Mikroskop / Mikroskope der Extraklasse

In immer mehr Bereichen der Industrie wird eine optische Vergrößerung von Objekten benötigt, ob nun in der Qualitätssicherung oder direkt in der Produktion. Dafür eignen sich Mikroskope, die es in den unterschiedlichsten Arten und Variationen gibt und entsprechend der Anwendung ausgewählt werden müssen.

Es gibt die klassische Variante der Mono- und Binokular-Mikroskope, bei denen man durch ein Okular (Monokular-Mikroskop) oder durch zwei Okulare (Binokularmikroskop) schaut. Dabei muss sich jeder Mitarbeiter für die Durchsicht, die Optik auf seine Sichtparameter immer wieder neu einstellen. Das Trinokular-Mikroskop verfügt über eine dritte Optik, für den Anschluss einer Digitalkamera oder eines Fotoapparates. Somit kann der Bediener zusätzlich die Prüfung der Objekte mit Bildern dokumentieren. Oder mit der Kamera auch für weitere Mitarbeiter die Bilder auf einen zusätzlichen Bildschirm oder Computer übertragen.

In der Industrie haben sich jedoch immer mehr digitale Mikroskope etabliert. Anstatt mit Okularen zu arbeiten, wird das Bild direkt auf einen digitalen Bildschirm übertragen und kann dort betrachtet werden. So sind Arbeiten im Team einfacher zu bewerkstelligen und Entscheidungen können effizienter gefällt werden. Die digitale Weiterverarbeitung der dargestellten Bilder wird dadurch auch vereinfacht. Je nach Ausstattung vom Mikroskop, kann man Bilder und zum Teil auch Videos auf einem Speichermedium hinterlegen, oder über eine PC-Anbindung direkt auf dem Computer speichern. Dabei sind mittlerweile auch Vermessungen über eine passende Software möglich, die auch für interne Protokolle Anwendung finden. Gerade im Bereich der Qualitätssicherung kann so schadhafte Ware aussortiert, oder die gewünschte Qualität sichergestellt werden.

Für die Auswahl des richtigen Mikroskops, muss einem klar sein, wie hoch die Vergrößerung der zu prüfenden Objekte ausfallen soll. Zusätzlich ist zu beachten, dass bei aufrechten Mikroskopen die Probengröße, der Arbeitsabstand und die Objektive in direktem Bezug zu einander stehen. Bedeutet je höher die Vergrößerung der Objektive ist, umso kleiner wird der Arbeitsabstand. Was auch bedeutet, dass der Prüfling von seinen Dimensionen, an den Arbeitsabstand von dem Mikroskop gebunden ist. Um auch klare Bilder zu erhalten mit optimaler Auflösung, ist eine homogene Ausleuchtung wichtig, die über standardmäßig in den Mikroskopen schon integrierte Halogenleuchtmittel oder LED’s sichergestellt ist. Sollte diese mal nicht ausreichen, kann über externe Beleuchtungseinheiten, entweder Ringbeleuchtung oder Schwanenhalslichtquellen, die Ausleuchtung erhöht werden. Die vergrößerte Darstellung kann, wie schon erwähnt, unterschiedlich wiedergegeben werden. Von direkter Livedarstellung auf einen Bildschirm, bis zum Sichern der Daten (Bilder und auch Videos) auf Speichermedien oder direkt auf dem Computer.

Eine optische Kontrolle von großen Prüflingen, innerhalb der Produktionsprozesse, würden die meisten Mikroskope durch Ihren Aufbau nicht zulassen. Da kommen dann durch Ihre kompakte Größe zum Beispiel USB-Mikroskope zur Anwendung. Über Kabel wird es an die USB-Schnittstelle eines Computers angeschlossen und kann direkt auf das Material aufgesetzt werden. Für die richtige Positionierung hilft ein durchsichtiger Abstandsring. Ebenfalls lassen sich die Geräte auch in zweckmäßige Stative einsetzten, sodass man beide Hände für Korrekturen frei hat.

