Spirogyrafaden
NIGLYTIN
Hellfeld, GG
Dunkelfeld, GG
Phasenkontrast, GG
Die Zeitschrift MIKROKOSMOS, gegründet im Jahre 1907, enthält eine Fülle von Artikeln, geschrieben für Anfänger, Liebhaber und Spezialisten, die jedem Mikroskopiker immer wieder neue Anregungen geben. Zudem steht die Zeitschrift allen Liebhabern für eigene Publikationen offen. Wir können daher jedem Hobby-Mikroskopiker ein Abonnement dieser Zeitschrift nur empfehlen; auch der antiquarische Erwerb älterer Jahrgänge ist sinnvoll.
Eine vollständige Liste aller Artikel finden Sie, aufgeteilt in vier xls-Files, auf der Home-Page des MIKROKOSMOS.
Neben vielen speziellen Beiträgen finden sich im MIKROKOSMOS immer wieder Artikel, die sich mit den Grundlagen der Mikroskopie und der Mikrotechnik beschäftigen. Diese Artikel finden Sie im beigefügten pdf-File aufgelistet.
Um Dauerpräparate optimal anzufertigen ist es oft wünschenswert, den Brechungsindex des ausgehärteten Einschlußmittels zu kennen. Bei gefärbten Präparaten sollte der Brechungsindex mit dem des angefärbten Materiales übereinstimmen, d.h., das ungefärbte Material sollte nach dem Einschluß unsichtbar sein. Auf diese Weise unterdrückt man das nach der Färbung oft störende "Brechungsbild". Andererseits wünscht man sich bei zarten Diatomeen ein hochbrechendes Einschlußmittel, denn hier sollte der Brechungsindex um 0,3 Einheiten über dem der Diatomeenpanzer (nD ca. 1.45) liegen. Bei gröberen Formen oder bei bei Radiolarien ist wiederum eine geringere Differenz erwünscht, um die Objekte optisch aufzuhellen. Leider sind Abbesche Refraktometer sündhaft teuer, aber es geht auch anders:
Man benötigt ein kleines aus Holz gefertigtes Stativ, dessen Grundplatte etwa 20x20 cm groß sein soll. Auf dieser Platte bringt man in der Mitte einen Streifen Millimeterpapier an, ferner befestigt man auf der Platte einen senkrechten Holzstab von etwa 30 cm Länge, an dem man waagerecht einen Hohlschliffobjektträger klemmt (Abb.1). Über den Hohlschliff kittet man ein Deckgläschen, so daß die Höhlung zu einem Viertel bedeckt ist. Unter das Decklas gibt man das zu untersuchende Medium.
Messung
Zunächst blickt man derart durch den Objektträger, daß man die Nullmarke auf dem Millimeterpapierstreifen gerade außerhalb am Rande des Hohlschliffes sieht (blauer Strahl). Dann wandert man mit einer Bleistiftspitze den Streifen entlang, bis die Spitze gerade durch den gefüllten Hohlschliff am inneren Rand sichtbar wird (roter Strahl). Diesen Wert liest man ab, er gibt unter Verwendung einer Eichkurve den Brechungsindex an. Man beachte, daß bei Medien mit einem Brechungsindex, der kleiner als der des Glases ist, der rote Strahl links vom blauen Strahl verläuft und die abgelesenen Werte negativ gerechnet werden müssen. Sind beide Brechungsindizes identisch, sind die beiden eingezeichneten Strahlen deckungsleich. Um das Gerät nutzen zu können, muß es zunächst mit Medien bekannter Brechungsindizes geeicht werden. Hierzu trägt man auf der Abszisse den abgelesenen Wert in mm auf (Vorzeichen beachten!) und auf der Ordinate den dazugehörigen Brechungsindex. Man erhält in guter Näherung eine Eichgerade. Die Genauigkeit ist zufriedenstellend. Das Verfahren wurde im MIKROKOSMOS (Jahrgang?) beschrieben.
| Medium | nD |
| Wasser | 1,333 |
| Ethanol | 1,361 |
| Isopropanol | 1,378 |
| Chloroform | 1,449 |
| Toluol | 1,496 |
| Methylbenzoat | 1,517 |
| Nelkenöl | 1,544 |
| a-Bromnaphthalin | 1,656 |
| Methylenjodid | 1,744 |
Man benötigt ein Mikroskop mit höhenverstellbarem dreilinsigen Kondensor, Objektführer oder Kreuztisch und einem Meßokular, ferner einen Hohlschliffobjektträger, den man mit einem Deckgläschen teilweise bedeckt, wie unter 1 beschrieben. Auf ein Klarglasfilter klebt man eine halbierte Rasierklinge derart, daß die Schneide die Filterscheibe gerade halbiert. Dieses Filter legt man in den Filterhalter des Kondensors mit der aufgeklebten Klinge nach oben. Sehr empfehlenswert ist ein Gelbfilter in Kombination mit einer Natriumdampflampe, andernfalls ein Grünfilter. Beides dient dazu, störende Farbränder zu unterdrücken.
Messung
Die Messung wird mit einem 20x-Objektiv durchgeführt, wenn möglich mit einem 40x- oder 60x-Objektiv. Theoretisch liefern stärkere Objektive genauere Werte, allerdings machen sich dann Unschärfen oft störend bemerkbar - man muß das günstigste Objektiv empirisch ermitteln!
Der Kondensor wird bei vollständig geöffneter Blende bis zum Anschlag nach oben gedreht und der Objektträger soweit verschoben, daß die optische Achse am Hohlschliff vorbei führt. Dann fokussiert man auf die Schneide der Rasierklinge. Verschiebt man nun den Objektträger mit Hilfe des Kreuztisches soweit, daß man die Schneide gerade durch den Rand des Hohlschliffes sieht, so bemerkt man, daß die Schneide um einige Einheiten nach links (negative Werte) oder nach rechts (positive Werte) springt (Abb.2). Diese "Sprungweite" liest man ab, sie gibt unter Verwendung einer Eichkurve den Brechungsindex an (vgl. Methode 1). Auch hier besteht eine lineare Beziehung zwischen der "Sprungweite" und dem Brechungsindex. Die Methode liefert recht genaue Werte (mindestens zwei Stellen hinter dem Komma), auch sie wurde im MIKROKOSMOS (Jahrgang?) beschrieben.
Man benötigt eine Meßzelle wie in Abb.3 dargestellt. Wichtig ist es, die Oberfläche des Objektträgers und die Unterseite des aufgelegten Deckgläschens mit einigen Kratzern zu versehen, in die man am besten noch etwas schwarze Tusche einreibt und dann eintrocknen läßt. Da man nur dann brauchbare Werte erhält, wenn das aufgelegte Deckgläschen nicht aufschwimmt, muß dieses entweder festgekittet oder festgeklammert werden. Die Verwendung von Klammern erleichtert natürlich das Reinigen.
Messung
Man bestimmt mit Hilfe der Mikrometerschraube den scheinbaren Abstand zwischen der Oberfläche des Objektträgers und der unteren Fläche des aufliegenden Deckgläschens (jeweils auf Kratzer fokussieren!). Dieser Wert liefert mit Hilfe einer Eichkurve den Brechungsindex nD. Je höher der Brechungsindex, desto geringer der scheinbare Abstand. Zu beachten ist, daß man gewöhnlich die Mikrometerschraube um mehr als 360 Grad drehen muß - also die Nullpunktsüberschreitung mit einbeziehen!
