Lichtmikroskop
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 15. März 2024Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Unter einem Lichtmikroskop wird ein Instrument verstanden, mit dem sich kleinste Strukturen erkennbar darstellen lassen. Diese werden durch die Wirkung von Linsen entsprechend vergrößert.
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Was ist ein Mikroskop?
Durch den Einsatz eines Lichtmikroskops ist es möglich, Bilder extrem zu vergrößern. Kleinste Gegenstände, Organismen oder Lebewesen sind durch das Vergrößern gut für das menschliche Auge zu erkennen. Das Lichtmikroskop erreicht die Vergrößerung durch unterschiedliche optische Effekte.
Die Bezeichnung Lichtmikroskop beinhaltet die altgriechischen Begriffe „Micron“ und „Skopein“. In der deutschen Übersetzung bedeutet dies „etwas klein ansehen“. Das Lichtmikroskop verfügt über die Eigenschaft, die zu untersuchenden Objekte durch Belichtung derart zu vergrößern, dass der Betrachter sie ansehen kann.
Vergrößernde Linsen kamen bereits im 16. Jahrhundert zur Anwendung. Die physiologischen Grundlagen für das Lichtmikroskop, die bis in die heutige Zeit gültig sind, wurden um 1873 von dem deutschen Physiker und Optiker Ernst Abbe (1840-1905) erarbeitet. Durch sie ließen sich effizientere Mikroskope konstruieren. So fand nun die Herstellung von Objektiven statt, deren Auflösungsgrenze nicht mehr durch die Qualität des Materials, sondern stattdessen durch die physikalischen Beugungsgesetze bestimmt wurde. Die physikalische Auflösungsgrenze erhielt die Bezeichnung Abbe-Limit. Die Herstellung der entsprechenden Mikroskope fand in den optischen Werkstätten von Carl Zeiss (1816-1888) statt.
Formen, Arten & Typen
Eine weitere Form stellt das Stereomikroskop dar, das über getrennte Strahlengänge für beide Augen verfügt. Auf diese Weise lässt sich das Objekt aus mehreren Winkeln betrachten, wodurch ein dreidimensionaler Eindruck vermittelt wird.
Das Operationsmikroskop dient den Ärzten speziell bei der Durchführung von chirurgischen Eingriffen, während das Trichinoskop für Untersuchungen eingesetzt wird, mit denen sich Trichinen (Fadenwürmer) nachweisen lassen.
Als Messmikroskop wird ein Lichtmikroskop bezeichnet, das mit einer zusätzlichen Einrichtung ausgestattet ist, mit der sich Objekte vermessen lassen. Eine moderne Variante bildet das Computer-Mikroskop. Mit einem USB-Kabel wird es mit einem Computer verbunden, der die Abbildung des Objekts anzeigt.
Ebenfalls zu unterscheiden ist zwischen einfachen und zusammengesetzten Lichtmikroskopen. Einfache Mikroskope verfügen über optische Linsen, durch die eine starke Vergrößerung erfolgt. Dabei besteht ein fließender Übergang zur Lupe, deren Prinzip ebenso funktioniert, wobei ihre Vergrößerung deutlich schwächer ausfällt.
In der heutigen Zeit kommen vorwiegend zusammengesetzte Lichtmikroskope zur Anwendung. Sie bestehen aus zwei Linsensystemen. Das Objektiv, welches das vorderste optische Element markiert, erstellt ein Zwischenbild. Die erneute Vergrößerung dieses Bildes findet durch das Okular statt.
Aufbau & Funktionsweise
Aufgebaut wird ein Lichtmikroskop aus dem Linsensystem, dem Okular, Objektiven, einem Umlenkprisma, einem Tubus sowie einem Tubusträger. Des Weiteren verfügt das Mikroskop an seinem oberen Ende über einen sogenannten Objektivrevolver. An diesem Revolver sind die Objektive vorhanden, die über ein drehbares Rädchen ausgewählt und eingerastet werden. Zur Präsentation eines zu untersuchenden Objekts finden Objekttisch und Objektklammern Verwendung. In seinem Unterbereich ist das Lichtmikroskop außerdem mit einer Lichtquelle, einer Blende sowie einem Kondensor ausgerüstet.
Um dem Lichtmikroskop Stabilität zu ermöglichen, wird es von einem Fuß gestützt. Durch den Fuß lässt sich das Instrument bewegen oder anheben. Mithilfe der Blende stellt der Anwender die optimale Belichtung für das untersuchende Objekt ein. Mittels Regelschieber kann die Blende geöffnet oder geschlossen werden. Mit dem Kondensor wird die Lichtstrahlung gebündelt und auf das Objekt gerichtet.
Die Lichtquellen des Mikroskops befinden sich normalerweise an seinem Fuß. Dabei kann es sich um einen Spiegel handeln, der das Sonnenlicht nutzbar für die Mikroskopie macht. Als gleichmäßiger und zuverlässiger gelten jedoch elektrische Lampen.
Das Objektiv des Lichtmikroskops hat den Effekt einer Sammellinse. Es sorgt für die Vergrößerung des zu untersuchenden Bildes und erzeugt in einem ersten Schritt ein Zwischenbild im Tubus. Das Okular, das wie eine Lupe wirkt, sorgt im zweiten Schritt für eine deutliche Vergrößerung des Zwischenbildes. Mit diesem Verfahren kann ein Lichtmikroskop bis zu 1400-fache Vergrößerungen erstellen.
Die Funktion des Lichtmikroskops beruht gewissermaßen auf dem Betrachten eines Objekts im Gegenlicht. Seinen Anfang nimmt das Licht an der Lichtquelle auf der Mikroskopunterseite. Das Objekt wird vom Licht durchdrungen, wodurch es im Tubus durch das Objektiv zu einem Zwischenbild kommt, das dann vom Okular vergrößert wird.
Medizinischer & gesundheitlicher Nutzen
Im medizinischen Gebrauch wird das Lichtmikroskop vor allem dazu genutzt, Mikroorganismen, Körperzellen, Blutbestandteile oder Gewebeproben zu beurteilen. Vor der Durchführung von speziellen Therapien ist es oft unverzichtbar, die auslösenden Krankheitskeime wie Bakterien oder Pilze mikroskopisch zu bestimmen. Auch der genaue Nachweis der Erreger ist durch das Lichtmikroskop möglich. Dabei erfolgt eine Labor-Untersuchung von Proben wie Blut, Eiter oder Wundsekreten, durch die sich das verantwortliche Bakterium genau identifizieren lässt.
Ein Nachteil des Lichtmikroskops ist allerdings, dass es Viren kaum nachweisen kann. Zu diesem Zweck eignet sich ein Elektronenmikroskop besser.
Eine wichtige Rolle spielt das Lichtmikroskop außerdem in der Mikrochirurgie sowie bei minimal-invasiven operativen Eingriffen.