Das Licht- oder Verbundmikroskop ist ein Werkzeug, das jedem Biologiestudenten wahrscheinlich begegnet. Das Verständnis der Vorteile des Lichtmikroskops gibt Einblicke in die Beherrschung seiner Nützlichkeit für den Unterricht oder die Klinik. Die vielen experimentellen Techniken, die für den Einsatz am Lichtmikroskop perfektioniert wurden, die einfache Handhabung und die relativ kostengünstig im Vergleich zu anderen Mikroskoptypen machen es zur bevorzugten Wahl für viele Biowissenschaften Anwendungen.
Lichtmikroskopie und Zellbiologie
Da Zellen nicht mit bloßem Auge betrachtet werden können, ist die Mikroskopie eine Schlüsselkomponente für die Untersuchung von Zellstruktur und -funktion. Ein Lichtmikroskop verwendet eine Lichtquelle, um die Probe in einem hellen Feld zu beleuchten. Die Probe wird gefärbt, um Strukturen, die normalerweise durchscheinend oder fast farblos sind, dunkler als der Hintergrund zu machen und leichter zu erkennen. Eine andere Mikroskopietechnik ist die Fluoreszenzmikroskopie. Anstatt eine dunkle Färbung auf einem hellen Hintergrund zu verwenden, werden die Zellen mit Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt und auf einem dunklen Hintergrund betrachtet.
Dutzende experimenteller Verfahren entwickelt
Die Untersuchung von Gewebe mit Lichtmikroskopie wird seit mehr als 50 Jahren praktiziert. Die Lichtmikroskopie ist die am leichtesten zugängliche Form der Mikroskopie weltweit und immer noch eine der wichtigsten Trainingstools für Pathologen oder Ärzte, die Krankheiten durch Untersuchung von mikroskopischem Gewebe diagnostizieren Struktur. Tausende von Labors auf der ganzen Welt haben Dutzende von experimentellen Verfahren perfektioniert, und viele davon werden frei zugänglich gemacht. Die Kombination aus geringen Kosten und der großen Menge an biologischen Informationen, die ein Lichtmikroskop liefert, macht es zu einem unschätzbaren Werkzeug für Forschung und Medizin.
Chemische Färbungen und Lichtmikroskopie
Die Beobachtung einer Probe unter dem Lichtmikroskop erfordert die Hilfe von farbigen chemischen Farbstoffen. Diese blauen, roten, grünen und braunen Flecken werden mit einer klaren Chemikalie namens Permount auf dem Gewebe fixiert, die an der Luft aushärtet. So kombiniert halten diese chemischen Flecken und das Gewebe viele Jahre, ohne zu verblassen, so dass Wissenschaftler dieselbe Probe über lange Zeit ohne Farbverlust untersuchen können. Der Verlust der Sichtbarkeit ist eine Einschränkung der Fluoreszenzmikroskopie, da die Fluoreszenzfarbstoffe mit der Zeit verblassen.
Einfaches Zoomen
Die Fähigkeit des zusammengesetzten Mikroskops, leicht zwischen der Beobachtung des Schwanzes eines kleinen Fisches mit dem 50-fachen seines zu zoomen die tatsächliche Größe, um die Arterien in seinem Schwanz mit dem 400-fachen der tatsächlichen Größe zu sehen, ist von anderen Arten von nicht erreicht Mikroskope. Pathologen untersuchen Biopsien oder kleine Gewebestücke, die mit einer Nadel entfernt wurden, unter einem zusammengesetzten Mikroskop und zoomen oft hinein und heraus, um eine optimale Beurteilung zu erhalten. Das zusammengesetzte Lichtmikroskop bleibt die beste Option für diese Art der Forschung.
Vorteile der Fluoreszenzmikroskopie
Die Fluoreszenzmikroskopie bietet dem Betrachter mehr visuelle Details, da Fluoreszenzfarbstoffe auf bestimmte Strukturen innerhalb der Zelle abzielen können. Fluoreszierende Moleküle in der Zellprobe, Fluorophore genannt, absorbieren Licht einer Wellenlänge und emittieren Licht einer anderen Wellenlänge. Fluoreszierende Farbstoffe können mit spezifischen Proteinen und Antikörpern verwendet werden, um Strukturen und sogar einzelne Moleküle innerhalb der Zelle hervorzuheben. Fluoreszenzmikroskopietechniken ermöglichen die Verwendung mehrerer Farbstoffe in einer Probe.
Nachteil von Lichtmikroskopen
Die Mikroskopie-Technologie ist in den letzten Jahrzehnten explodiert, wobei einige der fortschrittlicheren Mikroskope detailliertere Informationen liefern als das klassische zusammengesetzte (Licht-)Mikroskop. Fluoreszenzmikroskope ermöglichen es Wissenschaftlern, zwei verschiedene Proteine an derselben Stelle in einer Zelle zu sehen, indem rote und grüne Markierungen verwendet werden, die sich zu einer gelben Farbe überlappen. Elektronenmikroskope zeigen die dreidimensionalen Merkmale der Zelloberfläche. Um einen Nachteil des Lichtmikroskops zu nennen, besitzt es einige der fortschrittlichen Fähigkeiten der Fluoreszenz- oder Elektronenmikroskopie nicht, da es nur weißes Licht verwendet. Die Preise für Elektronenmikroskope und Fluoreszenzmikroskope liegen jedoch zwischen Zehntausenden und Hunderttausende von Dollar, während ein zusammengesetztes Mikroskop derzeit für so wenig wie gekauft werden kann $100.