Messung der Brechungsindizes von Mineralkristallen
Das Prinzip ist sehr einfach: Man stellt sich durch Mischen von Ethanol und Bromnaphthalin (z.B.) eine Reihe von Medien mit bekanntem Brechungsindex her und sucht dann dasjenige Medium aus, in dem der Mineralkristall gerade optisch verschwindet, also keine Kanten mehr zeigt. Leider ist dieses Verfahren sehr ungenau.
Sehr viel genauer ist das "Verfahren nach BECKE", das auf dem oben geschilderten Verfahren beruht: Betrachtet man ein Sandkorn unter dem Mikroskop, das in Wasser eingeschlossen ist, so zeigt dieses am Rande eine helle Linie, die "BECKEsche Linie". Hebt man nun den Tubus (senkt man also den Objettisch), so wandert diese Linie in das höher brechende Sandkorn hinein ( Heben-Hochbrechend-Hinein ). Untersucht man das Sandkorn z.B. in Bromnaphthalin, so wandert die BECKEsche Linie nach außen. Variiert man das Beobachtungsmedium, so läßt sich der Brechungsindex mit Hilfe des Wanderns der BECKEschen Linie sehr genau eingabeln. Insbesondere zeigt die BECKEsche Linie beim "richtigen" Medium oft ein deutliches Farbenspiel, da dann die Linie für rotes Licht in die eine, die für grünes Licht in die andere Richtung wandert, bedingt durch die Dispersion der beiden Medien (Lösung und Sandkorn). Die Methode ist sehr brauchbar, scheitert aber bei sehr hochbrechenden Mineralien, da dann keine entsprechend hochbrechenden Beobachtungsmedien mehr zur Verfügung stehen.
Der Brechungsindex, Messung und Anwendung
Wenn Sie sich näher mit dem Brechungsindex, seiner Messung und seiner Anwendung beschäftigen wollen, verweisen wir auf das folgende pdf-File zu diesem Thema (25 Seiten, 24 Abbildungen):
Der Brechungsindex, Messung und Anwendung in der Mikroskopie und in der Polarisationsmikroskopie (pdf 0,5 MB)
Hochbrechende Einschlußmittel (PLEURAX / NAPHRAX / ZRAX)
Die im Netz veröffentlichten Syntheseverfahren wurden durch selbst durchgeführte Synthesen überprüft und im Falle von NAPHRAX verbessert; es wurden jeweils mehrere Chargen mit leicht abgewandelten Verfahren hergestellt. Hier die Ergebnisse.
Dr.G.Rosenfeldt
VORBEMERKUNG
Der Brechungsindex einer Substanz hängt ausschließlich von der Zahl leicht beweglicher Elektronenpaare pro Volumeneinheit ab. Je höher diese Zahl, desto höher der Brechungsindex. Der Brechungsindex nimmt also in der Reihenfolge polare Aliphaten ---> unpolare Aliphaten ---> unpolare Aromaten zu. Außerdem erhöhen große Atome den Brechungsindex zusätzlich (Sauerstoff ---> Schwefel, Stickstoff ---> Phosphor ---> Arsen, Chlor ---> Brom ---> Jod). Für Nicht-Polymere gilt daher leider: Je höher der Brechungsindex, desto giftiger, desto flüchtiger und desto oxidationsempfindlicher. Das giftige und flüchtige Methylenjodid ist ein gutes Beispiel für diese Regel, ferner die Ingredienzien extrem hochbrechender Einschlußmittel, wie Triphenylarsin oder Arsensulfid. Es dürfte daher kaum möglich sein, mit "zivilen" Ausgangsstoffen Polymere herzustellen, deren Brechungsindex den von Pleurax nennenswert übersteigt.
PLEURAX
WARNUNG: BEI DER HERSTELLUNG ENTWEICHEN GROSSE MENGEN SCHWEFELWASSERSTOFF, DER EINE ÄHNLICHE GIFTIGKEIT BESITZT WIE BLAUSÄURE! MAN ARBEITET DAHER UNTER EINEM GUT ZIEHENDEN LABORABZUG, "GARTEN PLUS RÜCKENWIND" IST LEBENSGEFÄHRLICH! STEHT EIN LABORABZUG ZUR VERFÜGUNG, IST DAS VERFAHREN DAGEGEN UNBEDENKLICH.
110 Gramm kristalliner Phenol werden auf einem Magnetrührer in einem 250 ml Becherlas geschmolzen. Man setzt dann unter Rühren 40 Gramm sublimierten Schwefel zu ("Schwefelblüte"), erhitzt langsam auf 150 oC (Innenthermometer!), versetzt mit einer Spatelspitze (ca. 100 mg) wasserfreiem (!) Natriumcarbonat (Katalysator) und steigert die Temperatur auf 170 oC. Bei 160 oC setzt die Reaktion ein, wobei unter leichtem Schäumen Schwefelwasserstoff entweicht. Man bedeckt mit einer doppelt durchbohrten Pappscheibe, um ein Verdampfen des Phenols zu vermeiden, durch die eine Bohrung taucht man das Thermometer, die andere dient dazu, die Schwefelwasserstoffentwicklung mit feuchtem Bleiacetatpapier zu verfolgen (kann entfallen).
Man rührt 4 Stunden lang. Von Zeit zu Zeit nimmt man mit einem Glasstab eine kleine Probe und löst diese in einem Reagenzglas, das etwa 5 ml Isopropanol enthält. Die Probe muß sich klar lösen, sonst ist nicht umgesetzter Schwefel vorhanden. Nach etwa zwei Stunden ist die Reaktion beendet und es hat sich ein dunkelbraunes Harz gebildet, das in dünnen Schichten gelb aussieht. Trotzdem erhitzt man insgesamt vier Stunden lang, wobei es hilfreich ist, mit feuchtem Bleiacetatpapier die Schwefelwasserstoffentwicklung zu kontrollieren. Sollte auch noch nach vier Stunden nicht umgesetzter Schwefel vorhanden sein, muß man noch etwas Phenol und Natriumcarbonat zusetzen und weiter erhitzen. Die Reaktionstemperatur ist unkritisch, man sollte jedoch versuchen, 170 oC nicht zu überschreiten, da sonst zu viel Phenol ungenutzt verdampft und dann nicht umgesetzter Schwefel das Produkt verdirbt. Schließlich entfernt man die Pappscheibe und erhitzt noch eine Stunde, um überschüssiges Phenol zu entfernen, wobei das Volumen deutlich abnimmt. Das fertige Produkt riecht nach Schwefelwasserstoff, wobei sich dieser Geruch mit der Zeit verliert. Überschüssiger Phenol stört zwar nicht, senkt jedoch den Brechungsindex.
Man läßt unter Rühren auf 100 oC abkühlen und setzt dann unter Rühren 50 ml Isopropanol zu. Nachdem eine homogene Lösung entstanden ist, gießt man diese in 50 ml Probegläschen, die man zu zwei Dritteln füllt. Ist die Lösung nach dem Abkühlen zu dickflüssig, setzt man weiteren Isopropanol zu und erhitzt im Trockenschrank, um eine homogene Lösung zu erhalten.
