Die Geschichte des Mikroskops

Welche Arten von optischen Mikroskopen gibt es?

Zusammengesetztes Mikroskop, Life-Science Mikroskop


Allgemein kann man sagen, dass es zwei verschiedene Mikroskoptypen gibt: Zusammengesetzte Mikroskope (auch als Lichtmikroskope bekannt), die ein Monobild (2D) produzieren und Stereomikroskope, die ein Stereobild (3D) produzieren. Genauer gesagt müsste man eigentlich fast alle modernen Mikroskope als zusammengesetzte Mikroskope (Compound Mikroskope) bezeichnen, da ein Stereomikroskop im Wesentlichen aus zwei nebeneinander angeordneten zusammengesetzten Mikroskopen besteht. Da wir die unterschiedlichen Stereomikroskoptypen bereits eingehend besprochen haben, werden wir uns nun auf die verschiedenen Mono, Compound Mikroskope konzentrieren.


Die verschiedenen zusammengesetzter Mikroskope


Zusammengesetzte Mikroskope gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen, wobei jede einzelne einem spezifischen Zweck dient. Während sich die optischen Prinzipien bei allen zusammengesetzten (Compound-) Mikroskopen gleichen, unterscheiden sie sich doch in ihrer Anwendung und den Bildern, die sie produzieren. Nachstehend werden wir die am häufigsten verwendeten zusammengesetzten Mikroskoptypen besprechen


Ein Hinweis zur Terminologie: Aufrechte Mikroskope


Wir haben bereits die Begriffe "Zusammengesetztes Mikroskop" und "Lichtmikroskop" kennen gelernt. Diese beiden Begriffe werden allgemein für Standard-Mikroskope vom untenstehenden Typ verwendet, sie sind allerdings Oberbegriffe für alle optischen Mikroskoptypen. Um die Dinge zu vereinfachen, benutzen manche Hersteller den Begriff aufrechtes Mikroskop, wenn sie sich auf ein herkömmliches zusammengesetztes Mikroskop für den Einsatz in biowissenschaftlichen Anwendungsbereichen beziehen, nicht um es anders zu benennen, sondern um einfach den Mikroskoptyp näher zu beschreiben. Nichtsdestotrotz bleibt die Terminologie eine Grauzone und ist weitgehend inkonsistent.


Aufrechte" Life-Science Mikroskope für biowissenschaftliche Anwendungen


"Aufrechte" Life-Science Mikroskope sind sicherlich die am häufigsten verwendeten Mikroskope und in unendlichen Variationen, Größen, Einsatzmöglichkeiten (z.B. Beleuchtungstechnik), Ausführungen und Preisen verfügbar. Allerdings lassen sich die am weitesten verbreiteten Versionen dieser Mikroskope durch die folgenden Eigenschaften charakterisieren.




  • Binokulare Okulare, die ein Monobild wiedergeben
  • Hochleistungsobjektive
  • Präzisionsobjektträger

Das abgebildete aufrechte Life-Science Mikroskop(mit freundlicher Genehmigung von Olympus) besitzt eine Reihe von Beleuchtungsoptionen, Trinokulartubus (zur Bilderfassung), Präzisions-Objektträger und bis zu 1000x Vergrößerung.


Auch andere Hersteller bieten ein umfangreiches Spektrum aufrechter Life-Science Mikroskope mit unterschiedlichen Optionen und Konfigurationen an, unter anderem: Zeiss, Nikon und Leica. Das Ergebnis ist eine schier endlose Auswahl an aufrechten Life-Science Mikroskopen, wobei jedes einzelne einem bestimmten Zweck dient.


Umgekehrte oder "inverse" Mikroskope


Ein inverses Mikroskop ist im Wesentlichen ein auf den Kopf gestelltes "aufrechtes" Life-Science Mikroskop. Bei diesem Mikroskoptyp schaut das Objektiv von unten auf das Objekt, also genau anders herum wie bei den üblichen Mikroskopen. Sie werden häufig für die Untersuchung von Zellkulturen in Flüssigkeiten eingesetzt, da der "flache" Teil des flüssigen Präparats gleichzeitig auch die Basis der Flüssigkeit ist (d.h. der Boden des Behälters).




Das abgebildete inverse Life-Science Mikroskop (mit freundlicher Genehmigung von Olympus) besitzt eine Reihe von Beleuchtungsoptionen, optionale Bilderfassungsfunktion, Präzisionsobjektträger und bis zu 400-fache Vergrößerung.


Auf dem Markt sind zahlreiche weitere vergleichbare Systeme von verschiedenen Herstellern erhältlich, unter anderem von: Zeiss, Nikon und Leica.


