Prinzipien Der Dunkelfeldbeleuchtung - Optika B-380 Serie Manual De Instrucciones

11.2

Prinzipien der Dunkelfeldbeleuchtung

Dieses Prinzip wird in der Dunkelfeldmikroskopie
angewendet, einer einfachen und beliebten Methode, um
ungefärbte Objekte deutlich sichtbar zu machen.
Solche Objekte haben oft Brechungsindizes, die sehr
nahe an denen ihrer Umgebung liegen und in der
konventionellen Lichtfeldmikroskopie schwer vorstellbar
sind.
Beispielsweise haben viele kleine Wasserorganismen
einen Brechungsindex zwischen 1.2 und 1.4, was zu
einem vernachlässigbaren optischen Unterschied zum
umgebenden wässrigen Medium führt. Dies sind ideale
Kandidaten für die Dunkelfeldbeleuchtung.
Die Dunkelfeldbeleuchtung erfordert die Blockade des
zentralen Lichts, das normalerweise durch und um die
Probe hindurchgeht, so dass nur die schrägen Strahlen
jedes Azimuts die auf dem Objektträger montierte Probe
"treffen" können. Die obere Linse eines einfachen Abbe-
Dunkelfeldkondensators ist kugelförmig konkav, so dass
die aus der Oberfläche austretenden Lichtstrahlen in allen
Azimuten einen invertierten hohlen Lichtkegel mit einem
in der Probenebene zentrierten Scheitelpunkt bilden.
Wenn keine Probe vorhanden ist und die numerische
Apertur des Kondensators größer ist als die des Ziels,
kreuzen sich die schrägen Strahlen und alle diese
Strahlen gelangen aufgrund ihrer Schräglage nicht in das
Ziel. Das Sichtfeld erscheint dunkel.
Der in Fig. 23 dargestellte Kondensator/Objektiv für
die Dunkelfeldmontage ist ein numerisches System
mit hoher Apertur, das die Dunkelfeldmikroskopie in
ihrer anspruchsvollsten Konfiguration darstellt und im
Folgenden ausführlich erläutert wird.
Die Linse enthält eine interne Irisblende, die dazu dient, die numerische Apertur der Linse auf einen niedrigeren
Wert zu reduzieren als der vom Kondensator abgegebene leere Lichtkegel auf dem Kopf.
Der Nierenkondensator ist ein reflektierendes Dunkelfeld-Design, das auf Innenspiegeln basiert, um einen
fehlerfreien Lichtkegel auf die Probenebene zu projizieren.
Wenn eine Probe auf den Objektträger gelegt wird, insbesondere eine ungefärbte Probe, die kein Licht absorbiert,
passieren die schrägen Strahlen die Probe und werden durch optische Diskontinuitäten (wie Zellmembran,
Kern und innere Organellen) gebeugt, reflektiert und/oder gebrochen, so dass diese schwachen Strahlen in die
Linse gelangen können.
Die Probe ist dann vor einem ansonsten schwarzen Hintergrund hell zu sehen.
In Bezug auf die Fourier-Optik entfernt die Dunkelfeldbeleuchtung die Nullordnung (nicht vergrößertes Licht)
aus dem Beugungsmuster, das sich auf der hinteren Brennebene des Objektivs bildet.
Dies führt zu einem Bild, das ausschließlich aus Beugungsintensitäten höherer Ordnung besteht, die von der
Probe gestreut werden.
Ideale Kandidaten für die Dunkelfeldbeleuchtung sind kleine lebende Wasserorganismen, Kieselalgen, kleine
Insekten, Knochen, Fasern, Haare, ungefärbte Bakterien, Hefen und Protozoen.
Nichtbiologische Proben umfassen mineralische und chemische Kristalle, kolloidale Partikel, Staubpartikelproben
und dünne Abschnitte von Polymeren und Keramiken, die kleine Einschlüsse, Unterschiede in der Porosität
oder Brechungsindexgradienten enthalten.
Bei der Vorbereitung von Proben für die Dunkelfeldmikroskopie ist Vorsicht geboten, da Eigenschaften über
und unter der Fokusebene auch Licht streuen und zum Bildabbau beitragen können.
Die Probendicke und die Dicke des Objektträgers sind ebenfalls sehr wichtig, und im Allgemeinen ist eine dünne
Probe wünschenswert, um die Möglichkeit von diffraktiven Artefakten zu vermeiden, die die Bilderzeugung
stören können.
Objektiv mit
hoher Numeri-
sches Apertur
Schräger heller
Konus
Konkaver
Spiegel
Licht von
der Quelle
Dunkelfeld Nierenkondensator
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Licht zu Okularen
Irisblende
Schlitten
Nierenkonden-
sator
Konvexer
Spiegel
Zentral-
Blende
Fig. 23