Ausbeute an reinem Harz ca. 60 g
Nach MELLER, MIKROKOSMOS (Jahrgang?), leicht modifiziert.
HINWEISE (PLEURAX)
1. Handelsüblicher Phenol ist durch Oxidationsprodukte stets rötlich bis rot gefärbt. Diese Verunreinigungen stören nicht, sie wirken sogar katalytisch. Frisch im Vacuum destillierter farbloser Phenol ist dagegen zu reaktionsträge.
2. Man läßt das mit Isopropanol verdünnte PLEURAX einige Tage stehen. Sollte sich nicht umgesetzter Schwefel abscheiden, ist dies nicht schlimm - man läßt einige weitere Tage stehen und gießt dann die klare PLEURAX-Lösung ab. Enthält PLEURAX nichtumgesetzten Schwefel, kristallisiert dieser mit der Zeit aus und verdirbt die Präparate.
3. PLEURAX ist in Isopropanol und Aceton löslich, nicht dagegen in Toluol oder Xylol.
4. Beim Anfertigen von Diatomeenpräparaten benetzt man die Diatomeen zunächst mit Isopropanol, um die Luft aus den Schalen zu verdrängen, dann überdeckt man mit PLEURAX und trocknet die fertigen Präparate bei 90 oC im Trockenschrank, da nur das alkoholfreie PLEURAX hochbrechend ist. Die Präparate sind gelb gefärbt, aber das stört nicht.
5. Hinsichtlich der Langzeitstabilität liegen keine Erfahrungen vor. PLEURAX besteht aus Benzolringen, die über Schwefelbrücken miteinander verbunden sind; die Ringe tragen phenolische OH-Gruppen. Ein derartiges Polymerisat kann oxidationsempfindlich sein: Schwefelbrücken lassen sich zu SO2-Brücken aufoxidieren (Trübung des Präparates), phenolische OH-Gruppen können zur Bildung von Chinonen führen (Nachdunkeln des Präparates). Ob derartige Veränderungen tatsächlich im Laufe der Zeit auftreten, ist unbekannt. Ein Schutz der Präparate mit einem Lackring ist zu empfehlen.
5. PLEURAX soll einen Brechungsindex von ca. 1,73 besitzen, nach eigenen Messungen beträgt der Brechungsindex 1,68. PLEURAX besitzt eine hohe Dispersion und wird durch Blaulicht zur Fluoreszenz angeregt.
6. Als Medium für UV-Mikroskopie ist PLEURAX ungeeignet, da bei Schichtdicken mikroskopischer Präparate Wellenlängen unterhalb 400 nm nicht mehr durchgelassen werden.
7. Die Synthese ist sicher und erfordert nur wenig zeitlichen und apparativen Aufwand, das Produkt ist ohne Nachbehandlung sofort gebrauchsfertig.
8. Wegen der erheblichen Giftigkeit des entweichenden Schwefelwasserstoffes ist ein gut ziehender Laborabzug zwingend erforderlich!
9. Die Synthjese von PLEURAX ist der von NAPHRAX vorzuziehen.
NAPHRAX
Verbesserte Methode
Material
Eisessig 200 ml
Naphthalin 50 g
Paraformaldehyd 12,5 g
p-Toluolsulfonsäure (Monohydrat) 5 g
Apparatur
500 ml Kolben
Wasserbad
Zentrifuge, Magnetrührer, Destillierbrücke, Heizpilz
Durchführung
Naphthalin und Toluolsulfonsäure in Eisessig auf dem heißen Wasserbad in Lösung bringen, dann Paraformaldehyd zusetzen, gut verteilen und 72 Stunden auf dem Wasserbad auf 95 oC erhitzen (Wasser mit 1 cm Öl überdecken, um Verdampfung zu vermeiden. Kolben nur zur Hälfte eintauchen und mit einem Stopfen verschließen, zwischen Stopfen und Kolben einen Pappstreifen zum Druckausgleich einschieben). Gemisch öfters schwenken.
Das Praformaldehyd ist nach wenigen Stunden vollständig gelöst, nach etwa 18 Stunden beginnt ein fast farbloses flüssiges Harz auszufallen, das im Laufe der Zeit auch bei 95 oC fest ist. Gegen Ende der Reaktion ist das Harz honiggelb und trübe. Man läßt erkalten, gießt die flüssige Phase ab und wäscht kurz mit Toluol nach, wobei kein Materialverlust zu befürchten ist, da sich das Harz in kaltem Toluol nur sehr langsam löst.
Reinigung - Methode 1
Das Harz wird bei 95 oC in Toluol gelöst, wobei eine klare honiggelbe Lösung entsteht. Man versetzt zur Entsäuerung mit einem Teelöffel Marmorspänen und rührt bei Raumtemperatur (Magnetrührer) mindestens drei Tage lang, wobei ein schneeweißes Pulver ausfällt, das abzentrifugiert wird (Filtration ist nicht empfehlenswert). Danach destilliert man das Toluol, zusammen mit geringen Wasser- und Essisäureresten, weitgehend ab (Destillierbrücke, Heizpilz) und läßt erkalten. Man erhält ein honiggelbes, klares, hartes Harz. Dieses überdeckt man mit ca. 1 cm Toluol und bringt das Harz abermals bei 90 oC in Lösung. Die Lösung ist gebrauchsfertig, sie sollte in der Kälte die Konsistenz von Öl haben. Die Lösung ist nicht völlig säurefrei, dies stört jedoch nicht.
Nachtrag: Man läßt die gebrauchsfertige Lösung nochmals 2 Wochen stehen, damit sich letzte Reste Niederschlag abscheiden könen; erst dann gießt man die nun glasklare Lösung ab und verteilt sie auf kleine Fläschchen.
Reinigung - Methode 2
Das in Toluol gelöste Rohprodukt wird in einen Scheidetrichter gegeben, mit ca. 100 ml Wasser versetzt und mäßig geschüttelt. Nach einigen Stunden erhält man drei Schichten: Oben befindet sich das in Toluol gelöste Harz, unten das nun säurehaltige Wasser, dazwischen eine weiße pastöse Emulsion, die sich auch nach längerer Zeit nicht in ihre Komponenten trennt. Da diese Paste den Hahn des Scheidetrichters nicht passieren kann, muß die Toluolschicht abgehebert werden. Man rührt die abgetrennte Harzlösung einige Stunden mit gekörntem Calciumchlorid, um Wasser zu binden, dann destilliert man das Toluol weitgehen ab und verfährt wie unter "Methode 1" beschrieben. Die Lösung ist säurefrei, sie scheidet auch nach längerem Stehen keinen Niederschlag ab, allerdings ist diese Art der Reinigung mit Materialverlust verbunden (teilweise Emulsionsbildung).
