Phasenkontrastmikroskopie

Mikroskopie mit Phasenkontrast

Die unsichtbaren Phasenverschiebungen können mit einem Phasenkontrastmikroskop in eine für das Auge wahrnehmbare Helligkeitsdifferenz umgewandelt werden. php?title=Phasenkontrastmikroskopie&veaction=edit&section=1" title="Abschnitt editieren: Contrast in Light Microscopy">Edit | < edit source text]

Die Phasenkontrastmethode (aus dem Griechischen www. ww. v. w w. v. m., Phasen "Aussehen" und lateinisches Contra-Stare "Gegenreaktion") ist eine bildgebende Methode in der Lichtmikroskopie. der Name ist Programm. Es wird genutzt, dass sich neben der Schwingweite auch die Phasenlage der Wellen beim Durchlaufen eines Mediums in Abhängigkeit von dessen Refraktionsindex ändert. Für die Prüfung von biologischen Präparaten, die sich nur unwesentlich in ihrer Dicke voneinander abweichen, ist die Phasenkontrastmikroskopie weit verbreitet. der Schwerpunkt liegt auf der Analyse von biologischen Präparaten.

Die Phasenkontrastmethode wurde 1932 vom holländischen Diplomphysiker Frits Zernike und 1941 von den Carl-Zeiss-Werken Jena in die Mikroskopie aufgenommen. Wie detailliert ein Foto dargestellt wird, ist abhängig von der Bildauflösung und dem Bildkontrast. Vor allem die lichtmikroskopische Untersuchung biologischer Gegenstände wird in vielen FÃ?llen durch kontrastarme Aufnahmen beeinflusst, d.h. wenn die GegenstÃ??nde aufgrund der allgemeinen Lichtaufnahme (Verdunkelung), der spektralspezifischen Lichtaufnahme (Eigenfarben) oder sehr starker Unterschiede im Brechungsindex nicht mit genzendem Kontext erscheinen.

Daher gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, den Contrast zu verstärken. Auf diese Weise können Objekte mit unterschiedlichen Brechungsindizes kontrastreicher abgebildet werden. Diese Methode hat jedoch den gravierenden nachteiligen Effekt, dass die Bildauflösung deutlich reduziert wird, da die Bildauflösung des Mikromikroskops von der numerischen Öffnung der Objektausleuchtung abhängt. Darüber hinaus erschwert die künstliche Farbgebung die Visualisierung von lebendigem biologischem Gewebe, da viele Körperzellen durch den Farbstoff zerstört werden.

Frits Zernike's Phasenkontrastverfahren macht sich die Differenzen im Brechungsindex und in der Objektdicke zunutze, um einen Hell-Dunkel-Kontrast zu erzeugen, ohne die Beleuchtungsöffnung und damit die Auflösung des Messmikroskops deutlich zu reduzieren. Weil sich in Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex bei der Durchquerung eines Objektes, das optisch dichter ist als seine Umwelt, das sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit fortpflanzt, gibt es einen Phasendifferenz mit dem nicht durch dieses Medium gehenden Lich.

Zur Darstellung dieser Phasendrehung bei Helligkeitsdifferenzen sind ein Phasentring im Objektive und eine Ringmembran in der Kondensatorlinse in einem Phasentrend Mikroskop installiert. Wenn sich keine Probe unter dem Messmikroskop vorfindet, fällt das durch die Ringmembran fallende Fremdlicht vollständig auf den Phasentring. Es handelt sich um ein lichtdämpfendes und zugleich um 90 phasenverschobenes Trägermaterial.

Wenn jedoch eine Präparation, z.B. eine Proben mit lichtdurchlässigen Küvetten, in den Strahlenweg eingebracht wird, wird das Signal durch Diffraktion an den Zellenstrukturen partiell umgelenkt. Im Unterschied zu undifferenziertem Punktlicht durchläuft dieses diffraktierte Punktlicht jedoch nicht vorwiegend den Phasentring und wird daher von diesem nicht beeinflußt. Die Diffraktion in der Probenoberfläche bewirkt aber auch eine Phasensprung in Abhängigkeit vom Refraktionsindex.

Im Bildfeld gibt es nun eine Störung zwischen Hintergrund- und Gegenstandslicht. Um einen größtmöglichen kontrastreichen Effekt zu erzielen, muss die Phasensprung des Hintergrundslichts im Phasentring so eingestellt werden, dass das Hintergrundslicht das Gegenstandslicht so weit wie möglich abschwächt, wenn es das Gegenstandslicht stört. Daher muss der Phasentring im Ziel etwa nach den gebräuchlichsten Brechungsindizes und Wanddicken der beobachteten Gegenstände ausmessen werden.

Man spricht von einem positiven Phasenzeichen. Für Objekte mit einem besonders hohen Brechungsindex (z.B. Bakterienendosporen ) ändert sich der kontrastreiche Wert und sie werden dunkler als der Hintergrundwert wiedergegeben. In einem weniger verbreiteten Methode wird der Phasentring so dimensioniert, dass auch bei normalen Gegenständen ein invertierter Gegensatz erhalten wird, d.h. dass sie auf einem dunkleren Grund leuchtend wirken; dies wird als Negativphasenkontrast bezeichnet. In diesem Fall handelt es sich um einen negativen Teil.

Bei Verwendung der Phasenkontrastmethode wird die Genauigkeit eines Messmikroskops nicht über die Diffraktionsgrenze hinaus erhöht. Phase Kontrastmikroskopie, der Gegensatz wird durch Interferenzen verschiedener Phasenlichtwellen nach der Objektdurchführung generiert. Hellfeldmikroskopie, der Gegensatz wird durch die Aufnahme des Lichtes im Messobjekt hergestellt. Das Phasenkontrastverfahren wird am meisten in der lichtmikroskopischen Untersuchung von biologischen Objekten verwendet. Vor allem bei der Betrachtung von Zellkulturen, die unter einem gewöhnlichen Lichtmikroskop fast nicht sichtbar sind, entstehen hochkontrastreiche Aufnahmen, ohne dass eine Anfärbung erforderlich ist.

Im Rahmen der Pollenanalytik können mit der Phasenkontrastmethode selbst kleinste Oberflächenstrukturen von Pollengranulaten dargestellt werden. Darüber hinaus basiert die Bilderzeugung in der großauflösenden Transmissionselektronenmikroskopie und in der großauflösenden Hellfeld-Scanning-Transmissionselektronenmikroskopie auf dem Einfluss des Phasenkontrastes - aber gleichzeitig auch auf den Wellengestalten der Strahlektronen. F. Zernike: Die Phasenkontrastmethode für die mikroskopische Sicht.

16, 1935, S. 454-457. A. Köhler, W. Loos: Das Phasentrennungsverfahren und seine Anwendung in der Mikromikroskopie. Nr. 29, 1941, S. 49-61. K. Michel: Die Repräsentation von Chromsomen mit der Phasenkontrastmethode. Nr. 29, 1941, S. 61-62. K. Michel: Phasenvergleich.

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