Zusammenfassung
Die Entwicklung der modernen Mikroskopie hat viele neue Techniken in die medizinische Praxis gebracht. Die Mikroskopie ist ein Bereich, der sich ständig weiterentwickelt. Wasser- und Ölimmersionslinsen sind zwei dieser Erfindungen, die zu sehr leistungsfähigen Werkzeugen in der modernen Mikroskopie geworden sind. Diese Linsen wurden speziell entwickelt, um die Qualität der Arbeit zu verbessern. Da der Bedarf in der Pathologie wächst, versuchen die Forscher:innen ständig, neue Wege zu finden, um leistungsfähigere Objektive für eine bessere Diagnostik und Forschung herzustellen. Wenn Sie sich fragen, ob es besser ist, ein Wasserimmersionsobjektiv oder ein Ölimmersionsobjektiv zu verwenden, hängt die Antwort von Ihren Bedarfen ab. Sie können Wasserimmersionsobjektive verwenden, um den Lichtverlust bei Ihrer Arbeit zu minimieren. Mit Ölimmersionsobjektiven können Sie die Auflösung erhöhen. Im Folgenden werden die wichtigsten Merkmale dieser Objektive erläutert.
Neue Tools für die Mikroskopie
Mit den Fortschritten in der Mikroskopietechnik war es noch nie so einfach, Zellen, Gewebe und Mikroorganismen eingehend zu untersuchen. In den letzten Jahren sind verschiedene Techniken entwickelt worden, wobei die Verwendung von in Wasser oder Öl tauchbaren Objektiven besonders beliebt ist. Diese Objektive sind zu einem unverzichtbaren Werkzeug der modernen Mikroskopie geworden. Sie wurden entwickelt, um die Auflösung und die Aberration zu optimieren, und spielen eine entscheidende Rolle bei der Erkennung komplizierter Details kleiner Proben, die mit dem bloßen Auge nicht wahrnehmbar sind.
Welche Technik steckt hinter diesen Linsen?
Aufgrund des Brechungsindex des Mediums bewegt sich das Licht unterschiedlich durch Flüssigkeiten. Außerdem führen verschiedene Flüssigkeiten zu unterschiedlichen Ergebnissen. Zu den Immersionsmedien gehören neben Wasser und Öl auch Ethylzimt, TDE, Mineralöl, Silikonöl und andere organische Medien. Diese Medien funktionieren jedoch bei Standardobjektiven nicht richtig und erfordern stattdessen spezielle Objektivkorrekturen, um den Effekt richtig zu nutzen. Wasser- und Ölimmersion funktionieren jedoch mit Standardobjektiven.
Was ist ein Immersionsobjektiv?
Immersionsobjektive sind eine Klasse von Mikroskopobjektiven, die dazu dienen, die durch die Wellenlänge des Lichts und die numerische Apertur (NA) des Objektivs bedingten Einschränkungen zu überwinden. Wenn jedoch der Brechungsindex zwischen Luft und Objektträgern aus Glas nicht übereinstimmt, kann dies zu Lichtstreuung und geringerer Auflösung führen. Um dieses Problem abzumildern, nutzen Wasser- und Ölimmersionsobjektive das Konzept der optischen Anpassung, indem sie ein Medium mit einem höheren Brechungsindex zwischen dem Objektiv und der Probe positionieren.
Wasserimmersionsobjektiv
Wasserimmersionsobjektive verwenden Wasser als Immersionsmedium. Der Brechungsindex von Wasser liegt näher an dem von Glas, was die Lichtstreuung verringert und die Auflösung verbessert. Der Brechungsindex von Wasser (ca. n=1,33) ist höher als der von Luft (ca. n=1,0), was Wasser zu einem idealen Medium macht, um den Lichtverlust beim Durchgang durch die Probe zu minimieren.
Wie funktioniert das Wasserimmersionsobjektiv?
Ein Wassertropfen wird auf einen Objektträger gegeben und eine Wasserimmersionslinse vorsichtig über dem Tropfen platziert. Dadurch entsteht ein durchgehender optischer Pfad, auf dem das Licht von der Probe durch den Wassertropfen zur Linse gelangt, ohne auf Luftschnittstellen zu treffen, die Verzerrungen oder Aberrationen verursachen könnten. Dies führt zu einem klareren, detaillierteren Bild, insbesondere bei der Betrachtung transparenter oder durchscheinender Proben wie lebender Zellen oder nicht kontaminierter Materialien.
Ölimmersionsobjektive
Bei einem Ölimmersionsobjektiv wird ein spezielles Immersionsöl verwendet, das einen Brechungsindex hat, der dem von Glas nahe kommt. Das Öl befindet sich in der Regel zwischen der Probe und der Linse, wodurch eine Fehlanpassung des Brechungsindexes vermieden und die Auflösung und das Lichtsammelvermögen weiter verbessert werden.
Wie funktioniert ein Ölimmersionsobjektiv?
Das Immersionsöl wird direkt auf die Probe auf einem Objektträger gegeben. Dann wird die Linse vorsichtig auf den Öltropfen gesetzt. Durch die enge Abstimmung der Brechungsindizes wird sichergestellt, dass Lichtverluste aufgrund von Brechung und Reflexion minimiert werden. Ölimmersionsobjektive sind besonders nützlich, um die höchstmögliche Auflösung zu erzielen. Sie werden häufig bei Mikroskopietechniken mit hoher Vergrößerung wie der Konfokalmikroskopie und der Fluoreszenzmikroskopie eingesetzt.