HINWEISE (NAPHRAX)
1. Die Originalvorschrift verwendet 20 ml HCl conc. und 5 ml H3PO4 conc. als Katalysator. Man erhält ein fast schwarzes Harz, dessen toluolische Lösung mit der Zeit HCl-Gas freisetzt, außerdem fällt auch hier ein weißer Niederschlag aus. Nach dem Entsäuern und dem Abtrennen des Niederschlages ist das so hergestellte NAPHRAX zwar durchaus brauchbar - in dünnen Schichten stört die dunkle Färbung nicht - es ist aber zu befürchten, daß das Harz noch reaktive CH2Cl-Gruppen enthält, die zu unerwünschten Alterungserscheinungen führen können. Die Verwendung von p-Toluolsulfonsäure stellt eine deutliche Verbesserung dar!
2. Die gesamte Synthese kann auch in einer Wohnung durchgeführt werden. Als Wasserbad kann ein Heißwasserbereiter dienen, den man über einen Dimmer regelt (Leistungsfähikeit des Dimmers beachten!). Die Synthese ist allerdings sehr zeitaufwändig; das Rohprodukt muß in jedem Falle nachgereinigt werden; man benötigt diverse Laborgeräte.
3. Die chemische Zusammensetzung des weißen Niederschlages konnte noch nicht ermittelt werden. Das IR-Spektrum deutet auf ein Gemenge mehrerer Stoffe hin, nicht umgesetztes Paraformaldehyd scheidet aus.
4. Beim Anfertigen von Diatomeenpräparaten benetzt man die Diatomeen zunächst mit Toluol, um die Luft aus den Schalen zu verdrängen, dann überdeckt man mit NAPHRAX und trocknet die fertigen Präparate bei 100 oC im Trockenschrank, da nur das toluolfreie NAPHRAX hochbrechend ist. Die Präparate sind fast farblos.
5. NAPHRAX besitzt einen Brechungsindex von 1,66, zeigt geringere Dispersion als PLEURAX und wird ebenfalls durch Blaulicht zur Fluoreszenz angeregt.
6. NAPHRAX ist als Medium für UV-Mikroskopie geeignet, da bei Schichtdicken mikroskopischer Präparate Wellenlängen bis 340 nm durchgelassen werden.
7. NAPHRAX besteht aus Naphthalinringen, die über CH2-Gruppen miteinander vernetzt sind - es ähnelt somit Polystyrol. Derartige reine Kohlenwasserstoffe sind erfahrungsgemäß chemisch außerordentlich inert, das Harz sollte also langzeitstabil sein. Wichtig ist allerdings, die Abscheidung des weißen Niederschlages abzuwarten (s.o.)!
ZRAX = NAPHRAX !
Ursprünglicher Link: http://www.sas.upenn.edu/~dailey/zrax.pdf . Dieser Link ist inzwischen inaktiv; ein neuer konnte nicht ermittelt werden.
ZRAX wurde von Professor Dailey vertrieben, allerdings finden sich keine Angaben über die Synthese. Aus der oben angegebenen Quelle geht hervor, daß es sich bei ZRAX um ein besonders schonend hergestelltes und sorgfältig gereinigtes NAPHRAX handelt, denn auch NAPHRAX ist ein Naphthalin-Formaldehyd-Kondensat. Ferner zeigt die Quelle, daß gewöhnliches NAPHRAX offenbar nicht langzeit-stabil ist.
Inzwischen stellte mir Herr Matthias Burba eine kleine Originalprobe ZRAX zur Verfügung, so daß ein IR-Spektrum angefertigt werden konnte. Dieses ebenfalls gelbe Harz ist offenbar mit NAPHRAX identisch, das mit Hilfe von p-Toluolsulfonsäure hergestellt wurde. Ob auch die Herstellungsmethode identisch ist, muß offen bleiben. (Die etwas unterschiedlichen Formen der IR-Peaks erklären sich aus den unterschiedlichen Schichtdicken der Proben - entscheidend sind die Lagen der Absorptionsbanden).
Der Brechungsindex von ZRAX liegt bei 1,68, ist also etwas höher als der von NAPHRAX. Dieser Unterschied deutet auf einen höheren Polymerisationsgrad hin, verbunden mit einer etwas höheren Dichte.
Dr.G.Rosenfeldt
Optisches Färben - eine eindrucksvolle Spielerei
Man benötigt ein Klarglasfilter, das in den Filterhalter des Kondensors eingelegt werden kann, einen höhenverstellbaren Kondensor, einige runde Pappscheibchen (4 mm - 12 mm, Korkbohrer), farbige Transparentlacke, wie man sie für Glasmalerei verwendet (Bastelladen), schwarzen Deckglaslack und eine Drehscheibe zum Ziehen von Lackringen. Als Testpräparat genügt Kartoffelstärke, in Wasser aufgeschlämmt.
Zunächst versucht man eine gute Dunkelfeldbeleuchtung herzustellen, indem man eines der Pappscheibchen mit einem Tropfen Glycerin in der Mitte des Klarglasfilters befestigt. Die Aperturblende muß hierzu ganz geöffnet sein. Für schwache Objektive (bis etwa 20x) ist dies keine Schwierigkeit. Hat man den passenden Durchmesser der Zentralblende ermittelt, zieht man auf dem Klarglasfilter mit Hilfe der Drehscheibe einen schwarzen Lackring, der genau denselben Durchmesser haben soll. Nach dem Trocknen gibt man der inneren Öffnung mit Transparentlack eine andere Färbung (s.Abb, linkes Bild). Das Ergebnis ist ein Dunkelfeldbild, wobei der Hintergrund nun nicht schwarz, sondern gefärbt ist (in unserem Beispiel gelbe Objekte vor grünem Hintergrund). Ist der Hintergrund zu hell, verkleinert man die innere Öffnung, indem man einen weiteren Lackring aufbringt - diese Nachjustierung der Hintergrundhelligkeit ist kritisch!
Eindrucksvoller sind die Ergebnisse, wenn man eine gefärbte Sektorenscheibe verwendet (s.Abb, rechtes Bild). Derartige Filter waren vor vielen Jahrzehnten im Handel erhältlich, sie wurden dann aber nicht mehr hergestellt, weil dieses Verfahren natürlich nicht mehr leistet als ein gewöhnliches Dunkelfeld. Tatsächlich ist es einem guten Dunkelfeld sogar unterlegen, da der Kontrast geringer ist. Trotzdem lohnt sich diese Spielerei, denn die Ergebnisse sind nicht nur prachtvoll, vielmehr lassen sich für Dunkelfeld geeignete Präparate wesentlich ermüdungsfreier durchmustern, eben weil der Kontrast nicht so extrem ist. Die Farbkombination ist natürlich Geschmackssache, günstig ist es, benachbarte Regenbogenfarben zu verwenden.
Anfertigen von Paraffinschnitten
Das bebilderte pdf_File (6,8 MB) gibt eine kurze Anleitung zum Anfertigen von Paraffinschnitten zusammen mit diversen Tips, die für Anfänger wichtig sind. Es will Anfänger ermutigen, derartige Schnitte selbst herzustellen und zu färben.
