. coli) jedoch nur ein kleiner Punkt, und die Vergrößerung des Mikroskops muss erhöht werden, um die feineren Strukturinformationen zu erkennen.
Die Auflösung eines gewöhnlichen optischen Mikroskops ist durch die Wellenlänge des sichtbaren Lichts (390–770 nm) begrenzt und überschreitet im Allgemeinen nicht das 1000-fache, was die maximale Vergrößerung eines gewöhnlichen optischen Mikroskops darstellt. Eine Vergrößerung über das 1000-fache kann keine feineren Strukturinformationen liefern und gehört in den Bereich der ungültigen Vergrößerung.
6. Die Vergrößerung des Elektronenmikroskops kann das 800-fache erreichen. Das Grundprinzip ist das gleiche wie bei einem gewöhnlichen optischen Mikroskop und beruht auf dem hohen Druck, der durch die kurze Wellenlänge der Elektronenwelle erzeugt wird.
Bei einer Vergrößerung von 400-fach (10x, 40x) sind die Bakterien kaum noch zu sehen, sondern nur noch so groß wie ein Stecknadelkopf, wie ein kleiner Punkt. Normalerweise vergrößern wir zur Beobachtung immer noch auf 1000-fach (10x, 100x), zu diesem Zeitpunkt ist das Aussehen der Bakterien noch recht deutlich zu erkennen, nach einer speziellen Färbung sind auch die Flagellen deutlich zu erkennen. Bei einer Vergrößerung von 1000-fach müssen wir eine Öllinse verwenden. Die sogenannte Öllinse ist ein Tropfen Zedernöl in der Mitte der Objektivlinse und des Deckglases. Der Brechungsindex von Zedernöl ist höher als der von Luft, wodurch eine stärkere Vergrößerung möglich ist.
10x und 40x geben an, dass diese Linse 10x und 40x vergrößert. Die Vergrößerung des Okulars wird mit der Vergrößerung der Objektivlinse multipliziert, um die Gesamtvergrößerung des Mikroskops zu erhalten. Mikroskope für weiterführende Schulen haben austauschbare Okulare und Objektivlinsen, normalerweise 5x und 10x, und die Okulare einfacherer Mikroskope sind normalerweise nur 10x. Habe Escherichia coli (E.coli), Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis und Bacillus megaterium (um die Bazillen zu betrachten) untersucht.
