Licht ins Dunkelfeldmikroskop bringen

Haben Sie jemals von einem Dunkelfeldmikroskop gehört? Während ein solcher Name wie ein Science-Fiction-Gerät zum Messen von Schwarzen Löchern klingt, ist er in Wirklichkeit nur ein praktisches Werkzeug zum Anzeigen bestimmter Arten von durchscheinenden Proben. Der durchschnittliche Benutzer eines Mikroskops kennt das Konzept der Dunkelfeldmikroskopie möglicherweise nicht, kann jedoch die alte Sichtweise der Proben neu beleuchten.

Die meisten Menschen, die einen Biologiekurs überlebt haben, wissen, was ein Lichtfeldmikroskop ist. Diese Art von Zielfernrohr verwendet eine Hellfeldbeleuchtung, was bedeutet, dass die Probe ohne Störung mit weißem Licht aus dem Kondensator geflutet wird. Somit erscheint die Probe als dunkles Bild auf hellem Hintergrund (oder als weißes Feld, wenn Sie so wollen).

Dieser Gerätetyp eignet sich am besten für Proben mit natürlichen Farbpigmenten. Die Proben müssen dick genug sein, um das einfallende Licht zu absorbieren. Daher wird die Färbung normalerweise mit diesem Mikroskoptyp gepaart.

Was aber, wenn das Exemplar hell oder durchscheinend ist, wie das Plankton rechts? Es wird sich sicherlich nicht von einem starken weißen Hintergrund abheben. Außerdem sind einige Exemplare einfach zu dünn. Sie können kein Licht absorbieren, das durch sie hindurchgeht, sodass sie für den Benutzer unsichtbar erscheinen. Hier kommt das Konzept der Dunkelfeldbeleuchtung ins Spiel!

Anstatt direktes Licht vom Kondensator zu verwenden, verwendet man eine undurchsichtige Scheibe, um das Licht in nur wenige Streustrahlen zu blockieren. Jetzt ist der Hintergrund dunkel und die Probe reflektiert nur das Licht der Strahlen. Dies führt zu einer hellen Probe vor einem dunklen Hintergrund (dunkles Feld), die sich perfekt zum Betrachten klarer oder durchscheinender Details eignet.

Im großen Stil passiert jeden Tag das Gleiche, wenn Sie in den Himmel schauen. Verschwinden die Sterne, wenn es hell wird? Natürlich nicht! Sie sind immer noch da, ihre Brillanz wird von der Mittagssonne ausgelöscht.

Wenn Sie immer noch Schwierigkeiten haben, dieses Konzept zu visualisieren, denken Sie an einen staubigen Raum mit eingeschaltetem Licht und offener Tür. Möglicherweise spüren Sie den Staub, der Ihre Atmung beeinträchtigt, aber Sie werden ihn wahrscheinlich nicht durch die Luft fliegen sehen.

Schalten Sie nun das Licht aus und schließen Sie die Tür zu einem Splitter, während Sie das Licht im angrenzenden Raum eingeschaltet lassen. Wenn Sie sich das Lichtstück ansehen, das durch die Tür kommt, werden Sie alle möglichen Staubmotive darin sehen. Sie verwenden ein ähnliches Prinzip, wenn Sie Dunkelfeldbeleuchtung verwenden!

Verwendung eines Dunkelfeldmikroskops

Dunkelfeldmikroskope werden auf verschiedene Arten verwendet, um eine Vielzahl von Proben zu betrachten, die in einer Lichtfeldeinheit schwer zu sehen sind. Lebende Bakterien lassen sich beispielsweise am besten mit diesem Mikroskoptyp betrachten, da diese Organismen im ungefärbten Zustand sehr transparent sind.

Es gibt eine Vielzahl anderer Möglichkeiten, die Dunkelfeldbeleuchtung zu verwenden, häufig wenn die Probe klar oder durchscheinend ist. Einige Beispiele:

  • Lebende oder leicht gefärbte transparente Proben
  • Einzellige Organismen
  • Lebende Blutproben
  • Wasserproben (vom Meerwasser bis zum Teichwasser)
  • Lebende Bakterien
  • Heu- oder Bodenproben
  • Pollenproben
  • Bestimmte Moleküle wie Koffeinkristalle (rechts)
Dunkelfeldmikroskopie lässt viele unsichtbare Proben sichtbar erscheinen. Meistens leben die für die Hellfeldbeleuchtung unsichtbaren Proben, sodass Sie sehen können, wie wichtig es ist, sie sichtbar zu machen!

Vorteile und Nachteile

Kein System ist perfekt, und die Dunkelfeldmikroskopie kann Sie je nach Ihren Anforderungen ansprechen oder auch nicht.