Zunächst verschafft man sich gepanzerte Kleinlebewesen (Kleininsekten, Spinnentiere u.s.w), da die hier beschriebene Präparationsmethode nur für panzertragende Lebewesen geeignet ist. Besonders einfach ist die Beschaffung mit dem hier skizziertem Fangtrichter. Man füllt ihn mit einer hinlänglichen Menge verwester Blätter und Humus, also mit derjenigen Schicht, die sich am Boden zwischen der oberen Fallaubschicht und der Bodenkrume befindet. Durch die Hitze der Glühbirne und die zunehmende Trockenheit der oberen Schicht der Trichterfüllung wandern alle Kleinlebewesen nach unten, wo sie schließlich in den 80%-igen Alkohol fallen (80%-iger Brennspiritus genügt auch). Nach 24 Stunden ist die Prozedur beendet.
Fangtrichter lassen sich sehr einfach aus Pappe herstellen, besser sind allerdings Fangtrichter aus Blech, da dieses die Wärme besser in den unteren Bereich des Fangtrichters leitet. Als unteren Abschluß verwendet man ein grobes Drahtgeflecht; Textilgaze ist uneeignet, da sich die herunter fallenden Tiere dort leicht verhaken.
Sicherheitshinweis: Da u.U. mit einer Entzündung der oberen trockenen Schicht zu rechnen ist, bedingt durch den Wärmestau, sollte man die Trichter nicht unbeobachtet lassen!
Für das Anfertigen der Präparate benötigt man BERLESE-Lösung, die man entweder über Lehrmittelhandlungen oder dierekt über die Firma CHROMA bezieht. Es handelt sich um eine hochkonzentrierte Lösung von Chloralhydrat und Gummi arabicum in Wasser, welche nach kurzer Zeit in die noch frischen Objekte eindringt und alle Weichteile quasi auflöst, wobei die Objekte stark aufgehellt werden. Dieser Prozess benötigt einige Tage, wobei es vorkommen kann, daß die Objekte zunächst undurchsichtig werden.
Das Anfertigen der Präparate ist sehr einfach: Zunächst bringt man die Objekte für einen Tag in Wasser, um den Alkohol zu entfernen, da sich BERLESE-Lösung und Alkohol nicht vertragen. Dann legt man die feuchten Objekte auf einen Objektträger, tropft reichlich BERLESE-Lösung auf und bedeckt mit einem Deckglas. Bei dickeren Objekten legt man noch einige Deckglassplitter zwischen Deckglas und Objektträger. Der Aufhellungsprozess ist nach wenigen Tagen abgeschlossen, es dauert dann aber noch mindestens einen Monat, bis die Präparate ausgehärtet sind. Hierzu bewahrt man sie waagerecht in einer Präparatemappe auf. Die Objekte können nicht gefärbt werden, da BERLESE fast alle Färbungen auflöst oder zerstört, lediglich Färbungen der Weichteile mit BECHER-Farben (z.B. Kernechtrot-Aluminiumsulfat) sind möglich, allerdings nicht sehr sinnvoll, da BERLESE-Lösung zu starken Schrumpfungen der Weichteile führt.
Glyceringelatine erhält man in jeder Lehrmittelhandlung, ferner kann man sie über die Firma CHROMA direkt beziehen.
Umgang mit Glyceringelatine ("GG"): GG schmilzt bei etwa 60 oC. Da mehrfaches Aufschmelzen die Qualität vermindern kann, schmilzt man GG einmal mit heißem Wasser auf und verteilt die geschmolzene GG dann auf zahlreiche möglichst kleine Probegläschen, die man sehr sorgfältig verschließt. Vor der Verwendung stellt man dann eines der Gläschen für einige Zeit in heißes Wasser. Um beim Präparieren Luftbläschen zu vermeiden, entnimmt man die geschmolzene GG mit einem Glasstab und nicht mit einer Pipette. Die öfters empfohlene Methode, GG-Blöckchen zu entnehmen und dann auf dem Objektträger zu schmelzen ist nicht empfehlenswert, da dann zahlreiche Luftbläschen entstehen. Keinesfalls darf man GG mit einer Flamme zum Sieden erhitzen!
Material: Zieralgen, Fadenalgen, Moosblättchen, Pollen, Sporen, Vorkeime, Archegonien, Kleinkrebse, panzertragende Rädertiere, Kleininsekten, Kleinspinnen, Milben, Zecken.
Vorbereitung: Die Objekte werden mit einer 4%-igen Formalinlösung übergossen (10 ml Wasser plus 1 ml Formalin conc.), worin man sie einen Tag beläßt. Danach überführt man in ein großes Uhrglas oder in eine flache Schale, gießt die Fixierlösung ab und übergießt mit einer 5%-igen wässrigen Glycerinlösung. Dann läßt man mehrere Tage an einem staubfreien Ort stehen, wobei das Wasser weitgehend verdunstet. Gelegentlich müssen die Objekte hierbei in die Mitte der Schale geschoben werden, damit sie nicht am Rande eintrocknen! Durch diesen Vorgang werden die Objekte schonend entwässert und es treten keine Schrumpfungen auf. Schließlich setzt man noch reines Glycerin zu. In reinem Glycerin (DAB-Glycerin, wasserfreies Glycerin ist unnötig teuer und zudem weniger geeignet) sind die Objekte unbegrenzt haltbar.
Oft ist es praktischer, die fixierten (und gefärbten) Objekte gleich auf einen Objektträger aufzubringen, die Flüssikeit weitgehend zu entfernen und mit zwei großen Tropfen 5%iger Glycerinlösung zu bedecken, die man einige Tage lang eindunsten läßt (oder einen Tag lang im Trockenschrank bei 50 oC). Ein völliges Austrocknen ist nicht zu befürchten, da das Glycerin zurückbleibt. Auf diese Weise wird beim Einschluß in GG das Einschlußmittel nicht unnötig mit Glycerin "verdünnt".
Färbung: Eine Färbung ist nicht unbedingt erforderlich. Als Färbelösung kommt nur Alizarinviridin-Chromalaun (blaugrün) und Kernechtrot-Aluminiumsulfat (rot) infrage, da alle anderen Färbungen in GG nicht stabil sind. Man übergießt das Material nach dem Fixieren mit der verdünnten Färbelösung und läßt diese einen Tag einwirken. Danach wäscht man mehrfach mit Wasser und übergießt erst dann mit der verdünnten Glycerinlösung. Eine Überfärbung ist nicht zu befürchten.
Einschluß: Man benötigt kleine Deckgläschen (12 mm) und große Deckläschen (20 mm). Runde Deckgläschen ergeben schönere Präparate, sind allerdings erheblich teurer als quadratische. Ferner benötigt man ein in Toluol oder Xylol gelöstes Einschlußmittel (z.B. künstlichen Canadabalsam). Eine sehr spitze "Uhrmacherpinzette" ist sehr hilfreich.
Zunächst bringt man die Objekte auf das kleine Decklas, wobei man möglichst wenig Flüssigkeit mitnimmt, und überdeckt mit einem großen Tropfen GG. Sollte die GG hierbei fest werden, erwärmt man sehr (!) vorsichtig über einer Spiritusflamme. Nun dreht man das Deckglas um (Uhrmacherpinzette!), so daß der GG-Tropfen an der Unterseite hängt, und legt das kleine Gläschen mittig auf das große Gläschen (s.Abb.). Hierbei darf ruhig etwas GG seitlich austreten. Danach legt man die Präparate waagerecht in eine Präparatemappe und läßt sie dort mehrere Wochen trocknen, wobei die GG schrumpft. Man kontrolliert von Zeit zu Zeit und füllt ggf. vom Rande her GG nach.
