Ein kleines Immersionsöl-Fläschchen
Immersionsöl-Fläschchen von RreichertJörg Weiß,
vom 01.05.2018
Immersionsöl wird gebraucht, um bei Immersionsobjektiven den Spalt zwischen der Frontlinse des Objektives und dem Deckglas zu überbrücken. Der im Vergleich zur Luft höhere Brechungsindex des Öls sorgt dann dafür, dass mehr Licht das Objektiv erreicht. Dies führt zu einem helleren aber auch detailreicheren Bild, da über zusätzliche Nebenmaxima auch mehr Bildinformationen transportiert werden.
Bereits im 1678 erschienenen Buch „Microscopium“ von Robert Hooke wurde die Anwendung von Immersionsflüssigkeit diskutiert, um den Brechungsindex des optischen Wegs zu vereinheitlichen und dadurch klarere und hellere Bilder zu erzielen (Wikipedia).
vom 01.05.2018
Immersionsöl wird gebraucht, um bei Immersionsobjektiven den Spalt zwischen der Frontlinse des Objektives und dem Deckglas zu überbrücken. Der im Vergleich zur Luft höhere Brechungsindex des Öls sorgt dann dafür, dass mehr Licht das Objektiv erreicht. Dies führt zu einem helleren aber auch detailreicheren Bild, da über zusätzliche Nebenmaxima auch mehr Bildinformationen transportiert werden.
Bereits im 1678 erschienenen Buch „Microscopium“ von Robert Hooke wurde die Anwendung von Immersionsflüssigkeit diskutiert, um den Brechungsindex des optischen Wegs zu vereinheitlichen und dadurch klarere und hellere Bilder zu erzielen (Wikipedia).
In der Wikipedia finden wir zum Funktionsprinzip der Immersion:
Die erzielbare Auflösung eines Objektivs und damit des ganzen mikroskopischen Systems hängt von seinem effektiven Öffnungswinkel ab: Je mehr Licht aufgefangen werden kann, das aus verschiedenen Richtungen das Präparat durchquert hat, desto größer ist der summierte Informationsgehalt und desto besser ist die erzielbare Auflösung. Diese wird für ein Objektiv als numerische Apertur (NA) angegeben. Die NA ist durch den Öffnungswinkel des Objektives und den Brechungsindex ni des Mediums zwischen Objektiv und Präparat definiert.
NA = n ⋅ sin α
n : Brechungsindex des Immersionsmediums bzw. von Luft
α : halber Öffnungswinkel
Luft hat einen niedrigen Brechungsindex von näherungsweise 1. Wenn Licht aus wässrigen oder eingebetteten biologischen Präparaten in Luft übertritt, wird es daher durch die auftretende Brechung von der optischen Achse weggelenkt. Bei der Verwendung eines Deckglases tritt der gleiche unerwünschte Effekt am Übergang vom Deckglas zur Luft auf. Der Teil des Lichts, der so stark abgelenkt wurde, dass er vom Objektiv nicht mehr aufgefangen werden kann, ist für die Mikroskopie verloren und mit ihm sein Informationsgehalt.
Beim Mikroskopieren wird das Objekt meist mit einem Deckglas zugedeckt. Das Licht des Gegenstandes wird zuerst beim Übergang ins Deckglas gebrochen und dann nochmals beim Übergang in den Zwischenraum zwischen Deckglas und Objektiv. Beim zweiten Übergang kann es zur Totalreflexion kommen, wenn der Zwischenraum mit einem optisch dünneren Medium als Glas gefüllt ist. Die Menge an Licht, die ins optische System gelangt, wird dann vermindert. Durch Verwendung eines Immersionsöls, das etwa denselben Brechungsindex wie Glas hat, kann Totalreflexion vermieden werden.
Immersionsmedien haben einen deutlich höheren Brechungsindex als Luft, so dass die beschriebene unerwünschte Brechung weg von der optischen Achse nicht oder zumindest weniger stark auftritt. Mehr Licht und damit mehr Information kann vom Objektiv aufgefangen werden. Die Auflösung verbessert sich. Die Auflösungsgrenze, das heißt die kleinste auflösbare Struktur, kann beispielsweise nach dem Rayleigh-Kriterium bestimmt werden, welches zum Beispiel bei der Fluoreszenzmikroskopie Anwendung findet (siehe auch Auflösung (Mikroskopie)):
d min = 0.61 ⋅ λ NA
λ : Wellenlänge des verwendeten Lichts.
