Wesentliche Komponenten des Lichtmikroskops

Leichtmikroskope sind unverzichtbare Werkzeuge in der biomedizinischen Forschung. Die optischen Komponenten ermöglichen eine wesentlich höhere Bildauflösung als die Betrachtung mit bloßem Auge. Durch die Kombination von Mikroskopie mit digitaler Bildverarbeitung können Forscher die Sichtbarkeit des Bildes verbessern und präzise quantitative Messungen durchführen.

In diesem Video werden Sie durch die Hauptkomponenten des Mikroskops und deren Funktionen geführt. Hallo, ich bin Victoria Sanon Frolic von der Core Optical Imaging Facility am University of Texas Health Science Center in San Antonio. Heute werde ich Ihnen die wichtigsten Komponenten Ihres Lebensmikroskops und deren grundlegende Funktionen zeigen.

Machen wir also eine Besichtigungstour durch Ihr Mikroskop. Bevor Sie ein Mikroskop verwenden, sollten Sie sich zunächst mit seinen Bestandteilen und deren Funktionen vertraut machen. Dies ist ein umgebautes, zusammengesetztes Lichtmikroskop vom Typ Nikon Eclipse TI, das sowohl für Durchlicht- als auch für Auflicht-Fluoreszenzmikroskopie eingerichtet ist.

Die Richtung entlang der Achse des Mikroskops wird als Z-Achse bezeichnet, die senkrecht darauf stehenden Richtungen als X- und Y-Achsen. Zunächst werden wir den Okular-Tubus, das Objektivrevolver mit den Objektiven und den Objekttisch untersuchen. Dies sind die Hauptkomponenten zur Bildformung des Mikroskops.

Die Okulare sind die Schnittstelle zwischen Beobachter und Mikroskop. Indem Sie den Grundkörper der binokularen Okularrohre ergreifen, können Sie den Pupillenabstand verstellen, indem Sie die Okulare näher zusammen- oder weiter auseinanderbewegen. Dadurch können Sie bequem mit beiden Augen sehen.

Gleichzeitig kann nun auch die Okularfokussierung für jedes Auge unabhängig voneinander eingestellt werden. Die Vergrößerung des Okulars ist am Tubus angegeben. Kameras werden routinemäßig zur Bildaufnahme an Mikroskope angebracht.

Dieses spezielle Okular verwendet einen C-Mount-Adapter, um eine CCD-Kamera an den Seitenanschluss des Mikroskops zu befestigen. Ein am Mikroskop befindlicher Drehknopf wird betätigt, um ein Prisma so zu positionieren, dass die das Bild formenden Lichtstrahlen von den Okularen weg und in Richtung der an der Kameraanbindung montierten Kamera gelenkt werden. Die verschiedenen Objektive, die den Großteil der Vergrößerung und Auflösung bestimmen, sind an einer drehbaren Objektivtrommel angebracht.

Jedes Objektiv ist mit Spezifikationen gekennzeichnet, wie der Vergrößerung, der numerischen Apertur, dem erforderlichen Immersionsmedium (z. B. Öl, Glycerin oder Luft), der Deckglasdicke sowie weiteren besonderen Merkmalen wie dem Beleuchtungsmodus, dem aus dem Okular und den Tubusstücken austretenden Licht, das entweder unscharf oder ins Unendliche projiziert wird. Der Tubus enthält eine positiv fokussierende Linse, die das abbildende Licht für das Okular oder die Kamera scharf stellt. Nachdem ich Ihnen nun die bildgebenden Komponenten des Mikroskops gezeigt habe, betrachten wir nun die Komponenten, die uns helfen, ein Bild zu fokussieren und Anpassungen am durchgehenden Licht vorzunehmen.

Danach betrachten wir die Probenebene, die den mechanischen Träger darstellt, auf dem die Objektträgerplatte befestigt wird. Durch Drehen der Knöpfe können Sie die Probe in x- und y-Richtung justieren. Bei der umgekehrten Mikroskopkonfiguration ist die Probenebene feststehend, und die Fokussierung der Probe erfolgt durch Bewegen der Objektive entlang der Z-Achse mithilfe der Grob- und Feinfokussierknöpfe am Mikroskopkörper.

Jetzt werden wir die Durchlichtbeleuchtungskomponenten des Lichtmikroskops untersuchen, die das Licht zur Sichtbarmachung Ihrer Proben bereitstellen. Zunächst haben wir die Lampe mit Gehäuse, die das Licht zur Beleuchtung der Probe liefert. Bei der Lichtmikroskopie handelt es sich bei der Lampe typischerweise um eine Niederspannungshalogenlampe mit Wolframfaden, deren Helligkeit zur Steuerung der Lichtintensität justiert werden kann. Hinter der Lichtquelle kann ein Verschluss angebracht sein, um die Dauer der Beleuchtung zu regulieren.

Hinter der Lichtquelle befindet sich die Feldblendenanpassung, mit deren Hilfe der Bereich oder das Feld der Probe, das beleuchtet werden soll, gesteuert wird. Danach folgt die Komponente, die als Kondensor bekannt ist und deren Hauptfunktion darin besteht, eine helle, gleichmäßige Beleuchtung auf die Probe zu fokussieren. Der am unteren Ende des Kondensors angeordnete Kondensor- oder Irisblende steuert den Winkel des Kondensor-Beleuchtungskegels der Probe.

Die Einstellung dieses Blendenrings steuert die Größe und numerische Apertur des Lichtkegels, der auf die Probe gerichtet ist, und führt so zu einer korrekten Beleuchtung, Kontrast und Schärfentiefe. Die optische Anpassung der Kondensorblende bewirkt eine geeignete Ausleuchtung des vorderen Linsenelements des Objektivs. Ideal sollte diese Einstellung für jedes Objektiv einzeln vorgenommen werden, um das volle Leistungspotenzial der Linse auszuschöpfen. Bei der Epi-Fluoreszenzbeleuchtung ist die Lichtquelle typischerweise eine Xenon- oder Quecksilberbogenlampe.

Bei unserem Mikroskop handelt es sich bei der Lichtquelle um eine Quecksilberdampflampe, die mit Vorsicht zu behandeln ist, da sie platzen kann, wenn sie unsachgemäß behandelt wird. Tragen Sie beim Einbau der Lampe unbedingt Handschuhe, da Fingerabdrücke und Verunreinigungen heiße Stellen erzeugen und zum Zerbrechen der Lampe führen können. Es wird dringend empfohlen, eine Bogenlampe nicht länger als die betriebsstundengemäße Nennbetriebsdauer laufen zu lassen.

Der fluoreszierende Lichtweg umfasst eine Feldblende und eine Aperturblende, ähnlich wie beim Durchlicht-Lichtweg. Hinter diesen Blenden trifft das Licht auf einen Satz von Filtern, die die Lichtbandbreite auswählen und die Beleuchtung in den Objektivweg leiten, um die Probe im Epi-Beleuchtungsweg zu erreichen; hier fungiert das Objektiv sowohl als Kondensor als auch als Objektiv.

Wir haben Ihnen soeben die wichtigsten Bestandteile Ihres Lichtmikroskops gezeigt. Zunächst habe ich Ihnen die bilderzeugenden Komponenten des Mikroskops vorgestellt, nämlich die Okulare, das Objektiv und die CCD-Kamera. Anschließend haben wir die Probentisch-Verstellung, die Fokussierknöpfe und den Kondensor besprochen.

Das war's. Vielen Dank fürs Zuschauen und viel Erfolg bei Ihrer Mikroskopie.