Was ist Dunkelfeldmikroskopie?

Das Mikroskop ist aufgrund seiner langen Geschichte schon immer ein typisches Wahrzeichen der Wissenschaft und ein Symbol der modernen Forschung gewesen.

Die Mikroskopie ist die Technik der Vergrößerung von kleinen Objekten, um sie besser untersuchen zu können. Die Geschichte der Mikroskopie geht zurück bis ins 16. Jahrhundert, als der niederländische Glaser Zacharias Janssen und sein Sohn Hans Janssen den ersten rudimentären Bautyp des Mikroskops erfanden. Dieses Modell bestand aus zwei Linsen, die in einem Rohr montiert waren und eine Vergrößerung von etwa 3 bis 9-fach ermöglichten – also im Grunde nur eine Art von besserer Lupe.

Schon im 17. Jahrhundert verbesserte der niederländische Wissenschaftler Anton van Leeuwenhoek die Mikroskopie erheblich, indem er einzelne Linsen verwendete, die eine Vergrößerung von bis zu 275-fach ermöglichten. Mit diesem Instrument konnte van Leeuwenhoek erstmals lebende Organismen wie Bakterien und Blutkörperchen untersuchen. Sehr wahrscheinlich benutzte er dabei auch schon die Technik der Dunkelfeldmikroskopie.

Im 18. Jahrhundert entwickelte der englische Wissenschaftler Robert Hooke das erste „Compound“-Mikroskop, bei dem mehrere Linsen verwendet wurden, um eine höhere Vergrößerung und Schärfe zu erreichen. Dadurch war es möglich, komplexere Strukturen wie Zellen genauer zu untersuchen.

Ein weiterer und sehr großer Entwicklungsschritt fand im 19. Jahrhundert statt. Der deutsche Wissenschaftler Ernst Abbe vergrößerte die Qualität der Mikroskope weiter, indem er die optische Beugungsbegrenzung des Mikroskops berechnete und damit die Schärfe der Bilder verbesserte. Auch der deutsche Mechaniker und Unternehmer Carl Zeiss entwickelte zu dieser Zeit hochwertige Mikroskope mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften, die in der Wissenschaft und Medizin weit verbreitet waren.

Im 20. Jahrhundert wurden immer leistungsfähigere Mikroskope entwickelt, wie beispielsweise das Elektronenmikroskop und das Rasterkraftmikroskop, die es ermöglichten, noch kleinere Strukturen und Prozesse zu untersuchen. Heute gibt es viele verschiedene Arten von Mikroskopen, die für unterschiedliche Anwendungen verwendet werden, von der medizinischen Diagnose bis hin zur Materialforschung und Biologie.

Durchlichtmikroskopie und Dunkelfeld

Die sogenannte Durchlichtmikroskopie ist das bekannteste Prinzip der Lichtmikroskopie. Viele haben als Kinder oder in der Schule schon einmal in ein einfaches Durchlichtmikroskop hineingeschaut, um beispielsweise Wasserflöhe, Amöben oder Schmetterlingsflügel staunend zu betrachten. Dabei tritt durch eine Lichtquelle von unten das Licht direkt auf die Rückseite des zu betrachtenden Objekts. Darüber befindet sich eine Objektivlinse mit einer bestimmten Vergrößerung. Am oberen Ende befindet sich eine oder zwei Okularlinse(n), um das mittlerweile stark vergrößerte Objekt anzuschauen. Relativ durchsichtige Objekte können so in einem gut ausgeleuchteten Hellfeld betrachtet werden.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, das von unten kommende Licht mittels eines speziellen Kondensors so zu streuen, dass der größte Teil des Lichts das Objekt eher seitlich und diffus beleuchtet. Bei der Betrachtung hebt sich das Objekt nun etwas plastisch und gut sichtbar vom dunklen Hintergrund ab. Auf diese Weise lassen sich bei vielen Objekten auch die räumliche Form sowie die feineren Strukturen ohne spezielle Anfärbung beobachten.

Diese Art der Lichtstreuung durch den speziellen Kondensor erzeugt den so genannten "Tyndall-Effekt". Der Tyndall-Effekt, benannt nach dem britischen Physiker John Tyndall, beschreibt die Streuung von Licht an Partikeln in einer Suspension oder einem Medium mit ungleichmäßiger Dichte, wie beispielsweise ein Blutausstrich auf einem Objektträger.

Wenn Licht durch eine Flüssigkeit oder ein Gas mit suspendierten Partikeln wie z.B. Staub, Pollen oder Mikroorganismen hindurchscheint, wird ein Teil des Lichts von den Partikeln gestreut. Diesen Effekt kann man gut in einem Kino beobachten, wenn im dunklen Zuschauerraum im Lichtstrahl des Projektors viele kleine Staubpartikel und Schwebeteilchen sichtbar werden, die jedoch bei normaler Raumbeleuchtung so gut wie unsichtbar bleiben.

Genau dieser Effekt ist von großem Vorteil bei der Betrachtung des Blutes oder anderen Flüssigkeiten. Es können auf diese Weise viel mehr Bestandteile unmittelbar sichtbar und beobachtbar gemacht werden. Deswegen wurde und wird die Dunkelfeldmikroskopie besonders zur Diagnostik der Blutbeschaffenheit oder zur Beobachtung von Mikroorganismen eingesetzt.

Beitragsbilder: © Eigenes Archiv