Sollte die zweidimensionale Ansicht nicht ausreichen, ermöglicht Ihnen ein sogenanntes 3D-Mikoskop eine völlig neue Art der Darstellung. In einem Winkel von 45° erhalten Sie eine Rundumsicht (360°) von Ihrem Prüfling. Diese innovative Ansicht ist gerade im Prüfverfahren von Bauteilen sehr praktisch, um Fehler und Beschädigungen aufzudecken und zu dokumentieren.

Eine besonders hohe Auflösung wird dabei mit Licht im UV-Bereich erzielt. Denn zum einen bewirkt die kurze Wellenlänge des UV-Lichtes schon eine höhere Auflösung, zum anderen wird UV-Licht auch vom Präparat absorbiert (zum Beispiel von Proteinen und Aminosäuren); dadurch erhält man auch mehr Kontrast als bei anderen Wellenlängen. Organellen und kleine Strukturen sind unter dem Mikroskop somit auch ohne zusätzliche Kontrastverfahren deutlich sichtbar.

Mit einem Mikroskop können wir Objekte oder Materialien in vielfacher Vergrößerung ansehen oder bildlich darstellen. Kleinste Gegenstände, Pflanzen oder Insekten können zum Beispiel auf einem LCD-Monitor betrachtet und studiert werden. Mikroskope waren und sind ein wesentliches Hilfsmittel in der Biologie, Medizin und den Materialwissenschaften. Ein Mikroskop besteht im Wesentlichen aus zwei optischen Teilen, dem Objektiv und dem Okular, die durch den Tubus miteinander verbunden sind, einer Beleuchtungseinrichtung sowie dem Objekttisch und Stativ zur Halterung der optischen Teile.

Die Beleuchtungseinrichtung besteht in der Regel aus einer im Stativ eingebauten Mikroskop Lampe, die sich zum Kollektor (Linse oder Linsensystem dicht vor der Lampe) und der hinter diesem befindlichen Leuchtfeldblende justieren lässt. Der Kondensor vom Mikroskop ist ein oft kompliziertes Linsen- oder Spiegelsystem, das die Leuchtfeldblende in die Objektebene abbildet. Das Objektiv liefert ein vergrößertes reelles Zwischenbild des Objekts, welches mit dem Okular nochmals vergrößert betrachtet werden kann. Um das Objekt mit beiden Augen zu betrachten, wird ein Mikroskop mit zwei Okularen (Binokular Mikroskope) ausgestattet.

Mikroskop Vergrößerung
Die Mikroskop Vergrößerung ist das Produkt der Multiplikation von der Objektiv-Vergrößerung mit der Okular-Vergrößerung. Beispiel Stereo Zoom Mikroskop: Okulare 12,5-fach und Zoom-Objektiv 0,8-fach bis 4,0-fach ergeben eine Gesamt - Vergrößerung von 10-fach bis 50-fach usw.

Zoom - Vergrößerung
Die meisten Stereo Mikroskope weisen eine stufenlose, variable Einstellmöglichkeit der Vergrößerung mit außen liegendem Rändelring auf.

Arbeitsabstand
Es ist gut wenn ein freier Arbeitsabstand zwischen Arbeitsgut und unterster Objektivlinse vom Mikroskop besteht. In der Regel sind 80 bis 120 Millimeter, je nach Mikroskop Bauart ideal. Spezielle Arbeits-Mikroskope weisen einen Abstand von 200 bis 250 Millimeter auf. Typisch für gute Optiken sind 20 bis 25 Millimeter bei 10-fach Vergrößerung.

Sehfeld
Maßstab ist der Durchmesser des beobachteten Mikroskop Bildes bei 10-facher Vergrößerung. Er ist ein Qualitätsmerkmal jeder Optik und kann auch vom Laien sofort überprüft werden. Faustregel: Je niedriger die Vergrößerung, umso größer der Sehfelddurchmesser.