Forschungsmikroskope


Der Begriff "Forschungsmikroskop" bezeichnet Life-Science Mikroskope mit besonders hohen Spezifikationen. Üblicherweise bieten Forschungsmikroskope eine Reihe von fortschrittlichen Beleuchtungstechniken sowie umfangreiche Bildverarbeitungssoftware zur Analyse der erfassten Bilder, wodurch sich diese Mikroskope als leistungsstarke Werkzeuge für High-End-Forschung auszeichnen. Sie kosten auch erheblich mehr als "normale" Routine-Mikroskope. Professionelle Forschungsmikroskope können aufrecht oder invers sein, da der Begriff "Forschung" nur als Beschreibung der erweiterten Funktionsfähigkeit dient.


Das abgebildete Forschungsmikroskop (mit freundlicher Genehmigung von Olympus) ist ein aufrechtes Life-Science Mikroskop mit erweiterten Beleuchtungsoptionen und Automatisierungsmöglichkeit mit Bilderfassungs- und Analyselösungen.


Naturgemäß stellen Benutzer von Forschungsmikroskopen spezifische Anforderungen an die Instrumente, deshalb findet man auf dem Markt ein schier endloses Spektrum an forschungsspezifischen Mikroskopen. Weitere Hersteller sind unter anderem: Zeiss, Olympus, Nikon und Leica.


Metallurgische Mikroskope


Ein metallurgisches Mikroskop ist eine einfache Version eines aufrechten zusammengesetzten Mikroskops, das zur Untersuchung von Metallproben aber auch für Kunststoffe, Keramik und andere Materialien verwendet wird. Da solche Proben Festkörper sind (und kein Licht weiterleiten), verfügen metallurgische Mikroskope meist nur über Auflichtbeleuchtung, jedoch über umfangreiche Vergrößerungsoptionen, um eine detaillierte Untersuchung der Oberflächenstruktur zu ermöglichen (beispielsweise, um Metallermüdung festzustellen).



Das abgebildete metallurgische Mikroskop (mit freundlicher Genehmigung von Olympus) ist ein kompaktes, mit allen für metallurgische Untersuchungen benötigten Funktionen ausgestattetes Mikroskop mit Vergrößerungsoptionen von bis zu x1000 und verschiedenen Bilderfassungsoptionen. Weitere vergleichbare Systeme sind von verschiedenen Herstellern erhältlich, unter anderem von: Zeiss, Nikon und Leica.


Messmikroskope


Messmikroskope sind im Wesentlichen zusammengesetzte (Compound-) Mikroskope, die um einen hochpräzisen Messtisch erweitert wurden. Im Okular wird ein Fadenkreuz angezeigt, das präzise Punkt-zu-Punkt-Messungen (X, Y-Achse) ermöglicht. Messungen in der Z-Achse (vertikal) sind durch differenzierten Fokus, d.h. durch Anvisieren eines Punktes auf einer Ebene und anschließende Fokussierung einer anderen Ebene möglich. Die geringe Tiefenschärfe mit hoch vergrößernden Objektiven gewährleistet präzise Ergebnisse. Messmikroskope werden üblicherweise zur Maßkontrolle von Präzisionskomponenten (zur Qualitätskontrolle) eingesetzt und bieten eine Messgenauigkeit von bis zu 1 Mikron (0,001 mm).


Das abgebildete Messmikroskop (mit freundlicher Genehmigung von Mitutoyo) ist ein einfaches Modell für Routinemessungen.


Weitere hochentwickelte Messmikroskope sind von Vision Engineering, Olympus und Nikon erhältlich.


Digitalmikroskope


Digitalmikroskope sind an sich technisch gesehen keine Mikroskope; allerdings sind sie heute inzwischen in allen Bereichen zu finden und sollten daher in unserer Liste nicht fehlen. Genau wie bei den optischen Mikroskopen gibt es auch bei Videomikroskopen eine Vielzahl von Optionen und Konfigurationen, vom einfachen Digitalmikroskope bis hin zu hochentwickelten Videomesssystemen, allerdings sollten Digitalmikroskope nicht als Ersatz für optische Mikroskope betrachtet werden, sondern nur als weiterer verfügbarer Instrumententyp, der in bestimmten Situationen andere bzw. zusätzliche Optionen bieten kann.


Digitalmikroskope ermöglichen einfache Bildverarbeitung und effiziente elektronische Bilderfassung und kosten zum Teil nur sehr wenig; sie können daher für Aufgaben, die nur eine geringere Vergrößerung erfordern, als Alternative zu einem Stereomikroskop eingesetzt werden (das Digitalbild ist allerdings 2D). Es sind aber auch Digitalmikroskope mit höheren Vergrößerungsfaktoren verfügbar, die eine direkte Alternative zu den Verbundmikroskopen darstellen.

History of the microscope