Technik der Dunkelfeldmikroskopie

Die Dunkelfeldmikroskopie ist eine spezielle Form der Durchlichtmikroskopie. Das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht wird durch einen eine Zentralblende oder häufiger durch einen Dunkelfeldkondensor am Objektiv vorbeigeleitet. Durch den Tyndall-Effekt wird an den Grenzflächen des Präparates das Licht gestreut und im Objektiv abgebildet.

Dadurch entstehen die typischen hellen Strukturen auf dunkelm Hintergrund.

Der Tyndall-Effekt ( aus wikipedia )

 

Von Sonnenstrahlen durchbrochene Nebelbank

 

Laserstrahl in Dampfpartikeln

 

Der Effekt entsteht nur auf der Sonnenseite, damit scheint es einen Schatten links des Watzmanns zu geben.

Der Tyndall-Effekt beschreibt die Streuung von Licht an submikroskopischen Schwebeteilchen, mit Abmessungen ähnlich der Lichtwellenlänge, die in einer Flüssigkeit oder einem Gas suspendiert sind. Der Effekt ist nach seinem Entdecker John Tyndall benannt, der die Streuung von Licht in kolloiden Lösungen untersucht hat.

Prinzip

Durch die Mie-Streuung des Lichts werden Strahlenbündel seitlich herausgestreut. Dadurch wird der gesamte Lichtstrahl auch von der Seite her sichtbar. So nimmt man beispielsweise bei Sonnenschein im Dunst oder Nebel sogenannte Strahlenbüschel wahr oder sieht nachts die Lichtkegel (Tyndall-Kegel) von Scheinwerfern in Nebel oder Wolken.

Da der Effekt mit abnehmender Wellenlänge an Intensität zunimmt, ist das Streulicht häufig bläulicher gefärbt als das hindurchtretende Primärlicht. Der Effekt ist allerdings selbst nicht für die blaue Farbe des Himmels verantwortlich. Lord Rayleigh postulierte 1899 als erster, dass keine kolloiden Teilchen für das Blau des Himmels benötigt werden, dass vielmehr auch reine Luft die entsprechende Streuung, die nach ihm genannte Rayleigh-Streuung, verursacht.

Erst 1918 gelang es seinem Sohn Robert John Strutt (1875-1947), das Himmelsblau in einem Versuch nachzuweisen.

Anwendungen

Optische Rauchmelder nutzen den Tyndall-Effekt, indem bei Anwesenheit von Rauch–Partikeln Licht aus einem Lichtbündel heraus auf einen lichtempfindlichen Sensor gestreut wird. Bei reiner Luft ist der Lichtstrahl unsichtbar und der Sensor kann kein Streulicht detektieren. Ein Alarm wird ausgelöst, sobald das Sensorsignal einen definierten Schwellenwert überschreitet.

In der Augenheilkunde wird dieser Streu-Effekt zur Differenzialdiagnostik genutzt: Wenn man im Augeninneren Streuung des zur Untersuchung eingesetzten Spaltlampenlichtes beobachtet, stellt dies einen positiven Tyndall-Effekt dar. Er weist auf Schwebeteilchen im Augenkammerwasser hin, beispielsweise können sich dort Proteine ansammeln in Folge eines entzündlichen Prozesses der angrenzenden Gewebestrukturen.

Siehe auch

• Opaleszenz
• Louche-Effekt
• Pándy-Reaktion (Liquordiagnostik)
• Nephelometrie (Turbidimetrie)

Diese Mikroskopiemethode ist somit besonders für die Beobachtung kleiner und kontrastarmer Strukturen geeignet. Die Überstrahlung des Hintergrundes ist geringer und die Kontraste deutlicher. Ein entscheidender Vorteil ist das spezielle Fixierungs- und Färbemethoden nicht durchgeführt werden müssen und dadurch lebende Objekte sehr gut beobachtet werden können. Dadurch wurde durch die Dunkelfeldmikroskopie vor allem die Untersuchung lebenden Blutes in der Medizin als Vitalblutanalyse möglich.

Die physikalische Begrenzung der Auflösung der Lichtmikroskopie mit etwa 1250 facher Vergrößerung gilt auch für die Dunkelfeldmikroskopie. In unserem Labor wird ohne Dunkelfeldkondensor bis zu einer Auflösung von 400 fach untersucht. Ab 1000 fach wird ein Ölimmersionsobjektiv verwendet.