Nach dem Trocknen entfernt man ausgetretene GG mit einer Rasierklinge und reinigt den Rand des großen Deckgläschens mit Spiritus. Es darf kein Glycerin und keine GG mehr vorhanden sein! Dann bringt man auf einen Objektträger einen großen Tropfen Einschlußmittel auf und legt das Deckglaspaar mit dem kleinen Deckglas zuunterst auf (s.Abb.). Nach dem Aushärten des Einschlußmittels ist das Präparat fertig. Es muß waagerecht gelagert werden.
Hinweise: Enthält die GG noch zu viel Wasser, so verdunstet dieses im Laufe von Monaten durch den Canadabalsam hindurch, denn kein Lackring oder Einschlußring dieser Welt ist wirklich dicht. Bei diesem Trocknungsprozess schrumpft die GG und Canadabalsam wandert zwischen die Deckgläschen, wodurch das Präparat verdirbt. Man muß sich also mit dem Trocknen der GG Zeit lassen! Der Canadabalsam dient eben nicht dazu, das Präparat hermetisch abzudichten, er soll lediglich das Deckglaspaar fixieren und das Eindringen von Bakterien und Pilzen verhindern.
Einschluß in Glycerin: Die hier beschriebene "Doppeldeckglasmethode" wird auch von Profis angewendet, wobei häufig statt in GG in Glycerin eingeschlossen wird, denn dann kann das zeitaufwändige Trocknen entfallen und die Präparate können sofort fertig gemacht werden. Voraussetzung ist hierbei allerdings, daß die Glycerinschicht zwischen den Deckgläschen sehr dünn ist, da sonst Balsamtropfen eindringen. Außerdem darf der Balsam nicht zu dünnflüssig sein und das Lösungsmittel sollte rasch verdampfen, auch dies, um das Eindringen des Harzes in das Glycerin zu vermeiden (in Toluol gelöste Harze sind dann günstiger als solche, die in Xylol gelöst sind). Glycerinpräparate müssen natürlich erst recht waagerecht gelagert werden.
Einfache Färbemethoden für botanische Schnitte
Chemikalien und Farbstoffe: Destilliertes Wasser, Isopropanol, Xylol, künstlicher Canadabalsam (z.B.), Haematoxylinlösung nach DELAFIELD, Chrysoidin, Anilinblau, Safranin, Brennspiritus. Die erforderlichen Chemikalien erhält man in jeder Lehrmittelhandlung oder direkt bei der Firma CHROMA. Außerdem benötigt man Blockschälchen und Pipetten mit Hütchen.
Geignetes Material: Verholzte Stengel oder Ästchen, ca 5 mm Durchmesser.
Vorbereitung: Zunächst fertigt man sich mit Hilfe einer Rasierklinge (Markenklingen verwenden!) zahlreiche Handschnitte an, die man in einem Blockschälchen, das mit destilliertem Wasser gefüllt ist, sammelt. Hierbei ist zu beachten, daß es grundsätzlich unmöglich ist, freihändig einen vollständigen Stengelquerschnitt zu erhalten - leider wird dies nicht nur von Anfängern immer wieder versucht! Richtig ist es vielmehr, nur sehr kleine Schnipsel abzutragen, wobei man die Schnitte zur Mitte hin dünn auskeilen läßt. Derartige Schnitte sehen zwar nicht sehr schön aus, sie zeigen jedoch an der dünn auskeilenden Stelle alle Einzelheiten!
Einfachfärbung mit Hämatoxylin nach DELAFIELD
Man setzt den in destilliertem Wasser (keinesfalls Leitungswasser!) schwimmenden Schnitten etwas Haematoxylinlösung zu, schwenkt um und läßt die Lösung dann etwa fünf Minuten einwirken. Andere Haematoxylinzubereitungen sind für diesen Zweck ungeeignet! Man entfernt die Farblösung mit einer Pipette und wäscht dann mehrfach mit Leitungswasser. Hierbei schlägt die Farbe der Schnitte von gelbbraun nach blauviolett um, zugleich wird der Farbstoff dauerhaft fixiert. Dieser Vorgang wird auch als "Bläuen" bezeichnet. Danach wäscht man mehrfach mit Isopropanol wasserfrei, dann mehrfach mit Xylol. Die Schnitte können in Xylol unbegrenzt aufbewahrt werden. Zur Herstellung von Dauerpräparaten bringt man einige xylolnasse Schnitte auf einen Objektträger, bedeckt mit künstlichem Canadabalsam oder einem anderen Kunstharz, das in Xylol gelöst ist, bedeckt mit einem Deckglas und läßt trocknen. Steht ein Trockenschrank zur Verfügung, trocknet man bei 60 oC.
Doppelfärbung mit Hämatoxylin nach DELAFIELD und Chrysoidin
Zunächst färbt man mit Haematoxylin wie oben beschrieben. Nach dem Bläuen ersetzt man das Leitungswasser durch eine 1%-ige Lösung von Chrysoidin in 50%-igen Brennspiritus, wobei sich die Schnitte dunkelorange färben, ohne daß die Hämatoxylinfärbung leidet. Dann überführt man in Isopropanol, der rasch mehrfach gewechselt wird, da wasserhaltiger Isopropanol das Chrysoidin wieder auswäscht. Zu den nun stark überfärbten Schnitten, die sich in wasserfreiem Isopropanol befinden, gibt man einige Tropfen Wasser und bewegt dann die Lösung im Blockschälchen, indem man sie mehrfach mit der Pipette ansaugt und wieder zurückspritzt. Hierbei geht das Chrysoidin langsam wieder in Lösung und die Schnitte werden heller. Sind blaue und gelbe Partien gut zu unterscheiden, ersetzt man den wasserhaltigen Isopropanol durch wasserfreien, wechselt mehrfach, überführt, wie oben beschrieben, in Xylol und fertigt Dauerpräparate an. Unverholzte Zellwände sind dunkelblau, verholzte orangegelb gefärbt. Die Methode ist unkritisch, da die Chrysoidinlösung die Hämatoxylinfärbung nicht angreift.
Doppelfärbung mit Safranin und Anilinblau
Man benötigt 1%-ige Lösungen von Safranin bzw. Anilinblau in 50%-igem Spiritus.
Zunächst überfärbt man die Schnitte mit Safranin, dann überführt man in wasserfreien Isopropanol, der das Safranin nicht auszieht. Durch Zugabe von einigen Tropfen Wasser hellt man die Schnitte auf, allerdings sollen die Schnitte noch deutlich dunkelrot sein, da bei der nun folgenden Färbung mit Anilinblau Safranin ausgezogen wird. Nach der Safraninfärbung entfernt man den Isopropanol und bedeckt kurz mit der Anilinblaulösung. Nach etwa einer Minute wird die Anilinblaulösung durch wasserfreien Isopropanol ersetzt, der rasch mehrfach gewechselt werden muß. Die nun stabil gefärbten Schnitte sehen gewöhnlich blau bis violett aus. Man versetzt den Isopropanol abermals mit wenig Wasser, bewegt die Schnitte kräftig mit der Pipette und zieht soviel Anilinblau aus, bis die Schnitte deutlich rote und blaue Partien zeigen. Dann unterbricht man durch Zugabe von wasserfreiem Isopropanol, den man mehrfach wechselt, schließlich überführt man in Xylol, das ebenfalls mehrfach gewechselt werden muß, und schließt ein. Unverholzte Zellwände sind leuchtend blau gefärbt, verholzte Zellwände leuchtend rot. Die Methode erfordert etwas Fingerspitzengefühl, da die Anilinblaulösung das Safranin auszieht - hat man am Anfang zu viel Safranin entfernt, sind die Schnitte am Ende des Gesamtvorganges rein blau - man muß also mit Safranin kräftig anfärben und die Dauer der Anilinblaufärbung möglichst einschränken.