Zusammenhang zwischen Tiefenschärfe und Vergrößerung
Die Tiefenschärfe ist der Distanzbereich vor und hinter der Fokalebene, in dem das Bild "scharf" erscheint. Während die Tiefenschärfe von verschiedenen Faktoren abhängt, spielt die Vergrößerung vom Mikroskop eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Größe dieses Distanzbereichs. Im allgemeinen gilt: je stärker die Vergrößerung, umso geringer die Tiefenschärfe. Die Bildzusammensetzungsfunktion spielt daher eine wichtige Rolle in der Mikroskopie, und digitale Mikroskope ermöglichen eine wesentlich effizientere Erstellung von vollflächig scharf gestellten Bildern.

Tiefenschärfe
Ein Stereo Mikroskop zeigt bei einer niedrigen Vergrößerung oft eine Tiefenschärfe von zehn Millimetern, die damit den plastischen Bildeindruck erheblich steigert.

Auflösung und Kontrast des mikroskopischen Bildes einstellen

Unter demObjekttisch vom Mikroskop befindet sich der Kondensor, welcher aus einem Linsensystem und einer Irisblende, der Aperturblende besteht. Die Funktion dieser Blende im Hellfeld-Verfahren liegt in der optimalen Aufbereitung des Mikroskop Lichtes für das jeweilige Objektiv. Wird die Aperturblende des Mikroskop geöffnet, so steigt die Auflösung bei abnehmendem Kontrast. Beim Schließen ist umgekehrt eine Abnahme der Auflösung bei gleichzeitiger Kontrastzunahme erkennbar. Die Funktion der Aperturblende besteht somit darin, den für das jeweilige Präparat optimalen Kompromiss zwischen Auflösung und Kontrast einzustellen. Beim Phasenkontrast- oder Dunkelfeld Mikroskop hat die Aperturblende keine Funktion und wird zur Vermeidung von Störungen deshalb bei diesen Kontrastverfahren vollständig geöffnet.

Umschalten vom Mikroskop auf größere Objektive
Bringen sie die Zellen Ihres Präparates, die sie sich genauer ansehen möchten, durch Verschieben des Objektträgers in die Bildmitte, damit sie diese nach dem Umschalten des Objektives wieder finden. Schwenken sie nun mit dem Objektivrevolver vom Mikroskop das nächstgrößere Objektiv über das Präparat. Meistens ist das neue Bild schon fast scharf. Die Einstellung der Schärfe erfolgt nun nur noch mit dem Feintrieb vom Mikroskop. Beim nächstgrößeren Objektiv gehen sie genauso vor.

Was sie bei starken Vergrößerungen beachten sollten
Bei starken Vergrößerungen darf die Blende vom Mikroskop nicht zu weit zugezogen sein, da sie dann Linien im Bild doppelt sehen und das Bild unschärfer wird. Dann müssen sie die Blende weiter aufziehen. Sollte die Blende andererseits ganz offen sein, kann das Bild flau erscheinen, so dass sie kaum etwas erkennen können. Dann müssen sie die Blende weiter zuziehen. Bleibt trotz richtiger Einstellung ein flaues Bild bestehen, so ist wahrscheinlich das Okular oder das Objektiv vom Mikroskop verschmutzt. Sie sollten in diesem Fall die verschmutzten Linsenflächen reinigen.

Einstellen eines scharfen Bildes
Schließen sie die Blende am Kondensor etwa zur Hälfte. Bewegen sie nun langsam mit Hilfe des Grobtriebes das kleinste Objektiv vom Mikroskop auf das Präparat zu, wobei sie gleichzeitig durch das Okular schauen. Wenn sie die Zellen Ihres Objektes erkennen können, stellen sie mit dem Feintrieb vom Mikroskop die Bildschärfe genau ein. Regeln sie dabei die Helligkeit mit dem Regelknopf für die Beleuchtung auf eine Ihnen angenehme Lichtstärke. Besitzt Ihr Mikroskop keine regelbare Beleuchtung, schließen sie die Blende am Kondensor etwas mehr, wenn das Bild zu hell ist, bzw. öffnen sie, wenn das Bild zu dunkel ist.

