Mikroskope – Diese Mikroskop Arten gibt es

Mikroskopie hat das Ziel, Details und Strukturen sichtbar zu machen, die vom menschlichen Auge aufgrund seines geringeren Auflösungsvermögens nicht wahrzunehmen sind. Da die Medien und Objekte höchst vielfältig sind, werden auch sehr unterschiedliche Mikroskope mit speziellen Fähigkeiten und Ausstattungen benötigt.

Die unterschiedlichen Mikroskop-Arten

Mikroskope - Diese Mikroskop Arten gibt esDas älteste Mikroskop wurde etwa 1595 durch Linsenmacher bzw. Brillenschleifer in den Niederlanden konzipiert. Bei dieser Mikroskop Art wird zwischen dem Durchlichtmikroskop (Licht wird von Objekt gebrochen, absorbiert, gebeugt) und dem Auflichtmikroskop (Objekt reflektiert das Licht) unterschieden. Die Objekte werden hierbei durch zwei Linsen (Objektiv und Okular) vergrößert.

Das traditionelle Lichtmikroskop verfügt über maximale Auflösung von ungefähr 0,2 Mikrometer und hängt von der Wellenlänge der jeweils verwendeten Lichtquelle ab. Diese maximale Grenze wurde erstmals von Ernst Abbe im ausklingenden 19. Jahrhundert beschrieben, weshalb sie die Bezeichnung Abbe-Limit trägt. Inzwischen wurden jedoch Verfahren entwickelt, die das Abbe-Limit überwinden (STED-Mikroskopie).

Deutlich höhere Auflösungen durch Elektronenmikroskope

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Das Elektronenmikroskop wurden ab den 1930er Jahren konzipiert. Die hohe Auflösung wird dadurch erreicht, da die Elektronenstrahlen über eine geringere Wellenlänge als Licht verfügen. Bei Anwendung eines Elektronenmikroskops werden keine Lichtstrahlen, sondern Elektronenstrahlen eingesetzt.

Da Letztere über eine wesentlich kürzere Wellenlänge gegenüber sichtbarem Licht aufweisen, werden höhere Auflösungen erreicht. Diese Art Mikroskop ist für unterschiedliche Mikroskopie Arten erhältlich:

  • Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM): Hier liegt die derzeitige Auflösung bei ungefähr 0,005 Nanometer (nm), die Elektronen durchstrahlen hierbei das Objekt.
  • Rasterelektronenmikroskop/REM (Scanning Elektron Microscopy/SEM): Die Probe/das Objekt ist in diesem Verfahren mit Gold bedampft, der Elektronenstrahl wird mithilfe eines bestimmten Rasters darübergeführt. Die Oberfläche gibt Sekundärelektronen zurück, diese werden gemessen und anschließend in ein Bild umgesetzt. Damit der Elektronenstrahl nicht gestört wird, erfolgt die Messung unter Hochvakuum.
  • Rasterkraft-Mikroskope (Atomic Force Microscopy/AFM): Diese arbeiten mit höchst filigranen Nadeln, die mithilfe definierter Raster über die Oberflächen der Objekte tasten. Dieses Verfahren wird zur Darstellung von Oberflächenstrukturen angewendet. Die ‚atomare‘ Nadel ist mittels Blattfeder fixiert, sodass der Abstand zur Probe stets gleich bleibt.
  • Rastertunnel-Mikroskop (Scanning Tunnelling Microscopy/STM): Bei diesem Verfahren wird der Stromfluss zwischen der leitenden Probe und einer leitenden Spitze gemessen, wodurch eine Darstellung der Probenoberfläche ermöglicht wird. Nicht leitende Proben müssen vorab mit Chrom, Graphit oder Gold bedampft werden.

Weitere Mikroskop Arten

Röntgen-Mikroskop: Hierbei werden anstatt Lichtstrahlen Röntgenstrahlen genutzt. Die Vorteile bestehen darin, dass eine höheren Auflösung erzielt wird, sich dickere Proben messen lassen, biologische Objekte keiner Färbung bedürfen, elektrische Leitfähigkeit nicht benötigt wird und Proben nicht in Trägermaterial eingebettet werden müssen.

Fluoreszenz-Mikroskop: Diese Mikroskopie Art ist eine Variante der Lichtmikroskopie, wobei ein fluoreszierender Bestandteil der Probe mithilfe von speziellem Licht zum Leuchten gebracht wird. Farbstoffe der Fluoreszenz werfen das Licht zurück, wobei dieses Licht stets langwelliger ist., als die anregende Strahlung (Soke´s Shift). Prozesse innerhalb lebender Zellen lassen sich dadurch exzellent studieren.

Konfokal-Mikroskop: Bei dieser speziellen Art der Fluoreszenz-Mikroskopie wird ein 3D-Bild mittels dünner optischer Schnitte erstellt. Da sämtliche Schnitte optisch exakt scharf dargestellt werden, kann ein absolut fokussiertes 3D-Bild entstehen.

Natürlich gibt es noch weitere Mikroskop Arten, wie z.B. das Spaltlampenmikroskop, das bei Augenärzten und Optikern zum Einsatz kommt.