Adaptive High-Speed-Phasenkontrastmikroskopie (PhaseAdaptS)

Abstract

Die Phasenkontrastmikroskopie wird durch den Meniskuseffekt eingeschränkt, der die Beobachtung in flüssigkeitsgefüllten Gefäßen auf einen kleinen Bereich in der Gefäßmitte begrenzt. Zugleich sind Bildaufnahmen mit konventionellen Mikroskopen zeitaufwendig. Ziel des Projekts war daher, die mit Phasenkontrast untersuchbare Fläche bei gleichzeitig hohem Probendurchsatz zu vergrößern.

Im Projekt wurde eine adaptive High‑Speed‑Phasenkontrastmikroskopie entwickelt, die den Meniskuseffekt durch adaptive Komponenten im Beleuchtungsstrahlengang erfasst und kompensiert. Experimente zeigten, dass ein monochromes LCD die besten Ergebnisse unter den evaluierten Komponenten lieferte. Die statische Ringblende wurde durch ein LCD ersetzt, das den Ring dynamisch als Schwarz‑Weiß‑Matrix darstellt. Die Bildaufnahme erfolgte während kontinuierlicher Probenbewegung ohne Anhalten, wodurch eine kurze Messzeit erzielt wurde. Eine präzise Synchronisation zwischen Bildaufnahme und LCD sorgte für eine positionsgenaue Meniskuskompensation.

Die Phasenkontrastfläche konnte um bis zu das 9-Fache erhöht werden. Durch Bildaufnahmeraten von bis zu 60 fps konnten Messzeiten erreicht werden, die bis zu 25-mal kürzer waren als bei vergleichbaren Stop-and-Go-Methoden.