Im Video vom PCE Mikroskop PCE-MM 200 (zu finden in unserem YouTube-Kanal ) wird gezeigt wie einfach Oberflächenuntersuchungen mit dem PC Mikroskop sind. Das PCE-MM 200 zeigt Objekte in „live“ Darstellung mit max. 200-facher Vergrößerung am Computerbildschirm. Brillante Bilder werden, dank der acht dezentral angebrachten LEDs, am PC wiedergegeben. Das zu vergrößernde Objekt wird optimal von allen Seiten ausgeleuchtet und ist noch dazu stufenlos dimmbar. Wenn das Objektiv nicht ausgefahren wird, ist das Mikroskop sogar als Webcam nutzbar. Zum Beispiel Pflanzen, Miniaturgegenstände oder kleine Lebewesen können auch von Kindern im Unterricht genau unter die Lupe genommen werden und alle verborgenen Details an die Oberfläche bringen. Selbst als Lesehilfe für Münzen und Briefmarken ist das kleine Mikroskop PCE-MM 200 ein ganz Großer, da mehr Bilddetails durch die 2 Megapixel zutage gebracht werden. Sehr nützlich ist auch die Messfunktion der Mikroskop Software, diese kann mit Hilfe einer kleinen Schablone mit mm- und Inch-Einteilung kalibriert werden. Danach kann man die Strecken bequem am Bildschirm ausmessen. Weitere Infos zu unserem USB Mikroskop finden Sie auch in diesem Bericht.

Die Einsatzmöglichkeiten der Mikroskope und Kameramikroskope sind nahezu grenzenlos.

Anwendung der Mikroskope
Bei der Anwendung der Mikroskope werden oft zwei entscheidende Fehler gemacht:

- Es wird eine zu hohe Vergrößerung eingestellt. Für die Beobachtung von einfachen, transparenten Objekt-Schnitten genügt für den Anfänger eine Vergrößerung zwischen 50x und 300x. Nur bei der Beobachtung von Objekten, die mit einem Mikrotom geschnitten und daher sehr dünn sind, ist eine höhere Vergrößerung sinnvoll. Ebenfalls werden sehr hohe Vergrößerungen (1000x und höher) bei der Beobachtung von Blutabstrichen eingesetzt.

- Das Präparat wird durch falsche Einstellung des Objektivs zerstört. Bei höheren Vergrößerungen lässt sich die Bildschärfe erst kurz bevor das Objektiv das Präparat berührt einstellen. Zur richtigen Einstellung wird das Objektiv deswegen dicht über das Präparat gefahren. Danach sieht man durch das Okular und stellt vorsichtig die Bildschärfe ein.

Anwendungsbeispiel von Mikroskopen im Bereich Elektronik
In der Elektronik wird für verschiedenste Anwendungen ein Mikroskop eingesetzt. Bei der Qualitätskontrolle der Platinen Fertigung und Bestückung werden stationäre Digitalmikroskope eingesetzt. Diese haben gegenüber den Lichtmikroskopen den Vorteil, dass der Prüfer bessere Orientierungsmöglichkeiten hat und so die Platine Segment für Segment prüfen kann. Die Prüfung kann direkt auf den großen Bildschirmen durchgeführt und dank der Speichermöglichkeiten, meistens per SD Karte, auch dokumentiert werden. Je nach Typ ist die Speicherung von Fotos, aber auch von Videos möglich. Die Platinen werden auf Kurzschlüsse und Leiterbahnunterbrechungen geprüft. Ebenfalls werden die Konturen der Leiterbahnen mit der Mustervorgabe mit Hilfe des Mikroskops verglichen. Die Bohrungen und Durchkontaktierungen werden auf Durchgängigkeit und Rückstande geprüft.

Der Lötstopplack wird mit dem Mikroskop einer optischen Prüfung unterzogen auf der gleichmäßigen Ausbreitung und Fleckenbildung. Sind die Platinen freigegeben und bestückt, werden Sie nochmals mit dem Mikroskop begutachtet. Bei ICs mit geringem Pinabstand wird zum einem geprüft, ob die Pins auf der entsprechenden Kontaktfläche liegen und ob sich im Lötbad Kurzschlüsse an den PINs gebildet haben. Bei SMD Bauteilen wird das Mikroskop zur Überprüfung der richtigen Bauteile eingesetzt, da die Beschriftung dieser nicht mit dem menschlichen Auge zu erkennen ist.

