Konfokalmikroskop
Ein Konfokalmikroskop ist eine Variante des Lichtmikroskopes, das optische Schnitte mit mikroskopischer Auflösung in räumlich ausgedehnten Objekten erzeugen kann. Mit einem Computer können diese Schnittbilder schichtweise zu einer räumlichen Darstellung zusammengesetzt werden.
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Prinzip
In einem "normalen" Lichtmikroskop ist das Bild eine Überlagerung aus einer scharfen Abbildung der Punkte im Fokus und einer unscharfen Abbildung der Punkte außerhalb. In einem Konfokalmikroskop dagegen passiert das vom Präparat ausgehende Licht (reflektiertes, transmittiertes oder auch Fluoreszenzlicht) eine Lochblende oder einen schmalen Schlitz. Dadurch wird das Licht von außerhalb der Fokusebene ausgeblendet und erreicht nicht den Detektor (meist ein Photomultiplier oder ein CCD-Chip). Das Ergebnis ist eine deutliche Reduzierung des Streulichts. Die effektive Auflösung ist dadurch auch ohne Zunahme der Vergrößerung viel höher als in einem herkömmlichen Lichtmikroskop. Aus diesem Grund ermöglicht dieses konfokale Prinzip z.B. die Untersuchung kleiner Details von Zellen in Gewebeschnitten (in situ).
Technische Ausführung
Es gibt zwei Grundtypen von konfokalen Mikroskopen. Die konfokalen Laser-Rastermikroskope und die konfokalen Weißlichtmikroskope.
Konfokales Laser-Rastermikroskop
Die meisten - aber keinesfalls alle - Konfokalmikroskope sind Laser-Rastermikroskope (oder CLSM für confocal laser scanning microscope). Bei diesen wird ein Laser-Brennfleck sehr schnell zeilenweise in einer Objektebene bewegt. Das Licht aus dem Brennfleck wird auf eine kleine Lochblende (engl. pinhole) abgebildet, hinter der sich ein lichtempfindlicher Empfänger befindet. Aus dem Empfängersignal wird dann zeilenweise im Computer ein (Schnitt-)Bild zusammengesetzt.
Typische Laser-Scanning-Mikroskope sind komplexe Systeme, die aus folgenden Komponenten bestehen:
- einem klassischen Mikroskop-Stativ
- einem sogenannten Scan-Kopf
- Ansteuerelektronik und -optik für diesen Scankopf
- Computer zur Steuerung der Hardware, Signalerfassung, -auswertung, -darstellung und -archivierung
Konfokales Weißlichtmikroskop
Verwendet man weißes Licht anstelle eines Lasers, so werden auch Farbabbildungen mit einem konfokalen Mikroskop möglich. Allerdings lässt sich weißes Licht nicht mit so hohen Intensitäten auf das Objekt fokussieren, wodurch sich die Beobachtungszeiten verlängern. Darum verfügen konfokale Weißlichtmikroskope meist über mehrere parallele Strahlengänge, die eine gleichzeitige Beobachtung mehrerer Stellen auf dem Objekt ermöglichen. Mit geschickten Anordnungen wie einer Nipkow-Scheibe zur Strahlführung ist so eine Abbildung in Echtzeit möglich.
Siehe auch
Weblinks
Optical Microscopy Primer (englisch) Umfangreiche Linksammlung zu detaillierten Beschreibungen der Mikroskopie, u.a. auch virtuelle Konfokalmikroskope