Dunkelfeldmikroskopie

Beispiel: Kutikula eines 22 Stunden alten Embryos von Drosophila melanogaster im Dunkelfeld.

Die Dunkelfeldmikroskopie ist eine optische Methode zur Untersuchung von Objekten, die aufgrund ihrer geringen Größe weit unter der Wahrnehmungsgrenze des menschlichen Auges liegen und deshalb ohne technische Hilfsmittel nicht oder nur eingeschränkt betrachtet werden können. Es handelt sich um eine spezielle Variante der Lichtmikroskopie, durch die mit Hilfe speziell ausgestatteter Mikroskope insbesondere durchsichtige und kontrastarme Objekte ohne vorherige Färbung untersucht werden können. Dies ist bei Durchlichtbeleuchtung nur unzureichend möglich. Besonders von Vorteil für einige spezielle Anwendungen ist die Tatsache, dass ohne die Notwendigkeit zur Färbung auch lebende Objekte beobachtet werden können.

Prinzip und technische Umsetzung

Dunkelfeldmikroskop mit Zentralblende (Beschreibung siehe Text)

Bei der Dunkelfeldmikroskopie wird das von der Lichtquelle des Mikroskops kommende Licht am Objektiv vorbei geleitet. Nur Licht, das durch die Präparate im Strahlengang gestreut wird, gelangt in das Objektiv und erzeugt dort ein Bild mit hellen Strukturen auf dunklem Untergrund. In diesem Bild sind damit allerdings fast immer nur die äußeren Konturen der Objekte im Präparat, jedoch keine oder nur wenig innere Strukturen wie zum Beispiel zelluläre Bestandteile erkennbar. Zur Erzeugung des Strahlengangs im Dunkelfeldmikroskop gibt es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten: zum einen die Nutzung einer als Zentralblende bezeichneten ringförmigen Blende, zum anderen die Verwendung spezieller Dunkelfeldkondensoren.

Zentralblende (Draufsicht)

Normale Durchlichtmikroskope können mit Hilfe einer Zentralblende für Dunkelfelduntersuchungen genutzt werden. Diese Zentralblende (1) weist einen lichtdurchlässigen Ring auf und fokussiert damit das Licht der Lichtquelle zusammen mit einem normalen Kondensor (2) in Form eines Kegelmantels. Vom Objekttisch (3) mit dem Objektträger (4) ausgehend verläuft das Licht somit am Objektiv (6) vorbei. Das von den Strukturen im Präparat gebeugte Licht (5) gelangt in das Objektiv. Eine solche Zentralblende kann als Einschubblende je nach Bedarf in den Strahlengang des Mikroskops gebracht werden.

Alternativ kann, vor allem in speziellen Dunkelfeldmikroskopen, ein Dunkelfeldkondensor genutzt werden. Dieser führt das von der Lichtquelle des Mikroskops kommende Licht durch Reflexion an speziellen Spiegeln kegelmantelförmig am Objektiv vorbei. Dabei wird in der Regel ein stark konvex gewölbter Spiegel in Kombination mit einem Spiegel in Form eines Kegelstumpfes verwendet.

Dunkelfeldmikroskopie mit Hilfe von Zentralblenden ist einfacher in der Herstellung und Handhabung der notwendigen optischen Bauteile und damit auch preisgünstiger und weiter verbreitet als die Nutzung von speziellen Dunkelfeldmikroskopen. Allerdings hat ein mit einer Zentralblende erzeugtes Dunkelfeld keinen absolut dunklen Hintergrund. Darüber hinaus ist diese Methode auf Objektive mit einem Abbildungsmaßstab bis etwa 40:1 beschränkt. Aus beiden Gründen werden für höhere Ansprüche Mikroskope mit Dunkelfeldkondensoren eingesetzt.