Die Auflösung hängt über die Numerische Apertur des verwendeten Objektivs vom Brechungsindex des Immersionsmediums ab. In der angegebenen Formel entspricht d dem Abstand, den zwei punktförmige, fluoreszierende Strukturen, die beide in der Schärfeebene (xy-Ebene) liegen, mindestens haben müssen, um als getrennte Strukturen aufgelöst werden zu können. Entlang der optischen Achse (z-Richtung) ist die Auflösung schlechter.
Die erzielbare Auflösung eines Objektivs und damit des ganzen mikroskopischen Systems hängt von seinem effektiven Öffnungswinkel ab: Je mehr Licht aufgefangen werden kann, das aus verschiedenen Richtungen das Präparat durchquert hat, desto größer ist der summierte Informationsgehalt und desto besser ist die erzielbare Auflösung. Diese wird für ein Objektiv als numerische Apertur (NA) angegeben. Die NA ist durch den Öffnungswinkel des Objektives und den Brechungsindex ni des Mediums zwischen Objektiv und Präparat definiert.
NA = n ⋅ sin α
n : Brechungsindex des Immersionsmediums bzw. von Luft
α : halber Öffnungswinkel
Luft hat einen niedrigen Brechungsindex von näherungsweise 1. Wenn Licht aus wässrigen oder eingebetteten biologischen Präparaten in Luft übertritt, wird es daher durch die auftretende Brechung von der optischen Achse weggelenkt. Bei der Verwendung eines Deckglases tritt der gleiche unerwünschte Effekt am Übergang vom Deckglas zur Luft auf. Der Teil des Lichts, der so stark abgelenkt wurde, dass er vom Objektiv nicht mehr aufgefangen werden kann, ist für die Mikroskopie verloren und mit ihm sein Informationsgehalt.
Beim Mikroskopieren wird das Objekt meist mit einem Deckglas zugedeckt. Das Licht des Gegenstandes wird zuerst beim Übergang ins Deckglas gebrochen und dann nochmals beim Übergang in den Zwischenraum zwischen Deckglas und Objektiv. Beim zweiten Übergang kann es zur Totalreflexion kommen, wenn der Zwischenraum mit einem optisch dünneren Medium als Glas gefüllt ist. Die Menge an Licht, die ins optische System gelangt, wird dann vermindert. Durch Verwendung eines Immersionsöls, das etwa denselben Brechungsindex wie Glas hat, kann Totalreflexion vermieden werden.
Immersionsmedien haben einen deutlich höheren Brechungsindex als Luft, so dass die beschriebene unerwünschte Brechung weg von der optischen Achse nicht oder zumindest weniger stark auftritt. Mehr Licht und damit mehr Information kann vom Objektiv aufgefangen werden. Die Auflösung verbessert sich. Die Auflösungsgrenze, das heißt die kleinste auflösbare Struktur, kann beispielsweise nach dem Rayleigh-Kriterium bestimmt werden, welches zum Beispiel bei der Fluoreszenzmikroskopie Anwendung findet (siehe auch Auflösung (Mikroskopie)):
d min = 0.61 ⋅ λ NA
λ : Wellenlänge des verwendeten Lichts.
Die Auflösung hängt über die Numerische Apertur des verwendeten Objektivs vom Brechungsindex des Immersionsmediums ab. In der angegebenen Formel entspricht d dem Abstand, den zwei punktförmige, fluoreszierende Strukturen, die beide in der Schärfeebene (xy-Ebene) liegen, mindestens haben müssen, um als getrennte Strukturen aufgelöst werden zu können. Entlang der optischen Achse (z-Richtung) ist die Auflösung schlechter.
In der Regel ist das 100x - Objektiv ein Immersionsobjektiv und es macht Sinn, auch den Kondensor zu immergieren, wenn man schon das Öl benutzt. Auch wenn einige Mikroskopiker die "Öl-Panscherei" scheuen und daher die höchste Vergrößerung nur ungern benutzen.
Verschiedene Immersionsöl-Flaschen: links die moderne Variante als Kunstoff-Tropfflasche, rechts eine alte Pipettflasche mit eingeschliffener Pipette.
