MikroskopieTechniken

MikroskopieTechniken bezeichnet die Gesamtheit der Verfahren, mit denen Strukturen im Maßstab von Mikrometern und darunter sichtbar gemacht werden. Sie beruhen auf unterschiedlichen Wechselwirkungen von Proben mit Licht, Elektronen oder berührungslosen Messprinzipien und reichen von klassischer Lichtmikroskopie bis zu modernen Scan- und Superauflösungsansätzen. Die Wahl der Technik hängt von Probenart, benötigter Auflösung und gewünschtem Kontrast ab.

Die Lichtmikroskopie nutzt sichtbares Licht. Typische Unterkategorien sind Hellfeld, Dunkelfeld, Phasenkontrast und differential interference contrast (DIC), sowie Fluoreszenz- und Konfokalmikroskopie. Fluoreszenzmikroskopie ermöglicht markierte Strukturen sichtbar zu machen, während die Konfokaltechnik optische Schnitte erzeugt. Die Auflösung wird durch die Wellenlänge des Lichts und die Apertur des Systems begrenzt.

Elektronenmikroskopie liefert deutlich höhere Auflösung, benötigt jedoch Vakuum und oft eine aufwendige Probenvorbereitung. TEM (Transmissionselektronenmikroskopie) erzeugt Querschnittabbildungen der Probeninnenstruktur, SEM (Rasterelektronenmikroskopie) liefert Oberflächenabbildungen. Typische Anwendungen finden sich in Materialwissenschaft, Biologie und Nanotechnologie.

Rasterkraftmikroskopie (AFM) und andere Scanprobe-Methoden nutzen mechanische Interaktionen zwischen einer feinen Spitze und der Probe, um Topografie, mechanische Eigenschaften und Molekülformen abzubilden. Diese Techniken arbeiten ohne Optik im klassischen Sinn und benötigen oft nur geringe Probenvorbereitung.

Superauflösende Mikroskopie, zu den Verfahren STED, PALM und STORM, nutzt Fluorophor-Marker und räumliche oder zeitliche Überlagerung, um Auflösungen jenseits des Abbe-Limits zu erreichen. Anwendungen umfassen Biologie, Materialwissenschaft und Nanotechnologie; oft werden Techniken kombiniert, etwa in der Correlative Light and Electron Microscopy (CLEM).