Da alle hier angeführten Färbemethoden in Blockschälchen durchgeführt werden, wobei das Wechseln der Lösungen mit einer Pipette erfolgt, ist der Verbrauch an Färbelösungen und Lösungsmitteln sehr gering.
Herstellung von NIGLYTIN
NIGLYTIN ist schon lange nicht mehr im Handel erhältlich, das Originalrezept dieses fertig konfektionierten Einschlußmittels ist unbekannt. Das hier angegebene Rezept liefert daher nicht das "alte NIGLYTIN", aber das "neue NIGLYTIN" scheint ganz ähnliche Eigenschaften zu besitzen.
7 g Gelatine läßt man in 60 ml Aqua dest. quellen, dann erhitzt man im Wasserbad solange, bis eine klare Lösung entstanden ist. Diese Lösung versetzt man mit 50 ml Glycerin (DAB-Qualität), 2 g Nigrosin "wasserlöslich" und 0,6 g Phenol. Man rührt längere Zeit bei 70 oC (Wasserbad), dann filtriert man, am besten in einem Wärmeschrank. Das Produkt verhält sich wie Glyceringelatine und wird genau so verarbeitet.
HINWEIS: Es ist nur solche Gelatine geeignet, die keinerlei Fremdkörper enthält. Dies muß in einem Vorversuch unter dem Mikroskop geprüft werden.
Geeignete Objekte
Blaualgen, fädige Grünalgen, alle Arten planktischer Blau- und Grünalgen.
Fixierung und Vorbehandlung
Das Material wird entweder mit Formol fixiert (1 ml Formol 40%ig pro 10 ml Probe), besser mit PFEIFFERS GEMISCH (Wasser abgießen und Gemisch zusetzen). Nach 2 Tagen gießt man die Fixierlösung ab, versetzt mit etwa 50 ml Glycerin 5%ig, überführt das Material in eine Schale mit flachem Boden und läßt etwa eine Woche lang an einem staubfreien Ort eindunsten. Danach setzt man ggf. noch etwas Glycerin zu.
Pfeiffers Gemisch
| Formol 40%ig | 100 ml | |
| Holzessig | 100 ml | |
| Methanol (kein Ethanol !) | 100 ml |
Da Holzessig nicht mehr im Handel ist, verwendet man 100 ml Speisessig. Dem fertigen Gemisch (300 ml) setzt man 3 ml Kreosot zu.
Einschluß
Man bringt eine sehr geringe Menge (!) des in Glycerin eingelegten Materiales auf einen Objektträger, entfernt überschüssiges Glycerin und versetzt mit einem sehr kleinen (!) Tropfen NIGLYTIN (vorher bei ca. 60 oC schmelzen). Danach mischt man beide Medien sehr gründlich (Präpariernadel) und legt ein rundes Deckgläschen auf, das man zudem leicht andrückt. Das Präparat soll noch etwas durchscheinend sein (blauschwarz), nicht dagegen "rabenschwarz". Man läßt, wie auch bei GG, einen Monat lang trocknen, entfernt das ausgetretene Einschlußmittel und versieht mit einem Lackring.
Oft ist es praktischer, die fixierten (und gefärbten) Objekte gleich auf einen Objektträger aufzubringen, die Flüssikeit weitgehend zu entfernen und mit zwei großen Tropfen 5%iger Glycerinlösung zu bedecken, die man einige Tage lang eindunsten läßt (oder einen Tag lang im Trockenschrank bei 50 oC). Ein völliges Austrocknen ist nicht zu befürchten, da das Glycerin zurückbleibt. Auf diese Weise wird das Einschlußmittel nicht unnötig mit Glycerin "verdünnt", die Schlierenbildung wird verringert..
Wichtig ist, daß die Objekte sowohl das Deckglas als auch den Objetträger berühren, also nicht von NIGLYTIN überdeckt werden. Fadenalgen sollen daher nur einschichtig liegen!
Ergebnis
Bei richtigem Arbeiten heben sich die Algen hell vor dunklem Hintergrund ab.
Der eigentliche Sinn dieser Einschlußmethode besteht darin, Schleimhüllen sichtbar zu machen. Auch erfahrenen Mikroskopikern geht oft buchstäblich "ein Licht auf", wenn sie plötzlich um bestimmte Algen einen großen hell leuchtenden Hof erkennen, der die sonst völlig unsichtbare Schleimhülle darstellt (insbesondere bei Cyanobakterienkolonien)! In dieser Hinsicht ist die Methode sogar dem Phasenkontrast überlegen.
|
|
|
|
|
|
Spirogyrafaden |
Spirogyrafaden Hellfeld, GG |
Spirogyrafaden Dunkelfeld, GG |
Spirogyrafaden Phasenkontrast, GG |
Das NIGLYTIN-Präparat zeigt deutlich die Schleimhülle des Spirogyrafadens, die im Hellfeld und Dunkelfeld unsichtbar bleibt. Phasenkontrast wiederum liefert einen überstrahlten Rand und zeigt ebenfalls letztlich nur die Zellwand.
Der Umgang mit NIGLYTIN erfordert allerdings etwas Übung: Enthalten die Präparate helle Schlieren (nicht ganz zu vermeiden), wurde Glycerin und NIGLYTIN nicht genügend durchgemischt. Sieht man nur "schwarze Algen vor schwarzem Hintergrund", ist das Präparat zu dick - zwischen Objektträger und Deckläschen darf sich nur eine Lage Material befinden, wobei das Material sowohl den Objektträger als auch das Deckläschen berühren soll.
Materialbeschaffung
Als Anfänger sollte man sich zunächst mit rezenten Arten beschäftigen. Da Foraminiferen ausschließlich im Salzwasser leben, gewöhnlich auf oder im Boden, beschafft man sich die Proben am Meeresstrand: Man findet die Gehäuse im Sand des "Hochwasserstreifens" angereichert, also in demjenigen Bereich des Strandes, der reichlich von Treibgut und vertrocknetem Tang bedeckt ist. Zur Probeentnahme werden ca. 100 Gramm der oberen Sandschicht mit einem Löffel, besser mit einer kleinen Kelle, bis zu einer Tiefe von maximal 1 cm abgetragen und in eine Plastiktüte gegeben. Ist die Probe trocken, kann sie sofort ausgelesen werden. Ist die Probe feucht, muß sie später zunächst sehr gründlich mit Leitungswasser, zuletzt mit destilliertem Wasser ausgewaschen werden. Feuchte Proben dürfen auf keinen Fall eintrocknen, da das auskristallisierende Salz die Gehäuse zerstört.
