Aeskulap-Stab
Einleitung
Auflösung und 
 Tiefenschärfe
Prinzip des 
 Luminanzkontrastes
Modifikation von 
 Linsenobjektiven
Verwendung von  
 Spiegelobjektiven
Beleuchtungsapparat
Material und  
 Methode
Ergebnisse
Technische 
 Weiterbildungen
Diskussion
Zusammenfassung
Exkurs über  
 Spiegelobjektive
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Ergebnisse

Das 125-fach vergrößernde Wasserimmersions-Objektiv führt zu exzellenten Resultaten, wenn dünne transparente Objekte in Dünnschicht-Präparaten untersucht werden. Dieses Spiegelobjektiv kann erfolgreich bis zu Okular-Vergrößerungen von 12,5-fach eingesetzt werden, ohne dass sichtbare Leervergrößerungen entstehen.

Die Tiefenschärfe eines mikroskopischen Bildes ist abhängig von der jeweiligen Vergrößerung (hier maximal 125 x 12,5 = 1562-fach) und der numerischen Apertur (hier 0,90). Wie aus Abb. 2 ersichtlich, beträgt die Tiefenschärfe im gegebenen Fall etwa 0,8 µm, wenn die Vergrößerung bei 1600-fach liegt; sie steigt auf etwa 1,0 µm an, wenn die Vergrößerung auf 1000-fach reduziert wird. Diese Tiefenschärfen-Werte liegen etwa 66 – 78 % höher als die entsprechenden Werte, welche für eine herkömmliche Ölimmersion mit einer numerischen Apertur von 1,30 ermittelt werden können. Aufgrund dieses beträchtlichen Tiefenschärfe-Gewinns können Objekte auch im hohen Vergrößerungsbereich besonders vorteilhaft untersucht und fotografiert werden, wenn das erwähnte Spiegelobjektiv verwendet wird.

Die laterale Auflösung ist abhängig von der numerischen Apertur (vgl. Abb. 1). Bei einer Apertur von 0,9 liegt die Auflösung bei etwa 0,38 µm. Wenn die Apertur auf 1,30 steigt, liegt das Auflösungsvermögen nahe 0,30 µm. Hieraus lässt sich ableiten, dass das laterale Auflösungsvermögen des Spiegelobjektivs etwa 27 % niedriger liegt als im Falle einer herkömmlichen Ölimmersion mit einer Apertur von 1,30. In der Praxis wirkt sich diese moderate Verringerung des kalkulierbaren Auflösungsvermögens nicht nachteilig auf das erhältliche Bild aus, da die spezifischen Beleuchtungseffekte des Luminanzkontrastes ähnlich wie in der Fluoreszenz-Mikroskopie zu einer Erhöhung des realen Auflösungsvermögens führen (weitere Ausführungen in der Diskussion).

Insgesamt überwiegt somit der Gewinn an Tiefenschärfe deutlich den Verlust an Auflösung, wenn die 125-fach vergrößerende Wasserimmersion anstelle einer konventionellen 100-fach vergrößernden Ölimmersion eingesetzt wird.

Die Konturen von Zellmembranen und Zellwänden stellen sich einschl. ihrer Oberflächendifferenzierungen in einer herausragenden Deutlichkeit dar. Kontinuitätsunterbrechungen dieser Strukturen, beispielsweise Poren- oder Perforationen in Kernmembranen oder Zellwänden, können deutlich lokalisiert werden. Auch verschiedene intrazelluläre Strukturen wie Photorezeptoren, Plastiden, Vakuolen, Ejektiosomen usw. können in hoher Deutlichkeit dargestellt werden. Darüber hinaus werden auch feine Nuancen in der zytoplasmatischen Dichte von Bakterien und Protozonen sichtbar, speziell im Luminanz-Dunkelfeld.

Das 40-fache Spiegelobjektiv ist gut geeignet, feine Strukturen in Kristallisationen und anderen Trockenpräparaten ohne Deckglas darzustellen. Die Farbfilter, welche in Abb. 7 b und c gezeigt werden, können auch mit diesem Objektiv für Doppelkontrast-Techniken bei farblosen nativen Objekten gut verwendet werden.

Alle Aufnahmen, welche mit den Spiegelobjektiven erstellt wurden, sind durch eine hohe Planität und ein völliges Fehlen von artifiziellen Reflexionen oder Vignettierungen ausgezeichnet, zusätzlich besteht eine hohe Farbsättigung und Farbgüte; die Farbtreue erscheint im direkten Vergleich höher als bei apochromatischen Linsenobjektiven.

Wenn modifizierte Objektive mit Glaslinsen verwendet werden, können ebenfalls alle beschriebenen Varianten des Luminanzkontrastes realisiert werden. Die jeweiligen Lichtabsorber sind in der hinteren Brennebene des betreffenden Objektivs zu platzieren; in diesem Fall sind sie im mikroskopischen Bild nicht sichtbar. In allen Varianten des Luminanzkontrastes ist das 10-fache Linsenobjektiv frei von jeglichen Reflexen oder Vignettierungen. Auch mit diesem Objektiv können Farb-Doppelkontraste in der vorbeschriebenen Weise mittels geeigneter Einschubfilter erreicht werden.

Alle Varianten des Luminanzkontrastes können auch mit polarisiertem Licht durchgeführt werden, wenn anisotrope Materialien, z. B. chitinhaltige Strukturen, im Objekt enthalten sind.

Bei Verwendung der 45-fach und 100-fach vergrößernden Linsenobjektive führt Luminanzkontrast zu einer deutlichen Verbesserung des Auflösungsvermögens im Vergleich zu herkömmlichen Beleuchtungsarten. So z. B. werden Randstrukturen im Bereich von Bakterienwänden mit dem 45-fachen Objektiv sichtbar, deren Größe geringer liegt, als die übliche Auflösungsgrenze eines Lichtmikroskopes. Unter Verwendung des 100-fach vergrößernden Ölimmersionsobjektives werden feine Oberflächentexturen auf Epithelzellen und villöse Strukturen im Randbereich von Zellmembranen in ähnlicher Weise sichtbar wie bei Verwendung des 125-fach vergrößernden Spiegelobjektivs.

Die handgearbeiteten Prototypen der beschriebenen Linsenobjektive und die verwendeten planparallelen Platten sind nicht nach Kriterien des heutigen technischen Standards optimal vergütet. Daher entstehen im Luminanz-Dunkelfeld Reflexionen, wenn die Leuchtfeldblende nicht hinreichend geschlossen wird. Bei endgradiger Verengung der Leuchtfeldblende können allerdings die ansonsten bestehenden Reflexe weitgehend unterdrückt werden, so dass Fotodokumente bei dieser Einstellung frei von sichtbaren Artefakten sind.


Copyright: Jörg Piper, Bad Bertrich, Germany, 2007
 

 

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