Leitfaden - MVZ Labor Diagnostik Karlsruhe

53 Methoden 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lichtmikroskopie Aufbau eines Lichtmikroskops Das Mikroskop ist ein optisches Instrument, das letztlich der Vergrößerung von Strukturen dient, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. Hierzu gehören in der Biologie und Medizin Ge- webe, Zellen, Einzeller und Bakterien. Viren sind zu klein, um allein mit Hilfe der Lichtmikroskopie beobachtet werden zu können. Zur Vergrößerung des beobachteten Objekts tra- gen beim Mikroskop maßgeblich zwei optische Systeme bei: • das Okular • das Objektiv Die Gesamtvergrößerung eines Lichtmikroskops V ergibt sich aus dem Produkt von Okularvergrö- ßerung VOk und Objektivvergrößerung VOb: (1) Nun ist nicht nur die Vergrößerung eines Mik- roskops maßgeblich, sondern auch seine Auf- lösung A. Unter der Auflösung eines optischen Gerätes versteht man den Kehrwert des kleins- ten Abstandes dmin zweier Objektpunkte, die mit Hilfe des optischen Systems gerade noch getrennt wahrgenommen werden: (2) Die Auflösung A ist beim Mikroskop wiederum von der numerischen Apertur AN abhängig: (3) Hierbei ist n die Brechzahl des Mediums zwi- schen Deckglas und Frontlinse des Objektivs und α der halbe Öffnungswinkel des Objektivs. Aufgrund von Beugungserscheinungen ist die Auflösung eines Mikroskops ebenfalls abhängig von der Wellenlänge λ des eingestrahlen Lichts, so dass sich für den Abstand zweier gerade noch aufgelöster Objektpunkte dmin im Mikros- kop ergibt: (4) Aus (4) ergibt sich die wichtige Erkenntnis, dass die Auflösung A eines Mikroskops umso höher (dmin also umso kleiner) ist, je größer α und je höher der Brechungsindex des Mediums zwischen Frontlinse und Deckglas ist. Kurze Wellenlängen (z. B. Blau) erhöhen die Auflösung (vermindern dmin), lange (z. B. Rot) senken sie. Befindet sich zwischen Objektiv und Deckglas Luft, so ist der Brechungsindex n etwa 1,0 und dmin vergleichsweise groß, die Auflösung mit (2) also relativ klein. Beim Trockenobjektiv werden die Lichtstrah- len beim Eintritt in die Luft zwischen Deckglas und Frontlinse des Objektives gemäß des V = VOk !VOb (1) A = 1 dmin (2) AN =n!sin" (3) dmin = ! 2AN = ! 2"n"sin# (4) V = VOk !VOb (1) A = 1 dmin (2) AN =n!sin" (3) dmin = ! 2AN = ! 2"n"sin# (4) V = VOk !VOb (1) A = 1 dmin (2) AN =n!sin" (3) dmin = ! 2AN = ! 2"n"sin# (4) V = VOk !VOb A = 1 dmin AN =n!sin" dmin = ! 2AN = ! 2"n"sin# Objektiv Objektivlinse Medium mit Brechungsindex n Deckglas Lichtkegel Abbildung 16: Die Abbildung zeigt schematisch den Aufbau eines Mikroskopobjektivs. Durch die Öffnung der Objektivlinse wird das Licht des Objekts auf dem Deckglas in den Mikroskoptubus weitergeleitet. Hierbei markiert α den halben Öffnungswinkel des Objektivs.