Zusammenfassung
Die digitale Mikroskopie bietet Forscher:innen heutzutage erhebliche Vorteile, wie z.B. eine höhere Effektivität, Geschwindigkeit, Genauigkeit und qualitativ hochwertige Bilderzeugnisse. Ein Mikroskop mit einem großen Sichtfeld ist für Pathologinnen und Pathologen sowie andere Anwender:innen besonders nützlich, da es eine umfassendere Sicht auf die Objektträger ermöglicht. Die Objektivlinse ist eine entscheidende Komponente moderner Mikroskope, die sowohl die Qualität des Mikroskops als auch die Gesamtergebnisse stark beeinflusst. Wichtig ist, dass das Sichtfeld der Kamera auf das Mikroskop abgestimmt ist und die Anforderungen erfüllt. Die Vergrößerung spielt dabei eine entscheidende Rolle. Eine höhere Vergrößerung führt in der Regel zu einem kleineren Sichtfeld. Im folgenden Artikel wird erläutert, warum dies wichtig ist und wie man die besten Ergebnisse erzielt.
Die Rolle von Objektiven in der digitalen Mikroskopie
In der digitalen Mikroskopie gehört das Objektiv zu den wichtigsten Komponenten eines Mikroskops. Objektive mit einem großen Sichtfeld bieten erhebliche Vorteile, da sie für die primäre Bilderzeugung von grundlegender Bedeutung sind und die Qualität der Abbildung einer Probe entscheidend beeinflussen. Außerdem spielen sie eine Schlüsselrolle für die Vergrößerung und Auflösung des Bildes.
Aufbau von Objektiven
Mikroskopobjektive sind komplex aufgebaut. Sie stellen das erste optische Element dar, auf das das Licht auf seinem Weg von der Probe zur Bildebene trifft. Der Begriff „Objektiv“ referenziert auf ihre Nähe zum abzubildenden Objekt. Die großen Mikroskophersteller bieten verschiedene Modelle mit unterschiedlichen Eigenschaften an, zugeschnitten auf die spezifischen Bedürfnisse ihrer Kunden.
Beleuchtung
Objektive werden mit einer breiten Palette von Beleuchtungsverhältnissen und Korrekturstufen für primäre optische Aberrationen angeboten. Moderne Objektive bestehen aus mehreren hochwertigen Glaselementen für eine exzellente Leistung. Durch die Fortschritte des letzten Jahrhunderts bei Konstruktionstechniken und Materialien wurden die Objektive erheblich verbessert, so dass sie gängige optische Aberrationen wie Koma, Astigmatismus und Feldkrümmung korrigieren können. Moderne Mikroskope, insbesondere solche mit großem Sichtfeld, zeichnen sich durch verbesserte Benutzerfreundlichkeit und Leistung aus.
Mikroskopobjektiv: Vorteile eines großen Sichtfelds
Die Breite des Sichtfelds ist ein entscheidender Faktor eines Mikroskops. Bei der Betrachtung durch ein Mikroskopokular oder eine wissenschaftliche Kamera wird der gesamte beobachtete Bereich als Sichtfeld bezeichnet. Ein möglichst großes Sichtfeld ist oft erwünscht, da es den Durchsatz erhöht, zu genaueren statistischen Messungen führt und den Zeitaufwand am Mikroskop verringert.
Limitierende Faktoren
Mehrere Elemente können das Sichtfeld eines Mikroskops einschränken. Dazu gehören die Objektivlinse, der Innendurchmesser des Tubus, die Okulare, der Sensor der wissenschaftlichen Kamera und der Kameraadapter. Um eine optimale Bildqualität zu erreichen, muss das Sichtfeld des Mikroskops auf das der wissenschaftlichen Kamera abgestimmt werden. Diese Ausrichtung maximiert die Informationserfassung und minimiert die Vignettierung. In der Regel sind Mikroskope so konstruiert, dass sie das größtmögliche Sichtfeld innerhalb ihrer Spezifikationen bieten.
Große und scharfe Abbildungen
In der Pathologie benötigen Sie ein Mikroskop mit einem großen Sichtfeld, einem großen Arbeitsabstand und einer hohen numerischen Apertur (NA), um große und scharfe Bilder einer Probe zu erfassen. Außerdem muss das weite Sichtfeld des Objektivs mit einer Vielzahl von Immersionsmedien kompatibel sein, um qualitativ hochwertige Bilder aufzunehmen. Herkömmliche Objektive gestalten diese Aufgabe besonders schwierig. Aus diesem Grund verwenden viele Fachkräfte ein Schmidt-Objektiv mit Mehrfachimmersion, das aus einem sphärischen Spiegel und einer asphärischen Korrekturplatte besteht.
