DIC-Mikroskope
Die meisten Anwender arbeiten bei der Verwendung eines Mikroskops mit Hellfeldbeleuchtung. Leider liefert sie bei vielen biologischen Proben nur ein kontrastarmes Bild, auf dem nur wenige Details zu erkennen sind. Selektive Färbemittel können verwendet werden, um den Kontrast im Hellfeld zu verstärken, aber es besteht die Gefahr, dass die Färbemittel für lebende Zellen toxisch sein können. Im Vergleich zur Hellfeld-Mikroskopie, sind bei der DIC-Mikroskopie (DIC steht dabei für Differential-Interferenz-Kontrast) keine Färbemethoden notwendig, um deteillierte Strukturen an einer Vielzahl von biologischen Proben mit größerem Kontrast darzustellen. Diese Kontrastmethode nutzt polarisiertes Licht und Unterschiede in der Dicke oder optischen Dichte der Probe, die zu einer Phasenverschiebung des durch sie hindurchgehenden Lichts führen.
DIC wird mit bestimmten Leica Mikroskopen angeboten. Diese Methode kann für die Beobachtung von Zellen oder Geweben in einer Vielzahl von biowissenschaftlichen oder forensischen Anwendungen nützlich sein. Die DIC-Mikroskopie kann auch bei bestimmten Anwendungen der Material- und Mineralienuntersuchung hilfreich sein.
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Was ist DIC-Mikroskopie und wofür wird sie verwendet?
DIC ist Differential-Interferenz-Kontrast, ein optisches Kontrastverfahren für die Mikroskopie, mit dem ungefärbte Strukturen in den Zellen biologischer Proben mit ausreichendem Kontrast und Auflösung beobachtet werden können. Es kann auch helfen, kleine Höhenunterschiede auf den Oberflächen von Materialien sichtbar zu machen. Zur Beleuchtung der Probe wird ausschließlich polarisiertes Licht verwendet. Das polarisierte Licht wird in zwei unterschiedliche Lichtstrahlen mit einer orthogonalen Polarisationsebene aufgeteilt. Da die Strahlen in der Probe unterschiedliche Brechung oder Streuung erfahren, kommt es zu unterschiedlichen Phasenverschiebungen. Wenn sich diese Lichtstrahlen wieder vereinigen, überlagern sie sich und werden elliptisch polarisiert. Diese Polarisation kann mit einem Analysator in eine Amplitudenverschiebung umgewandelt werden. In den DIC-Bildern können Phasenverschiebungen beobachtet werden, die Unterschieden von nur einem Tausendstel einer Wellenlänge entsprechen (wenn sie mit einem Kamerasensor erfasst werden). DIC-Mikroskopie-Bilder sind reliefartig und scheinen einen Schatten zu haben.
Wie richten Sie ein DIC-Mikroskop ein?
Ein DIC-Mikroskop ist ein Weitfeldmikroskop mit einem Polarisationsfilter und Wollaston-Prisma zwischen Lichtquelle und Kondensorlinse sowie zwischen Objektivlinse und Kamerasensor oder Okularen. Weitere Informationen zur Einrichtung finden Sie in diesen Artikeln: Differential-Interferenz-Kontrast (DIC) und Metallographie
Das Licht einer Lichtquelle durchläuft einen Filter und wird um 45° polarisiert. Nach dem Durchgang durch ein Wollaston-Prisma wird das Licht in senkrecht polarisierte Teile getrennt, von denen der eine 0° und der andere 90° polarisiert ist. Die Kondensorlinse fokussiert das Licht auf die Probe, die somit durch zwei kohärente parallele Lichtstrahlen mit unterschiedlicher Polarisation beleuchtet wird. Unterschiede in der Probendicke oder Brechungsindex-Änderungen in der Probe führen dazu, dass beide Lichtstrahlen beim Durchgang der Probe jeweils unterschiedliche optische Weglängen durchlaufen.
Das Ergebnis ist eine Phasenverschiebung eines Strahls im Vergleich zum anderen. Nach dem Durchgang durch das Objektiv und einem weiteren Wollaston-Prisma wird das rechtwinklig polarisierte Licht wieder zu einem um 135° polarisierten Licht rekombiniert. Je nach den Unterschieden in den optischen Weglängen führt die Interferenz der beiden Strahlen zu konstruktiven (aufhellenden) oder destruktiven (dunkelnden) Interferenzen, wodurch kaum sichtbare Strukture mit Hellfeld jetzt mit DIC sichtbar werden.
Schließlich wird das direkt durchgelassene Licht, das keine Phasenverschiebung erfahren hat, durch den Polarisationsfilter (auch Analyzer genannt) entfernt, der nur 135° polarisiertes Licht durchlässt. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel: Differential-Interferenz-Kontrast (DIC)
Häufig gestellte Fragen zu DIC-Mikroskopen
Ein DIC-Mikroskop ähnelt einem herkömmlichen Hellfeldmikroskop, mit dem Unterschied, dass zwischen der Lichtquelle und der Kondensorlinse sowie zwischen dem Objektiv und dem Kamerasensor oder den Okularen ein Polarisationsfilter und ein Wollaston-Prisma verwendet werden. Weitere Informationen finden Sie in diesen Artikeln: Differential-Interferenz-Kontrast (DIC) und Metallographie
Anfang der 1950er Jahre erfand Georges Nomarski dieses Konstrastverfahren der Mikroskopie, das als Differential-Interferenz-Kontrast oder DIC bezeichnet wird. Diese Technik ist auch heute noch weit verbreitet. Weitere Einzelheiten finden Sie in diesen Artikeln: Eine kurze Geschichte der Lichtmikroskopie und des Differential-Interferenz-Kontrasts (DIC)
Ja, ein DIC-Mikroskop kann mit einer Kamera zur Aufzeichnung von DIC-Bildern ausgestattet werden, die mit dieser Kontrastmethode erstellt werden.