Selbstverständlich werden die Lötverbindungen auch auf gebrochene Lötstellen und sogenannten kalten Lötstellen untersucht. Kalte Lötstellen haben keine Verbindung zwischen dem Lot und dem entsprechenden Anschlusspin vom Bauteil. Die Detektion von kalten Lötstellen ist oft sehr schwierig, da sie schwer zu erkennen sind. Ohne ein Mikroskop ist dies selten möglich. Das Auffinden von kalten Lötstellen ist deshalb so wichtig, da diese häufig Ursprung von nicht mehr oder nur noch teilweise funktionierenden elektronischen Baugruppen sind.

Im Service und Reparatur Bereich von elektronischen Baugruppen werden auch Mikroskope eingesetzt. Da aber häufig die Demontage der Platine schwierig ist bzw. vermieden werden soll, werden hier kleine tragbare Digitalmikroskope eingesetzt. Entweder mit USB Anschluss, so dass der PC-Monitor als Bildschirm dient oder direkt mit einem Bildschirm am Mikroskop. Wie bei der Fertigung werden auch hier die Platinen auf gebrochene und kalte Lötstellen geprüft bzw. auf mögliche ungewollte Kurzschlüsse oder Leiterbahnunterbrechungen, die im Laufe der Benutzung entstanden sind. Darüber hinaus werden die Bauteile auf mögliche Haarrisse oder thermische Verformungen untersucht.

Reinigung der Mikroskope
Saubere Optiken sind eine wichtige Voraussetzung für gutes Mikroskopieren und einwandfreie Bilder. Bei der Verunreinigung ist Staub das größte Problem, zum einen stören die Verunreinigungen auf den Bildern, zum Anderen kann der Staub Glasflächen zerkratzen und auch Getriebe und Gleitflächen beschädigen. Der Schutz der Mikroskope vor Staub ist daher eine der wichtigsten Maßnahmen, um Schäden vorzubeugen. Daher die Mikroskope nach dem Arbeiten immer mit einer leicht zu reinigenden Haube abdecken und diese auch regelmäßig mit einem feuchten Tuch reinigen um zu verhindern, dass Staub von der Abdeckung in die Mikroskope gelangt. Offene Ausgänge am Tubus sollten daher ebenfalls immer abgedeckt werden. Bei der Reinigung von optischen Bauteilen ist die Art der Verunreinigung entscheidend. Dabei ist zwischen Staubteilchen (Glasabrieb von Objektträgern, Textilfusseln, Sand, ...) oder sonstigem Schmutz ( Fingerabdrücke, Rückstande von unsachgemäßen Reinigungsversuchen, ...) zu unterscheiden.

Wesentliche Bestandteile der Mikroskope
Die modernen Mikroskope können aus verschiedenen Komponenten bestehen. In der nachfolgenden Abbildung werden die wichtigsten Bestandteile erläutert. Kamera Mikroskope besitzen anstatt des Okulars oft eine LCD-Anzeige.

Das Stativ der Mikroskope und Kamera Mikroskope umfasst die folgenden Komponenten:

Der Mikroskop Fuß ist die Grundplatte der Mikroskope auf der sich alles andere aufbaut. Der Tubusträger ist die Säule, an welcher die Optik und der Objekttisch befestigt sind. Der Tubus ist das meist schräg, selten senkrecht verlaufende Rohr am oberen Ende der Mikroskope. Die mittig mit einem Loch versehene Arbeitsplatte nennt man Objekttisch. Für das Scharfstellen sind meist zwei Einstellräder vorhanden, der Feintrieb und der Grobtrieb. Alle weiteren Bestandteile der Mikroskope, die man zur Beleuchtung und Vergrößerung der Präparate benötigt, werden zur Optik gerechnet. Der Blick in die Mikroskope erfolgt durch das, sich im Tubus befindliche, Okular. Über dem Objekt angeordnet befinden sich die Objektive, die sich zum schnelleren Wechseln an einem Objektivrevolver befinden. Unterhalb des Objekttisches am Mikroskop befindet sich ein weiteres Linsensystem - der Kondensor. Zur Beleuchtung der Präparate dient eine Mikroskop Leuchte oder ein Spiegel.

