Mikroskoptypen

Die Anwendungen für Lichtmikroskope sind so vielfältig wie das Leben selbst. Neben klassischen Durchlichtmikroskopen für medizinische und biologische Anwendungen gibt es auch eine Vielzahl an Einsatzbereichen in der Industrie, unter anderem für Auflichtmikroskope. Für kleinere bis mittlere Vergrößerungen und als leistungsfähige Arbeitslupen haben sich Stereomikroskope bewährt. Mittlerweile stehen auch viele volldigitale Mikroskope mit umfangreichen Analysefunktionen wie beispielsweise 3D-Messungen zur Auswahl.

Compound-Mikroskope

Bei Compound-Mikroskopen handelt es sich um den Mikroskoptyp, den man zuerst vor Augen hat, wenn man sich ein Mikroskop vorstellt. Das Wort „compound“ kommt aus dem Englischen und bedeutet so viel wie „zusammengesetzt“. Compound-Mikroskope haben als wesentliches Merkmal, dass das Stativ ein Teil des abbildenden Strahlengangs ist. Tubus und Objektivrevolver sind direkt mit dem Stativ verbunden und bilden zusammen mit weiteren optischen Komponenten eine in sich funktionierende Einheit. Der optische Vergrößerungsbereich ist im Vergleich zu anderen Mikroskoptypen am größten und reicht bis über 1.000-fach. Bei den Beleuchtungsverfahren gibt es die Wahl zwischen Durchlicht und Auflicht. Viele Modelle gibt es auch mit beiden Beleuchtungsvarianten. Je nach Bedarf gibt es eine große Auswahl an Kontrastverfahren, welche die Beurteilbarkeit von Präparaten in vielen Anwendungen erheblich verbessern oder sogar erst möglich machen:

  • Hellfeld: Auf- oder Durchlichtbeleuchtung ohne spezielle kontrastierende Techniken
  • Dunkelfeld: Bei Dunkelfeldmikroskopen wird der Kontrast durch eine indirekte Beleuchtung erzeugt, die an feinen Strukturen Streulicht hervorruft.
  • Phasenkontrast: Der Phasenkontrast wird bei Durchlichtmikroskopen genutzt und macht Phasenverschiebungen für das menschliche Auge sichtbar.
  • Polarisationskontrast: Je nach Beschaffenheit können Proben eine optische Aktivität zeigen, indem sie die Polarisationsrichtung des Lichts verändern. Im Polarisationskontrast macht man sich diese Eigenschaften zu Nutze, wodurch man eine Vielzahl an Informationen über die Zusammensetzung der Probe erhalten kann.
  • Differentieller Interferenzkontrast (auch DIC oder DIK genannt): Der differentielle Interferenzkontrast basiert auf einer Erweiterung des Polarisationskontrast mit sogenannten DIC-Prismen. Dadurch werden feinste Details der Probe in einem reliefartigen Bild dargestellt.
  • Fluoreszenz: Bei der Fluoreszenz werden spezielle Farbstoffe (Fluorochrome) mit Licht angeregt, das eine spezielle Wellenlänge hat. Dabei senden die Fluorochrome wiederum ein Lichtsignal mit einer anderen Wellenlänge aus. Die Anregung wird auch Exzitation genannt und das ausgesendete Licht wird als Emission bezeichnet.


Compound-Mikroskope gibt es in zwei verschiedenen Ausführungen: Als aufrechtes und als inverses Mikroskop. Bei aufrechten Mikroskopen wird die Probe mit dem Objektiv von oben betrachtet, das Objektiv ist also oberhalb des Objekttischs angeordnet. Die klassische Bauform des aufrechten Mikroskops kennt man von jedem Labormikroskop und auch von Schulmikroskopen.

Bei inversen (umgekehrten) Mikroskopen wird die Probe hingegen von unten betrachtet. Die Objektive sind entsprechend unterhalb des Objekttischs positioniert. Der Vorteil bei inversen Mikroskopen ist ein deutlich größerer Probenraum: Es können z.B. Zellkulturflaschen oder größere Materialproben mikroskopiert werden, die unter ein aufrechtes Mikroskop nicht passen würden.

Stereomikroskope

Stereomikroskope unterscheiden sich grundlegend von anderen Mikroskoptypen dadurch, dass sie zwei getrennte Strahlengänge haben. Die beiden Strahlengänge sind in einem Winkel von ca. 15° zueinander ausgerichtet, wodurch sich ein dreidimensionaler, räumlicher Bildeindruck ergibt. Im Prinzip führen Stereomikroskope den physiologischen Strahlengang der Augen weiter fort, der uns auch im täglichen Leben ein räumliches Sehen ermöglicht. Stereomikroskope haben häufig einen kleinen Vergrößerungsbereich von bis zu 80-fach, jedoch einen großen Arbeitsabstand. Dadurch sind Stereomikroskope optimale Instrumente für die Arbeit unter dem Mikroskop, beispielsweise in Dentallabors oder in der Elektronikfertigung. High-End Stereomikroskop können auch weitaus höhere Vergrößerungen bieten, wie sie unter anderem in der Halbleiterproduktion notwendig sind.