Heutzutage bekommt man Immersionsöl in kleinen Kunstoffflaschen mit Tropfer, ähnlich den Flaschen für Augentropfen. Die Flasche im Bild oben ist übrigens unbeschriftet, weil herablaufendes Öl die Farbe der Beschriftung aufgelöst hat ...
Auch Glasflaschen mit eingeschliffenen Pipetten waren eine Zeit lang üblich. Beide haben ihre Nachteile, was in der Regel dazu führt, dass zu viel Öl auf dem Glas landet oder eine feiste Luftblase oben auf dem Öl schwimmt. Natürlich gibt es unzählige Tipps und Regeln, um das zu vermeiden.
Auch Glasflaschen mit eingeschliffenen Pipetten waren eine Zeit lang üblich. Beide haben ihre Nachteile, was in der Regel dazu führt, dass zu viel Öl auf dem Glas landet oder eine feiste Luftblase oben auf dem Öl schwimmt. Natürlich gibt es unzählige Tipps und Regeln, um das zu vermeiden.
Klaus Henkel schreibt dazu in seiner umfassenden Mikrofibel (S. 125):
Zum Umgang mit dem Immersionsölfläschchen. Die Tülle des Fläschchens flach bis leicht schräg dicht über die Kondensorlinse oder das Deckglas halten und geduldig warten, bis ein Tropfen von selbst her-
aus fließt. Nicht auf das Plastikfläschchen drücken, damit es schneller geht, weil dann fast immer Luftblasen dabei sind. Selbstverständlich darf man es auch niemals schütteln.
Zum Umgang mit dem Immersionsölfläschchen. Die Tülle des Fläschchens flach bis leicht schräg dicht über die Kondensorlinse oder das Deckglas halten und geduldig warten, bis ein Tropfen von selbst her-
aus fließt. Nicht auf das Plastikfläschchen drücken, damit es schneller geht, weil dann fast immer Luftblasen dabei sind. Selbstverständlich darf man es auch niemals schütteln.
Für die "Augentropfenflasche" absolut korrekt. Aber sie ist halt zu dick und damit unpraktisch. Mit so was fummele ich auch nicht gerne zwischen Objektiven und Objekttisch herum, zumal ich recht große Hände habe.
Die Alten waren da schon eine Schritt weiter und nun kommt das schöne Immersionsöl-Fläschchen der Firma Reichert (Österreich) ins Spiel, das mir Wolfgang Grigoleit zu meiner großen Freude überlassen hat. Zeitlich kann ich sie nicht zuordnen, würde aber den Herstellungszeitpunkt irgendwo zwischen den Jahren 1900 und 1935 vermuten. Also in einer zeit, als Werkzeuge noch schön und praktisch sein durften und bei ordnungsgemäßer Handhabung bereit waren, Ewigkeiten funktionsfähig zu überdauern.
Die Alten waren da schon eine Schritt weiter und nun kommt das schöne Immersionsöl-Fläschchen der Firma Reichert (Österreich) ins Spiel, das mir Wolfgang Grigoleit zu meiner großen Freude überlassen hat. Zeitlich kann ich sie nicht zuordnen, würde aber den Herstellungszeitpunkt irgendwo zwischen den Jahren 1900 und 1935 vermuten. Also in einer zeit, als Werkzeuge noch schön und praktisch sein durften und bei ordnungsgemäßer Handhabung bereit waren, Ewigkeiten funktionsfähig zu überdauern.
Das Immersionsöl-Fläschchen von Reichert (Österreich)
Wir sehen eine zweiteilige Flasche mit einer Braunglasvitriole für das Öl, die als Stopfen in eine breite Klarglasflasche für die Reinigungsflüssigkeit eingeschliffen ist. Achtung, jeder Hersteller verwendet einen anderen Linsenkitt, daher sollten Immersionsöl und Reinigungsflüssigkeit immer auf die jeweilige Optik abgestimmt sein. Im Zweifel beim Hersteller des Mikroskops anfragen! Selbst nutze ich für meine Leica Immersions-Optiken das Immersionsöl von Leica und niedrig siedendes Wundbenzin zum reinigen der Objektive.
Die Braunglasvitriole ist von einer kleinen Blechkappe verschlossen, in der eine Schlaufe aus gedrehtem Draht steckt. Das Öl wird mit der Schlaufe aufgebracht, wo sich ein gerade ausreichend großer Tropfen bildet, um sowohl den Kondensor als auch das Objektiv zu immergieren. Dabei ist das Ganze so lang, dass man ohne viel Gefummel einfach an die richtigen Stellen kommt.