Hinweise zum Mikroskopieren / Was sie vor dem Mikroskopieren beachten sollten:
- Mikroskope sicher und gerade aufstellen.
- Anschluss der Mikroskope an Steckdose.
- Das kleinste Objektiv sollte sich über dem Objekttisch befinden.
- Objekttisch ganz runter drehen.
- Kleines Objektiv am Revolver eindrehen.
- Beleuchtung einschalten.
- Objektträger so auflegen, dass das Objekt in der Mitte des Objekttischloches liegt.
- Objektträger mit den Klemmen auf dem Objekttisch der Mikroskope anbringen. 
- Okulare und Objektive der Mikroskope dürfen nicht verschmutzt sein. Sie sehen sonst ein flaues Bild.
- Tubus mit Grobtrieb an den Objektträger heranführen. Von der Seite beobachten, damit das Deckgläschen nicht zerdrückt wird.
- Mit der Blende die Ausleuchtung korrigieren. Je mehr die Blende geschlossen ist, desto schärfer ist das Bild.
- Das nächst größere Objektiv am Revolver einschwenken. Das Objekt muss deutlich zu sehen sein; wenn nicht, dann mit kleinerem Objektiv neu zentrieren.
- Vorsichtiges Scharfstellen - geringerer Objektabstand! Mit der Blende etwas aufhellen.
- Optisches Abtasten (Fokussierung) des Bildes durch minimales Drehen am Grobtrieb / Feintrieb.
- Eventuell Objektträger etwas verschieben, um die typische Struktur in die Mitte des Sehfeldes zu bringen.

Überwiegend werden Stereo Mikroskope zur Erkennung von inneren Merkmalen eingesetzt. Beim Einblick in die Stereo-Optik sehen unsere Augen unter zwei verschiedenen Winkeln das Bild des selben Objektes. Es entsteht ein dreidimensionaler, also räumlicher Eindruck.

Fluoreszenz
Der grüne Blattfarbstoff (Chlorophyll) von Pflanzen fluoresziert bei Anregung mit kurzwelligem Licht von Natur aus in intensivem roten Licht. Zur Beobachtung dieser Primärfluoreszenz ist keine weitere Präparation für den Einsatz der Mikroskope notwendig. Bei einer Sekundärfluoreszenz werden nicht selbst fluoreszierende Objekte mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert (Fluorochromierung). Ein bekannter Fluoreszenz-Farbstoff ist beispielsweise Acridinorange, durch welches Zellkerne (Chromatin und Nucleolen) bei Anregung mit blauem Licht eine grüne Fluoreszenz zeigen. Da die Fluoreszenz erst durch die Präparation mit dem Fluoreszenzfarbstoff erzeugt wird, spricht man auch von induzierter Fluoreszenz.

In der Immunfluoreszenz wird ein Fluoreszenzfarbstoff (meist FITC = Fluorescein-iso-thio-cyanat) mit einem Antikörper gekoppelt. Diese Antiköper können sehr spezifisch für bestimmte biologische Strukturen erzeugt werden. Die Bindung des Fluorochroms wird quasi durch den Antikörper vermittelt. Derartige Fluorochromierungen sind extrem selektiv, allerdings nicht ganz so intensiv wie bei der herkömmlichen Sekundärfluoreszenz.

Auflicht- und Durchlicht Stereo Mikroskope
Diese Mikroskope werden hauptsächlich für Beobachtungen von größeren Objekten genutzt. Einsatzgebiete sind z.B. die Untersuchung von Insekten, Pflanzen, Münzen oder in der Materialprüfung. Die meisten klassischen Auflicht Mikroskope haben einen Arbeitsabstand von über 40mm. Daher sind diese Mikroskope besonders gut für große Objekte oder bei der Materialprüfung geeignet. Vom Einblick werden diese Mikroskope meist als binokulare Modelle angeboten.