Transformative Rolle in Forschung und Präzisionsdiagnostik
Wasser- und Ölimmersionsobjektive haben einen Mehrwert für Forschung und Diagnostik. Sie ermöglichen es Wissenschaftler:innen und Mediziner:innen, Untersuchungen und Diagnosen mit bisher unerreichter Präzision durchzuführen. Diese Objektive ermöglichen die Arbeit mit stark vergrößerten Bildern, feiner Fokussierung und einer hohen NA.
Wichtigste Anwendungen
- Zellbiologie: Immersionsobjektive sind für die Beobachtung komplexer intrazellulärer Strukturen und Prozesse unverzichtbar. Von der Beobachtung subzellulärer Organellen bis hin zur Verfolgung der Zelldynamik bieten Immersionsobjektive die Klarheit und Detailgenauigkeit, die für das Verständnis zellulärer Funktionen erforderlich sind. Ölimmersionsobjektive eignen sich für Anwendungen, die eine 100fache oder höhere Vergrößerung erfordern.
- Histologie: Ölimmersionsobjektive spielen eine wichtige Rolle bei der Untersuchung von Gewebeproben für die Diagnose. Mit diesen Objektiven können Pathologen und Pathologinnen subtile zelluläre Anomalien erkennen, die zur genauen Diagnose von Krankheiten beitragen können.
- Untersuchung von Mikroorganismen: Mikrobiologen und Mikrobiologinnen verwenden Immersionsobjektive zur Untersuchung von Mikroorganismen, einschließlich Bakterien und Pilzen. Die hohe Auflösung dieser Objektive hilft, Arten zu identifizieren und das Verhalten von Mikroorganismen schneller und effektiver zu analysieren.
- Neurowissenschaften: In Wasser und Öl getauchte Objektive sind wertvoll für die Untersuchung der komplexen neuronalen Netzwerke und Verbindungen im Gehirn. Diese Linsen helfen Neurowissenschaftler:innen, die Geheimnisse der Gehirnstruktur und -funktion zu entschlüsseln.
- Materialwissenschaft: Immersionsobjektive sind nicht auf biologische Proben beschränkt. Materialwissenschaftler:innen nutzen diese Objektive, um die Mikrostruktur von Materialien zu analysieren, was die Entwicklung fortschrittlicher Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften erleichtert.
- Mehrphotonen-Fluoreszenzmikroskopie (MPFM): Die MPFM verwendet ebenfalls Wasser- und Ölimmersionsmethoden. Es handelt sich um eine effektive Bildauflösungstechnik zur Erforschung der Geheimnisse biologischer Proben. Hier werden Wellenlängen im nahen Infrarot für die Anregung mehrerer Bilder verwendet. Dies ermöglicht eine tiefere Durchdringung von optisch trüben Proben. Optische Eigenschaften wie Streuungskoeffizient und Brechungsindex sind in der Regel heterogen.
Hochwertige Ergebnisse
In Wasser und Öl getauchte Objektive sind eines der besten Beispiele dafür, wie innovative Technologie Details sichtbar machen und das Verständnis der Experten und Expertinnen für die Mikroskopie erweitern kann. Diese Objektive haben die Art und Weise, wie Zellen, Gewebe und Mikroorganismen erforscht werden, verändert. Das PreciPoint O8 Öl-Digitalmikroskop und Slide Scanner stellen eine Spitzenlösung für Ölimmersion, Scannen ganzer Objektträger und Ölmikroskopie dar. Es verwendet Öl- und Luftobjektive zum Scannen ganzer Objektträger und ausgewählter Interessensbereiche. Das O8 kann insbesondere in der hämatologischen und onkologischen Forschung eingesetzt werden.
Fazit
In der modernen Mikroskopie sind Wasser- und Ölimmersionsobjektive sehr wertvolle Werkzeuge, um hochwertige Diagnosen oder Forschungsergebnisse zu erzielen. Mediziner:innen und Forscher:innen nutzen sie, um die Einschränkungen von Objektiven hinsichtlich der Wellenlänge und der numerischen Apertur zu überwinden. Bei Wasserimmersionsobjektiven folgt das Licht von der Probe einem kontinuierlichen Weg, ohne auf Luftgrenzflächen zu treffen, die Verzerrungen oder Aberrationen verursachen könnten. Dadurch erhalten Sie schärfere und detailliertere Bilder, was besonders wichtig ist, wenn Sie mit transparenten oder durchscheinenden Proben arbeiten. Bei Ölimmersionsobjektiven befindet sich das Öl normalerweise zwischen der Probe und dem Objektiv. Aufgrund von Brechung und Reflexion ist der Lichtverlust minimal. Ölimmersionsobjektive sind besonders nützlich, wenn es darum geht, die höchstmögliche Auflösung und hohe Vergrößerungen zu erzielen. Zellbiologie, Histologie, Neurowissenschaften, Materialwissenschaften und andere sind einige der Hauptbereiche, in denen Wasser- und Ölmikroskopie eingesetzt werden. Das Öl-Digitalmikroskop O8 von PreciPoint scannt ganze Objektträger und Bereiche von Interesse in hoher Auflösung.