Gut gemacht: die Maße der Schlaufe sorgen nicht nur für die richtige Menge Öl sondern verhindern im Zusammenspiel mit der Viskosität des selben auch, dass ein Tropfen abfällt, bevor das Ziel erreicht ist.
Die umgebenden Flasche, deren breiter Fuß ein Umkippen sicher verhindert ist für die Reinigungsflüssigkeit gedacht, die mit dem runden Ende der Vitriole als Tropfer entnommen werden kann. Somit ist auch diese immer zur Hand.
Ein kleiner Kritikpunkt: auch wenn der Schliff sehr gut ist, verhindert er in meinem Falle nicht das Verdunsten des Benzins. Hier Hahnfett zu verwenden, habe ich mich nicht getraut: ich habe Angst, das Silikon dann auf meinen Linsen wieder zu finden. Aber wie sagt man so schön: ein bisschen Schwund ist immer. :)
Andererseits: oft reicht es auch, die zu reinigenden Flächen einfach anzuhauchen und mit einem sauberen, flusenfreien Tuch abzuwischen. Die Enzyme im Speichel sind in ausreichender Menge im Dampfraum der Mundhöhle enthalten, um eine "streifenfreie" Reinigung zu erreichen, zumal moderne Immersionsöle nicht mehr verharzen. Neben dem bekannten Leinenläppchen tut es da auch ein Kosmetiktuch vom Discounter. In beiden Fällen ganz wichtig: ohne Andruck sanft reinigen. ACHTUNG: die gibt es auch mit Aloe vera, das taugt natürlich nix.
Leider schützt das kleine Ding nicht komplett gegen die eigene Ungeschicklichkeit, aber die Mikroskopie soll ja der Entspannung dienen und mit Bedacht und ohne Hektik zu arbeiten hilft da sehr ...
Die Braunglasvitriole ist von einer kleinen Blechkappe verschlossen, in der eine Schlaufe aus gedrehtem Draht steckt. Das Öl wird mit der Schlaufe aufgebracht, wo sich ein gerade ausreichend großer Tropfen bildet, um sowohl den Kondensor als auch das Objektiv zu immergieren. Dabei ist das Ganze so lang, dass man ohne viel Gefummel einfach an die richtigen Stellen kommt.
Gut gemacht: die Maße der Schlaufe sorgen nicht nur für die richtige Menge Öl sondern verhindern im Zusammenspiel mit der Viskosität des selben auch, dass ein Tropfen abfällt, bevor das Ziel erreicht ist.
Die umgebenden Flasche, deren breiter Fuß ein Umkippen sicher verhindert ist für die Reinigungsflüssigkeit gedacht, die mit dem runden Ende der Vitriole als Tropfer entnommen werden kann. Somit ist auch diese immer zur Hand.
Ein kleiner Kritikpunkt: auch wenn der Schliff sehr gut ist, verhindert er in meinem Falle nicht das Verdunsten des Benzins. Hier Hahnfett zu verwenden, habe ich mich nicht getraut: ich habe Angst, das Silikon dann auf meinen Linsen wieder zu finden. Aber wie sagt man so schön: ein bisschen Schwund ist immer. :)
Andererseits: oft reicht es auch, die zu reinigenden Flächen einfach anzuhauchen und mit einem sauberen, flusenfreien Tuch abzuwischen. Die Enzyme im Speichel sind in ausreichender Menge im Dampfraum der Mundhöhle enthalten, um eine "streifenfreie" Reinigung zu erreichen, zumal moderne Immersionsöle nicht mehr verharzen. Neben dem bekannten Leinenläppchen tut es da auch ein Kosmetiktuch vom Discounter. In beiden Fällen ganz wichtig: ohne Andruck sanft reinigen. ACHTUNG: die gibt es auch mit Aloe vera, das taugt natürlich nix.
Leider schützt das kleine Ding nicht komplett gegen die eigene Ungeschicklichkeit, aber die Mikroskopie soll ja der Entspannung dienen und mit Bedacht und ohne Hektik zu arbeiten hilft da sehr ...
Das Reichertsche Fläschchen im Detail
Wenn jemand mehr über das Reichert Immersionsöl-Fläschchen weiß: über eine Rückmeldung würde ich mich sehr freuen.