Innerhalb der Kategorie der Stereomikroskope gibt es zwei verschiedene Typen: Greenough-Stereomikroskope und CMO-Stereomikroskope. Greenough-Stereomikroskope sind optisch weniger aufwändig konstruiert und für einfachere Anwendungen ohne langandauerndes Arbeiten sehr gut geeignet. CMO-Stereomikroskope haben einen optisch komplexeren Aufbau mit einer sogenannten Unendlich-Optik. Dadurch sind CMOs deutlich modularer und es gibt eine dementsprechend größere Auswahl an Zubehör wie z.B. Ergo-Tuben, koaxiale Beleuchtungen oder Kamera-Module. Alle High-End Stereomikroskope bauen auf dem CMO-Prinzip auf.

Bei Stereomikroskopen gibt es eine Vielzahl an Beleuchtungsmöglichkeiten. Beispiele sind wie folgt:

  • LED-Ringlicht
  • Kaltlichtquelle mit Schwanenhals-Beleuchtung
  • LED-Spotbeleuchtung
  • Koaxiale Beleuchtung
  • Diffuse Beleuchtung
  • Linienlichter

Weitere Informationen zur Beleuchtung von Stereomikroskopen finden Sie hier.

Neben Beleuchtung und Optik spielt auch die Auswahl des passenden Stativs eine entscheidende Rolle. Es gibt eine Vielzahl an unterschiedlichen Stativen für Stereomikroskope. Je nach Anwendung werden bei Stereomikroskopen viel Probenraum oder auch eine leistungsfähige Durchlichtachse benötigt. Klassische Auf- und Durchlichtstative sind dabei für viele Anwender eine gute Variante. Bei größeren Proben bieten sich die sehr flexiblen Schwenkarmstative oder Flexarm-Stative (auch Gelenkstativ genannt) an. Für eine maximale Probengröße gibt es auch fahrbare Bodenstative, die beispielsweise in der Kunstrestauration eingesetzt werden.

Weitere Informationen zu Stativen von Stereomikroskopen finden Sie hier.

Makroskope und Zoom-Mikroskope

Makroskope und Zoom-Mikroskope stellen einen besonderen Mikroskoptyp dar: Vom Vergrößerungsbereich liegen Makroskope und Zoom-Mikroskope auf dem gleichen Niveau wie Stereomikroskope. Häufig werden auch die Optik-Plattformen genutzt, die auch bei Stereomikroskopen zum Einsatz kommen (erkennbar z.B. an identischen Objektiven). Im Gegensatz zu Stereomikroskopen haben Makroskope und Zoom-Mikroskope jedoch nur einen Strahlengang, der wie bei einem Compound-Mikroskop zentrisch und ohne Stereowinkel angeordnet ist. Dadurch liefern Makroskope und Zoom-Mikroskope hervorragende Bilder, die sowohl für Messungen als auch für das Betrachten von Vertiefungen optimal geeignet sind. Für besonders präzise Messungen gibt es auch Modelle mit einer telezentrischen Optik.


Digitalmikroskope

Bei Digitalmikroskopen handelt es sich um Mikroskope, die komplett ohne Okular betrieben werden. Das Bild wird bei Digitalmikroskopen über eine integrierte Kamera aufgenommen und auf einem PC dargestellt. Bezüglich der Leistungsfähigkeit haben Digitalmikroskope in den letzten Jahren deutlich zugelegt, wodurch sie mittlerweile weit verbreitet sind. Mit modernen Digitalmikroskopen werden komplette 3D-Bilddatensätze gewonnen, die neben einer tiefenscharfen Darstellung der Probe auch Messungen im dreidimensionalen Raum ermöglichen. Mit den intelligenten Softwarelösungen können viele Messungen und Auswertungen innerhalb von kürzester Zeit durchgeführt werden. Je nach Bedarf können auch automatische Berichte unter Angabe von Toleranzwerten erstellt werden.



Es gibt mittlerweile auch hochauflösende Objektive für Digitalmikroskope, die eine Vergrößerung ermöglichen, die sonst nur bei Compound-Mikroskopen zu finden sind. Digitalmikroskope kommen hauptsächlich in der Industrie zum Einsatz. Besonders bei der Qualitätskontrolle und Schadensanalyse sind Digitalmikroskope mittlerweile ein unverzichtbares Werkzeug und aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken.

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