Konfokalmikrokopie

Das Bild eines Lichtmikroskopes besteht (leider) aus der Überlagerung dreier Bilder:

1. dem scharfen Bild derjenigen Bildebene, auf die fokussiert wurde;
2. dem unscharfen Bild der darüber liegenden Präparateebenen;
3. dem unscharfen Bild der darunter liegenden Präparateebenen.

Es liegt auf der Hand, daß diese Überlagerung zu einer erheblichen Qualitätsminderung führt.

In den 50er Jahren schlug Marvin Minsky das Konfokal-Prinzip vor, und im Jahre 1967 war das erste Weißlicht-Konfokalmikroskop auf dem Markt.

Das Funktionsprinzip ist einfach: Eine helle Lichtquelle wird auf nur einen winzigen Punkt des Präparates fokussiert, die Intensität des austretenden Lichtes (Durchlichtmikroskopie) oder des reflektierten Lichtes (Auflichtmikroskopie) wird elektronisch gemessen. Hierdurch werden die o.g. Störbilder praktisch völlig unterdrückt. Um ein Bild zu erhalten, müssen etwa eine Million Bildpunkte "abgerastert" ("gescannt") und nachträglich zu einem Bild zusammengesetzt werden. Bringt man im Strahlengang zudem eine sehr kleine Blende an, läßt sich die Tiefenschärfe auf wenige hundert Nanometer begrenzen - das Mikroskop liefert dann ein "optisches Schnittbild" des Präparates. Auch für diesen Mikroskoptyp gilt für die Grenzauflösung die Abbesche Formel, allerdings kommen nun einige Feinheiten dieser Formel zum Tragen, so daß die Grenzauflösung in günstigen Fällen um etwa 30% besser ist als die normaler Durchlicht- oder Auflichtmikroskope. Viel wichtiger ist jedoch die bedeutend größere Klarheit des Bildes in Kombination mit einer erheblich größeren Tiefenschärfe. (s. auch Tips für Anfänger / Ein paar Worte zur sinnvollen Vergrößerung).

Heute werden derartige Mikroskope gewöhnlich als Auflicht-Fluoreszenzmikroskope ausgelegt. Das (oft lebende!) Objekt wird mit Fluoreszenzfarbstoffen angefärbt, danach erzeugt das Mikroskop zahlreiche optische Falschfarben-Schnittbilder, die dann per Computer zu einem Quasi-3D-Bild verarbeitet werden ("Stacking-Verfahren"). Dies ist möglich, da heute preisgünstige Laser-Lichtquellen und leistungsfähige Computer zur Verfügung stehen. Für den Amateur sind solche Mikroskope allerdings i.d.R. zu teuer.

Herr Wolfgang Posselt, ein ehemaliges Mitglied der MIKRO, beschäftigt sich beruflich mit der Erstellung solcher Bilder. Hier das Bild des zweikernigen Pollenkornes einer Lilie.

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Schneidet man mit dem Programm VIRTUAL DUB zwei passende Bilder aus der Bildsequenz heraus, so kann man diese zu einem Stereobild zusammenmontieren. Klicken Sie das Stereobild an und betrachten Sie das vergrößerte Bild im Leseabstand auf dem Schirm, wobei Sie leicht schielen - das rechte Auge sieht dann das linke Stereobild und umgekehrt. In der Mitte des Doppelbildes erscheinen dann zwei sich überlagernde Bilder, die nach kurzer Zeit zu einem einzigen 3D-Bild verschmelzen, wobei unser Gehirn die Augachsen in der betreffenden Ausrichtung fixiert, so dass man nun ohne Anstrengung das 3D-Bild beliebig lange betrachten kann. Ist dies einmal gelungen, gelingt es danach mühelos immer wieder!

KONFOKALMIKROSKOPIE