Digital Mikroskope
Die digitale Mikroskopie ist das Pendant zur konventionellen Licht Mikroskopie. Proben werden nicht mehr direkt durch das Okular am Mikroskop betrachtet, sondern als virtuelles Gesamtbild dargestellt, das nach Scannen der kompletten Probe in der gewünschten Auflösung am Monitor abgebildet wird. Ein integrierter Autofokus gewährleistet, dass das Bild immer im Fokus ist und somit scharf aufgenommen wird. Die durch den Scanning-Prozess erzeugten Einzelbilder werden anschließend automatisch überlagert, um ein großes, nahtloses Übersichtsbild zu erzeugen. Das fertige, virtuelle Bild kann dann in einer Datenbank gespeichert werden.

Durchlicht Mikroskope
Diese Mikroskope werden hauptsächlich für die Beobachtungen von dünnen durchscheinenden Präparaten und Flüssigkeiten genutzt. Einsatzgebiete sind z.B. die Untersuchung von Blut, Zellen oder Pflanzenproben. Die klassischen Durchlicht Mikroskope haben meist einen sehr geringen Arbeitsabstand von unter 4 mm. Daher sind diese Art von Mikroskope nur für besonders dünne Präparate geeignet. Die Präparate werden auf Glasträgern platziert und mit hauchdünnen Deckgläsern abgedeckt. Die Durchlicht Mikroskope werden mit einer meistens sehr hohen Vergrößerung angeboten ( von 40-fach bis über 1000-fach). Bei einer 1000-fachen Vergrößerung muss man, um eine brauchbare Schärfe zu erreichen, den Luftspalt zwischen Deckglas und Objektivlinse mit einem Tropfen Immersionsöl schließen. Bis 400-fach kann man mit jedem Gerät ohne spezielle Technik beobachten. Mit einem Wechsel der Okulare können die Vergrößerungen der Durchlicht Mikroskope noch erhöht werden.

Elektronen Mikroskope
Qualitativ oberhalb der von der PCE angebotenen Labor Mikroskope (Licht-Mikroskope) siedelt sich die Elektronen Mikroskope an. In einem derartigem Elektronenmikroskop werden anstelle von Licht Elektronen zur Abbildung verwendet. In dieser Art Geräte führt eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Elektronen zu einer kürzeren Wellenlänge und somit auch zu einer höheren Auflösung (da Elektronen wesentlich kürzere Wellenlängen besitzen als sichtbares Licht, können sie auch wesentlich kleinere Strukturen auflösen). Die ursprünglich erhaltenen Bilder sind schwarz-weiß, da Elektronen anstatt von Licht zur Abbildung verwendet werden. Der hierbei verwendete Elektronenstrahl wird mittels einer Wolfram-Kathode erzeugt. Mikroskope nach diesem Prinzip gibt es in zwei Typen, des Transmissions- und des Rasterelektronen-Types.

Das beste Auflösungsvermögen moderner Mikroskope beträgt bestenfalls 200 nm, beim REM 3 nm und beim TEM sogar 0,2 nm. Noch feinere Strukturen lassen sich mit dem Rastertunnel Mikroskop und dem Rasterkraftmikroskop auflösen.

Varianten der Elektronenmikroskopie:
Das Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
Hier wird ein dünnes Objekt von Elektronen durchstrahlt. TEM-Mikroskope entsprechen im Grundsatz der Durchlichtmikroskopie, bei der hauptsächlich die Absorption eine Rolle spielt. Zur Zeit liegt das Auflösungsvermögen bei ca. 0,05 nm.

Das Rasterelektronenmikroskop (REM)Scanning Elektron Microscopy (SEM)
Ein fein gebündelter Elektronenstrahl wird in einem bestimmten Raster über die mit Edelmetall bedampfte Probe geführt. Die von der Objektoberfläche emittierten Sekundärelektronen (Kontrast) werden als Signal gemessen und in ein optisches Bild umgewandelt. Um einen ungestörten Elektronenstrahl zu erreichen wird die Messung im Hochvakuum durchgeführt.

