Phasenkontrast

Phasenkontrast ist eine Lichtmikroskopietechnik, die Kontrast aus den Phasenverschiebungen des durchscheinenden Probenmaterials gewinnt. Viele biologische Proben, wie lebende Zellen, sind transparent und wirken im herkömmlichen Hellfeld oft unsichtbar. Phasenkontrast wandelt diese Phasenunterschiede in sichtbare Helligkeitsunterschiede um, ohne Proben zu färben.

Funktionsprinzip: Das Licht einer Probe besteht aus einem ungestreuten Anteil und einem gestreuten Anteil, der durch die Struktur der Probe eine Phasenverschiebung erfährt. In einem Phasenkontrastmikroskop wird dem ungestreuten Licht ein definierter Phasenversatz zugefügt, typischerweise rund 90 Grad, durch eine Phasenplatte im Objektiv (oder Phasenring) und eine passende Ringblende bzw. Phasenring in der Kondensorbahn. Die beiden Lichtanteile interferieren in der Bildebene, wodurch Unterschiede in der Phasenlage als Helligkeitsunterschiede sichtbar werden. So entsteht Kontrast, obwohl die Probe kaum Absorption zeigt.

Geschichte: Phasenkontrast wurde in den 1930er-Jahren von Frits Zernike entwickelt; dafür erhielt er 1953 den Nobelpreis für Physik.

Anwendungen und Grenzen: Die Methode wird vor allem in der Biologie und Medizin eingesetzt, um lebende, unveränderte Zellen und klare Strukturen sichtbar zu machen. Sie erfordert spezielle Optik und Feinabstimmung; Artefakte wie Halo- oder Schatteneffekte können auftreten. Sie ist weniger geeignet für stark pigmentierte Proben. Variationen wie der Differential-Interferenz-Kontrast (DIC) ergänzen Phasenkontrast durch unterschiedliche Prinzipien.