Fossile Arten findet man in Norddeutschland zum einen in tertiären Tonen, zum anderen in Kreideformationen, allerdings enthalten lange nicht alle tertiären Tone Foraminiferen - hier muß man sich von einem Fachmann die entsprechenden Fundstellen zeigen lassen.
Tertiäre Tone werden zunächst in kleine Stücke von ca. 1 cm Kantenlänge zerbrochen, dann übergießt man die Probe mit 12 %-igem Wasserstoffperoxid (u.U. starkes Schäumen, also großes Glas verwenden!). Das eindringende Peroxid wird vorwiegend im Inneren der kleinen Brocken in Wasser und Sauerstoff gespalten und die Gasbläschen drücken die Probe schonend auseinander. Ist die Probe zu Brei zerfallen, schlämmt man die feinen Tonpartikel ab, wäscht mehrfach mit Leitungswasser, dann mit destilliertem Wasser und läßt auf Zeitungspapier trocknen. Professioneller ist es, die Probe durch einen Satz Siebe zu spülen (Maschenweite 2 mm bis 0,05 mm), aber derartige Siebsätze sind teuer.
Kreide wird ebenfalls in kleine Stückchen zerbrochen, dann übergießt man mit wasserfreier (!) Essigsäure ("Eisessig"), der man ca. 10 Gramm wasserfreies (!) Kupfersulfat pro 100 ml zusetzt, um das auf chemischen Wege gebildete Wasser zu binden. Eisessig löst die Matrix der Kreide auf, ohne die ebenfalls säureempfindlichen Foraminiferengehäuse anzugreifen. Ist die Probe zerfallen, gießt man die Essigsäure ab und wäscht rasch (!) so oft mit Leitungswasser, bis dieses keine saure Reaktion mehr zeigt (pH-Papier!). Man schlämmt, wie oben, feine Partikel ab, wäscht den Bodensatz mit destilliertem Wasser und läßt auf Zeitungspapier trocknen. Auch hier erleichtert ein Satz Siebe die Arbeit.
Auslesen und Untersuchung der Probe
Die Beschäftigung mit Foraminiferen ist nicht teuer! Man benötigt eine einfache Binokularlupe mit Beleuchtungseinrichtung, einige Petrischalen und einen sehr feinen und spitzen Marderhaarpinsel (keinen "Tuschebesen"!), ferner etwa 100 "Plummerzellen" zum Aufbewahren des ausgelesenen Materiales.
Man bedeckt den Boden einer Petrischale sehr locker mit einem kleinen Teil der Probe, stellt diese auf eine dunkle Unterlage und liest die interessierenden Objekte unter dem Bino aus, indem man sie mit der feuchten Pinselspitze berührt und in eine Plummerzelle überführt. Bequemer ist die Verwendung einer Ausleseschale, da die Felderung das quantitative Auslesen sehr erleichtert. Noch schneller geht es mit einer gelochten Ausleseschale: Man bastelt sich einen kleinen Rahmen, in den eine Plummerzelle genau hineinpaßt, dann stellt man die Ausleseschale mit dem ersten Loch über die Zelle und schiebt alle Foraminiferen mit einer feinen Präpariernadel über die Öffnung, so daß sie in die Zelle fallen; dann verschiebt man die Schale und sucht das nächste Feld aus.
Da eine Probe stets neben Foraminiferen auch zahlreiche andere Organismenreste enthält (kleine Schnecken, kleine Muscheln, Panzerteile von Stachelhäutern, Korallenreste, Hautzähne von Haien und vieles andere mehr), liest man als Anfänger zunächst alles aus; dann füllt man die Petrischale erneut und liest nun ausschließlich Foraminiferen aus. Kommen einige Formen sehr häufig vor, legt man sich zuätzlich Plummerzellen an, die nur eine Art enthalten. Alle Zellen werden mit Datum und Fundort versehen, der größte Teil der Probe wird in einem großen Probenglas für spätere Untersuchungen aufbewahrt.
Wie erkennt man Foraminiferen?
Foraminiferen besitzen stets eine innere Kammerung, die man bei durchsichtigen Formen leicht erkennen kann. Undurchsichtige Formen tränkt man mit Rizinusöl, wodurch sie oft durchscheinend werden. Viele Foraminiferengehäuse sehen kleinen Schneckenhäusern zum Verwechseln ähnlich ( Abb.1 , Abb.2 ), den Unterschied erkennt man jedoch an der Öffnung: Schneckenhäuser besitzen eine große Öffnung, während Foraminiferen niemals eine große Öffnung besitzen - der "Gehäuseeingang" ist entweder klein ( Abb.3 , Abb.4 ) oder er besitzt lediglich einige Poren oder Schlitze, durch die das Plasma des Einzellers austreten kann. Foraminiferen, die ihr Gehäuse aus Fremdkörpern aufbauen, sind für einen Anfänger oft nicht als solche zu erkennen - hier hilft nur Erfahrung.
Wie arbeitet man weiter?
Als Anfänger sollte man nicht gleich versuchen, die gefundenen Formen zu bestimmen! Viel besser ist es, erst einmal eine Sammlung von Plummerzellen anzulegen und sich am Formenreichtum der Objekte zu erfreuen. Später tritt man einer Arbeitsgruppe für Geologie bei, im norddeutschen Raum kommt auch eine Arbeitsgruppe für Geschiebekunde infrage, ferner sei auf die Arbeitsgruppe Mikropaläontologie des Naturwissenschaftlichen Vereins in Hamburg verwiesen. Eine gut Einführung wurde von GÖKE (1994) erstellt, die Sie als pdf-File (3,5 MB) herunterladen können.
Früher oder später wird man sich dann auch eine leistungsfähigere Binokularlupe anschaffen; hierbei ist nicht nur auf die optische Qualität des Gerätes zu achten, sondern auch auf ein gutes "ergonomisches Design", so daß ein ermüdungsfreies Arbeiten möglich ist. Sehr zu empfehlen ist ein (teurer) Trinokulareinblick, so daß stets eine Digitalkamera zur Hand ist.
Und hier noch ein Tip: Besonders schöne Auflichtbilder von Foraminiferen erhält man mit einem Dunkelfeld-Auflichtmikroskop. Derartige Geräte sind sehr teuer - vielleicht ist es jedoch möglich, über ein geologisches Institut Zugang zu einem solchen Gerät zu erlangen.
Abschließend noch eine Bemerkung zu den REM-Bildern von Foraminiferen, die wir auf dieser Website zeigen: Zur Untersuchung von Foraminiferen ist keineswegs ein Rasterelektronenmikroskop erforderlich, es ist sogar von Nachteil, da es ein reines Auflichtbild liefert und man zudem die aufgeklebten Objekte nicht mehr in beliebige Richtungen bewegen kann (sehr wichtig für die Bestimmung!). Die visuelle Untersuchung unter einer Binokularlupe ist nicht nur günstiger, sie liefert auch genau so schöne Bilder! Lediglich bei der fotografischen Darstellung ist das REM wegen seiner außerordentlichen Tiefenschärfe und der Möglichkeit der digitalen Nachkontrastierung sehr günstig.
Copyright: webmaster@mikrohamburg.de