Einige Vorteile der Verwendung eines Dunkelfeldmikroskops sind:

  • Extrem einfach zu bedienen
  • Preiswert einzurichten (Anweisungen zur Herstellung Ihres eigenen Dunkelfeldmikroskops finden Sie unten)
  • Sehr effektiv bei der Darstellung der Details von lebenden und nicht gefärbten Proben

Einige der Nachteile sind:

  • Begrenzte Farben (bestimmte Farben werden angezeigt, sind jedoch weniger genau und die meisten Bilder sind nur Schwarzweißbilder)
  • Bilder können für diejenigen, die mit Dunkelfeldmikroskopie nicht vertraut sind, schwierig zu interpretieren sein
  • Obwohl Oberflächendetails sehr offensichtlich sein können, fallen die internen Details einer Probe bei einem Dunkelfeldaufbau oft nicht so stark auf.
Nachfolgend finden Sie kontrastierende Beispiele für die Beleuchtung von Dunkelfeld (links) und Hellfeld (rechts) von Linsenpapier. Beachten Sie, wie beide einen unterschiedlichen Bildstil erstellen.
Gib es zu, jetzt bist du neugierig, dein eigenes dunkles Feld zu untersuchen! Sie können eine mit minimalem Zeit- und Arbeitsaufwand erstellen. Lesen Sie einfach weiter …

Wie man ein Dunkelfeldmikroskop macht

Sie müssen kein riesiges, teures Gerät kaufen, um mit Dunkelfeldbeleuchtung zu experimentieren.

Um ein dunkles Feld zu erzeugen, wird ein undurchsichtiger Kreis, der als Patchstop bezeichnet wird, in den Kondensator des Mikroskops gelegt. Der Patchstop verhindert, dass direktes Licht die Objektivlinse erreicht, und das einzige Licht, das die Linse erreicht, wird von der Probe reflektiert oder gebrochen. Einfach genug, oder?

Wenn Sie ein Dunkelfeldmikroskop herstellen möchten, benötigen Sie zunächst ein normales Lichtmikroskop. Unten finden Sie Ihre vollständige Liste der „Zutaten“:

  • Mikroskop
  • Locher
  • Schwarzes Konstruktionspapier
  • Transparentfolie
  • Kleben
  • Schere
  • Stift
Führen Sie nun die folgenden Schritte aus, um Ihren Patchstop durchzuführen:
  • Richten Sie Ihr Mikroskop ein und wählen Sie das Objektiv mit der niedrigsten Leistung.
  • Legen Sie das Okular an einen sicheren Ort.
  • Öffnen Sie die Membran so weit wie möglich. Schließen Sie es dann langsam, bis es nur noch in den Kreis des sichtbaren Lichts eingreift.
  • Bücken Sie sich jetzt und schauen Sie sich das Diaphragma von unten an. Sehen Sie diese Öffnung? Es ist nur geringfügig kleiner als der fertige Patchstop, den Sie erstellen.
  • Stanzen Sie mit dem Locher ein paar Kreise in das schwarze Konstruktionspapier. Messen Sie eine gegen die Membranöffnung. Wenn es mehr als 10% größer ist, schneiden Sie es auf ungefähr diese Größe ab (10% größer als die Membranöffnung). Wenn es kleiner ist, schneiden Sie einen größeren Kreis aus.
  • Schneiden Sie ein 5 cm großes Quadrat Transparentpapier aus.
  • Kleben Sie den schwarzen Kreis etwa 2 cm von der Ecke des Quadrats entfernt auf die Transparentfolie. Schreiben Sie in diese freien 2 cm Papier die richtige Vergrößerungsstärke Ihres Objektivs.
  • Markieren Sie den Patchstop mit der richtigen Vergrößerungsstärke.
  • Wiederholen Sie die obigen Schritte für alle Objektivkräfte mit Ausnahme der Ölimmersionslinsen.
Verwenden Sie nun Ihren Patchstop, um eine Lichtfeldeinheit in ein Dunkelfeldmikroskop zu verwandeln:
  • Verwenden Sie nun Ihren Patchstop, um eine Lichtfeldeinheit in ein Dunkelfeldmikroskop zu verwandeln:
  • Schieben Sie den Patchstop zwischen Filterhalter und Kondensator. Wenn Ihr Mikroskop keinen Filter hat, halten Sie es manuell unter den Kondensator.
  • Entfernen Sie das Okular.
  • Öffnen Sie die Blende und bewegen Sie den Patchstop, bis das Licht vollständig blockiert ist. Verwenden Sie Klebeband, um es zu sichern, wenn sich kein Kondensator auf Ihrem Mikroskop befindet.
  • Setzen Sie das Okular wieder ein und untersuchen Sie die Probe.