Vielseitigkeit
Sie können die vielseitigen Bildgebungsverfahren nutzen, indem Sie scharfe Bilder von Proben in einer Vielzahl von Medien wie Luft, Wasser, Benzylalkohol/Benzylbenzoat, Dibenzylether und Ethylcinnamat aufnehmen. Darüber hinaus eignet sich dieses Vorgehen auch für die In-vivo-Bildgebung neuronaler Aktivität. Die Prinzipien dieser Bildgebungstechnik können auf verschiedene Modalitäten ausgedehnt werden, einschließlich Weitfeld-, Konfokal- und Lichtblattmikroskopie.
Schärfe und Klarheit
Mikroskope mit Objektiven, die ein großes Sichtfeld bieten, sind speziell für die Aufnahme von Bildern mit Tiefe, optimaler Schärfe und Klarheit konzipiert. Solche Mikroskope eignen sich ideal für die detaillierte Abbildung von Proben, insbesondere von Geweben, und sind mit verschiedenen Techniken zur Gewebeentnahme kompatibel. In Verbindung mit einem ultralangen Arbeitsabstand ermöglichen diese Mikroskope das problemlose Betrachten großer Proben und ganzer Organe und bieten eine außergewöhnliche Klarheit und Detailgenauigkeit.
Verhältnis zwischen Sichtfeld und Vergrößerung
Bei der Arbeit mit Mikroskopen und Objektiven ist es wichtig zu wissen, dass das Sichtfeld mit zunehmender Vergrößerung abnimmt. Für ein größeres Sichtfeld ist ein Objektiv mit geringerer Vergrößerung erforderlich. Umgekehrt führt eine höhere Vergrößerung zu einem kleineren Sichtfeld. Ein weit verbreiteter Irrglaube unter medizinischen Fachkräften ist, dass eine höhere Vergrößerung immer besser ist. Eine zu starke Vergrößerung kann jedoch dazu führen, dass ein kleinerer Bereich mit geringerer Auflösung betrachtet wird, was möglicherweise zu einem leeren Feld führt. Ein wesentlicher Vorteil eines größeren Sichtfelds ist die Möglichkeit, eine höhere Auflösung zu erzielen und gleichzeitig einen größeren Sichtbereich zu erhalten.
Die beste Vergrößerung
Sie fragen sich vielleicht, mit welchem Mikroskop Sie am besten beginnen sollten. Ein Mikroskop mit 4-facher Vergrößerung bietet die geringste Vergrößerung und ist eine ausgezeichnete Wahl für Anfänger:innen, da es das breiteste Sichtfeld bietet. Dies ermöglicht eine klare und umfassende Sicht auf die Probe und erleichtert die Identifizierung und Fokussierung auf bestimmte Interessensbereiche. Das breite Sichtfeld des Objektivs ermöglicht es, einen größeren Teil des Präparats zu betrachten, was besonders für Erstuntersuchungen und eine allgemeinere Übersicht nützlich ist.
Einstellung der Vergrößerung
Die meisten Objektivlinsen sind parfokal. Ist eine Objektivlinse also scharf gestellt, bleiben auch die anderen scharf, wenn Sie die Vergrößerung z.B. von 4x auf 10x änder. Beim Übergang zu höheren Vergrößerungen kann jedoch eine leichte Anpassung der Feinfokussierung erforderlich sein. Wenn Sie mit einem Objektiv mit 4-facher Vergrößerung beginnen, sind oft nur minimale Anpassungen der Fokussierung erforderlich. Für Einsteiger in die Mikroskopie ist es ratsam, mit einer 4-fachen Vergrößerung zu beginnen. Die Verwendung höherer Vergrößerungen kann manchmal zu Frustration führen, wenn die erwünschten Ergebnisse nicht einfach zu erzielen sind. Mit einer niedrigeren Vergrößerung lassen sich die Ziele leichter erreichen und die Probe besser verstehen.
Fazit
Ein großes Sichtfeld ist eines der wichtigsten Merkmale moderner Objektive in der digitalen Mikroskopie. Für Forschende ermöglicht diese Eigenschaft die Aufnahme von Bildern in sehr hoher Qualität. Für Anfänger:innen ist ein weites Sichtfeld besonders vorteilhaft, da es Frustrationen vermeidet, die oft mit der Verwendung höherer Vergrößerungen verbunden sind. Niedrigere Vergrößerungen bieten ein breiteres Sichtfeld und sind damit ein idealer Ausgangspunkt für Anfänger:innen. Die Verwendung von Mikroskopen mit einem größeren Sichtfeld erleichtert die Aufnahme von tiefen, großflächigen Bildern mit optimaler Schärfe und Klarheit. Darüber hinaus verbessern fortschrittliche Aberrationskorrekturen die Qualität der Bilder und gewährleisten präzise und detaillierte Beobachtungen.