Das Rasterkraftmikroskop, Atomic Force Microscopy (AFM)
Diese Methode dient zur Oberflächendarstellung. Mit einer an einer Blattfeder befestigten "atomaren" Nadel wird die Probe in einem definierten Raster abgetastet. Durch die atomaren Kräfte wird der Abstand zur Oberfläche konstant gehalten. Die Verbiegung der Blattfeder wird durch Reflexion von Laserlicht mit optischen Sensoren aufgenommen und zeilenweise dargestellt. Je nach zu prüfender Rauigkeit werden laterale Unterschiede im Bereich 0,1 - 10 nm erfasst.

Das Rastertunnelmikroskop, Scanning Tunnelling Microscopy (STM)
Bei der Rastertunnelmikroskopie werden Oberflächen durch Messung des Stromflusses zwischen einer elektrisch leitenden Spitze und der ebenso leitenden Probe dargestellt. Nicht elektrisch leitende Proben müssen mit Gold, Graphit oder Chrom bedampft werden. Auch hier wird die Spitze in einem bestimmten Raster über das Objekt geführt.

Mono, Bino oder Trinokular
Mikroskope mit monokularem Einblick sind für den Start in die Mikroskopie von den Anschaffungskosten am günstigsten. Sie haben keine Einbußen durch den monokularen Einblick. Für längeres und wirklich entspanntes Beobachten sind Mikroskope mit binokularem Einblick besser geeignet. Mit zwei Augen kann man über längere Zeit entspannter beobachten. Binokulare Mikroskope haben neben Normteilen auch eine komplexere Prismenanordnung und eine hellere Beleuchtung.

Das Röntgenmikroskop
Bei der Röntgenmikroskopie nutzt man Röntgenstrahlung als Bestrahlungsquelle. Durch die kürzere Wellenlänge der Röntgenstrahlung erhält man eine gegenüber Licht viel höhere Auflösung. Auch weitere Wechselwirkungen (Durchdringungsvermögen) der Probe mit den Röntgenstrahlung können gemessen werden. Ein großer Vorteil der Röntgenmikroskopie ist, dass die Proben dicker als bei der Elektronenmikroskopie sein können. Ebenso ist keine elektrische Leitfähigkeit der Oberfläche nötig, biologisches Material muss weder gefärbt, noch in ein Trägermaterial eingebettet sein oder in extrem dünne Proben geschnitten werden.

Das Konfokalmikroskop
Diese Mikroskopart ist eine besondere Form der Licht- bzw. Fluoreszenzmikroskopie: Hierbei werden sehr dünne optische Schnitte "gescannt" und zu einem 3D-Bild zusammengesetzt. Da alle Schnitte optisch scharf abgebildet sind, entsteht ein durch und durch fokussiertes 3D-Bild.

Für Anwendungen die bildlich festgehalten werden sollen, gibt es noch trinokulare Mikroskope oder so genannte Kamera Mikroskope. Das sind Binokulare Mikroskope mit einem zusätzlichen Tubus. Hier kann während der Beobachtung eine USB - Kamera aufgesetzt werden, welche die Beobachtungen aufnimmt. Die aufgenommenen Bilder können anschließend auf einen PC oder Laptop übertragen werden. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit an Binokulare Mikroskope ein Microokular anzuschließen. Dieses Mikro-Okular wird einfach in die Okularaufnahme der Mikroskope eingesetzt. Das Mikro-Okular bietet Ihnen so die Möglichkeit Ihre vorhandenen Mikroskope kostengünstig zu einem Video Mikroskop oder als Kamera Mikroskope aufzurüsten und somit auf den neuesten Stand der Technik zu bringen.

Anforderungen an die Mikroskope
An die Ausstattung der Mikroskope werden durch den speziellen Einsatzzweck bestimmte Anforderungen gestellt. Normale Mikroskope mit einer Vergrößerung von 400 bis 600-fach im Hellfeld sind normalerweise ausreichend. Besondere Beleuchtungseinrichtungen wie eine Phasenkontrasteinrichtung, ein Dunkelfeldverfahren sowie eine kräftige regelbare Halogenbeleuchtung ermöglichen ein erkennen einzelner Details der kontrastarmen Objekte, ohne das Präparat ein zu färben.

Mikroskope und Kameramikroskope bei der PTB