Anwendungen

Die Dunkelfeldmikroskopie ist in der Biologie und Medizin nur für einige spezielle Anwendungen von Bedeutung. Mit ihr lassen sich zum Beispiel durchsichtige Wasserkleinstlebewesen (Plankton) beobachten. Des Weiteren wird dieses Verfahren für den mikroskopischen Nachweis einiger Krankheitserreger in der klinischen Mikrobiologie und zum Betrachten von Chromosomen in der Genetik genutzt. Auch zum Nachweis von Metallpartikeln im „optisch leeren Schnitt“ von biologischem Gewebe kann die Dunkelfeldmikroskopie genutzt werden.^[1] Von wesentlich größerer Relevanz in der Biologie und Medizin ist die vom Prinzip her verwandte Phasenkontrastmikroskopie. Die Dunkelfeldbeleuchtung wird zudem in der Physik unter anderem im Rahmen des Millikan-Versuchs genutzt, bei dem die Dunkelfeldtechnik die Beobachtung von Öltröpfchen in einem Kondensator ermöglicht.^[2] Für die Bestimmung der Elementarladung eines Elektrons durch dieses Experiment erhielt Robert Andrews Millikan im Jahr 1923 den Nobelpreis für Physik.

Alternativmedizin

Die Nutzung der Dunkelfeldmikroskopie in der Alternativmedizin als Diagnoseverfahren zur Blutuntersuchung nach Günther Enderlein (Isopathie) beruht auf wissenschaftlich nicht anerkannten Annahmen zur Morphologie von Mikroorganismen (sogenannter Pleomorphismus). Eine wissenschaftliche Studie zur Erkennung von Krebs durch die Dunkelfeldmikroskopie erbrachte im Jahre 2005 keinen Nachweis für deren Eignung.^[3] Ein weiterer alternativmedizinischer Bluttest, der mittels Dunkelfeldmikroskopie durchgeführt wird, ist die Dunkelfeldblutdiagnostik nach von Brehmer. Diese geht auf den Pharmakologen Wilhelm von Brehmer zurück und wird zur Früherkennung von Krebserkrankungen eingesetzt. Ein Nachweis der Eignung fehlt jedoch. Bei diesem Bluttest wird nach Propionibacterium acnes (alias Siphonospora p.) gesucht, der ein typischer Bestandteil der Hautflora ist, und im Rahmen der Blutabnahme leicht den Ausstrich verkeimen kann.

Einzelnachweise

1. ↑ Nachweis anorganischer Substanzen: 8. Allgemeiner Nachweis von Metallen. In: Benno Romeis, Peter Böck (Hrsg.): Mikroskopische Technik. 17. Auflage. Urban & Schwarzenberg, München/Wien/Baltimore 1989, ISBN 3-541-11227-1, S. 429.
2. ↑ Robert Andrews Millikan: The Isolation of an Ion, a Precision Measurement of its Charge, and the Correction of Stokes's Law. In: Physical Review (Series I). 32, Nr. 4, 1911, S. 349–397, doi:10.1103/PhysRevSeriesI.32.349.
3. ↑ Samer El-Safadi, Hans-Rudolf Tinneberg, Friedel Brück, Richard von Georgi, Karsten Münstedt: Erlaubt die Dunkelfeldmikroskopie nach Enderlein die Diagnose von Krebs? Eine prospektive Studie. In: Forschende Komplementarmedizin und Klassische Naturheilkunde/Research in Complementary and Classical Natural Medicine. 12, 2005, S. 148–151, doi:10.1159/000085212.

Literatur

• Das Mikroskop und seine optischen Nebenapparate: 3. Dunkelfeldmikroskopie. In: Benno Romeis, Peter Böck (Hrsg.): Mikroskopische Technik. 17. Auflage. Urban & Schwarzenberg, München/Wien/Baltimore 1989, ISBN 3-541-11227-1, S. 11–12

Weblinks

• Christian Linkenheld: Dunkelfeld-Mikroskopie mit der Zentralblenden-Methode. 2002, abgerufen am 30. April 2009. 
• Christian Linkenheld: Dunkelfeldmikroskopie mit speziellen Dunkelfeld-Kondensoren. 2002, abgerufen am 30. April 2009 (mit Animation zum Strahlengang). 
• Irene K. Lichtscheidl (Hrsg.): Dunkelfeld. Abgerufen am 30. April 2009 (Theoretische Einführung und Anleitung zur praktischen Anwendung).