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B L I T Z L I C H T
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Abb 4: A. Ronchi-Gitter außerhalb der Fokusebene.
B. Ronchi-Gitter im Fokus
tät. Zusätzlich zu den bisher bekannten
Methoden wie Confocal Laser Scanning
Microscope (CLSM) und Nipkow Konfokales
Mikroskop gibt es nun eine dritte
Variante, das Konfokale Grid-System (CGS)
(Abb. 2).
OptoLine kann an viele bereits vorhandenen
Hellfeld- und Fluoreszenzmikroskope
adaptiert werden. Es arbeitet in Verbindung
mit einem PC-Arbeitsplatz und einer
CCD-Kamera. Das System verwandelt wissenschaftliche
Auflicht- und Inversmikroskope,
zum Beispiel von Leica, Nikon,
Olympus und Zeiss, in ein vollwertiges
Konfokalmikroskop. Mit den ermittelten
Bilddaten werden optische Sektionierung,
Bildstapelverarbeitung für 2D- und 3D-
Rendering ermöglicht. OptoLine ist damit
eine weniger kostenintensive Lösung für
industrielle und biologische Anwendungen
der Konfokalmikroskopie, für Hellfeldund
Fluoreszenzmikroskopie.
Das Prinzip
Der sogenannte OptoLine-Slider wird im
Strahlengang des Mikroskops installiert.
Hierbei wird eine vorhandene Öffnung des
Mikroskopes verwendet, oder es wird modifiziert.
Das Objektiv dient als Projektions-
sowie auch als Abbildungsoptik. Ein
eindimensionales Streifenbild (Gitter) mit
einfacher Ortsfrequenz wird auf das Objekt
projiziert und bildet die Objektoberfläche
umgekehrt auf dem Sensor der CCD-
Kamera ab. Hierbei kommt das sogenannte
Ronchi-Ruling-Prinzip zum Einsatz (Abb.
3).
Das Objekt kann weiterhin bei entsprechend
eingestelltem Strahlteiler durch die
Okulare betrachtet werden. Die Aufnahme
der konfokalen Schichtbilder wird am Monitor
in Echtzeit dargestellt. Bei dem Ver-
B
fahren des konfokalen Gittersystems wird
die geringe Tiefenschärfe des Auflichtmikroskops
ausgenutzt (Abb. 4).
Nur die Objektbereiche, die innerhalb der
Fokusebene liegen, werden scharf abgebildet,
die unscharfen Bereiche dagegen nicht.
Das Verstellen des Objekttisches entlang
der Z-Achse ermöglicht die Aufnahme mehrerer
Bildschichten. Die Aufnahme der
Schichten wird automatisch über eine Software
gesteuert. Die Art und Weise wie man
zu scharfen Bild kommt, unterscheidet sich
damit von der eines traditionellen Laser-
Scanning-Mikroskops. Die Ergebnisse sind
jedoch mit denen eines CLSM direkt vergleichbar.
Die laterale Auflösung eines
CLSM ist geringfügig besser, die axiale Auflösung
ist aufgrund der Eigenschaften der
Objektive gleich.
Anders als die konventionelle Mikroskopie
verarbeitet OptoLine nur Bilddaten, die
sich in der Fokusebene befinden, ohne Berücksichtigung
der unscharfen Bereiche.
Die Bilder werden nach einem patentierten
Verfahren aufgenommen und miteinander
verrechnet. OptoLine verarbeitet inkrementale
Fokusebenen, genannt „optische
Schnitte“, die so fein einstellbar sind, wie
es die Stellvorrichtung des Mikroskops erlaubt.
Diese Schnitte werden über eine
CCD-Kamera auf dem Computermonitor
dargestellt und auf der Festplatte zur späteren
Bildverarbeitung gespeichert.
Mit der Fähigkeit, digitale optische Schnitte
zu erzeugen, bietet OptoLine eine Vielseitigkeit,
die ideal für die 3D-Darstellung
stark strukturierter Proben ist. Es können
nicht nur Dimensionen entlang der optischen
Achse direkt gemessen werden, sondern
es können auch Stapel der optischen
Schnitte für die Erzeugung von 3D-Modellen
einer Probe verwendet werden.
Schlußfolgerung
Der Erfinder des konfokalen Grid-Systems,
Tony Wilson von der Universität Oxford, sieht
in dem neuen System ein absolut innovatives
Verfahren, das ab sofort jedem Wissenschaftler
die Möglichkeit bietet, mit kostengünstiger
konfokaler Technik zu arbeiten.
Abb 6: oben: Zellen mit Lichtmikroskop aufgenommen.
unten: Zellen mit CGS OptoLine aufgenommen.
OptoLine erweist sich als wichtige Neuerung
in der Analyse von Objekten die eine
echte Tiefenverarbeitung und dreidimensionale
Analyse erfordern. Es erweist sich
als kostengünstiges, einfach zu bedienendes
System für die Aufnahme konfokaler
Bilder. OptoLine wird in zukünftigen Studien
ein wichtiges Mikroskopsystem darstellen.
Kontakt
klughammer gmbh
Anneliese Schmaus
Marketing Managerin
Strassbach 9
D-85229 Markt Indersdorf
Tel.: 08136-6011
Fax: 08136-7098
eMail: info@klughammer.de
www.klughammer.de
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Abb 5: A. Pollen mit
Lichtmikroskop
aufgenommen.
B. Pollen mit CGS
OptoLine aufgenommen
Abb 7: Dreidimensionale Darstellung eines
konfokalen Stacks, aufgenommen mit CGS
OptoLine
20 | Nr. II/2001 |transkript LABORWELT