Sind DIK und Ph bei der Dokumention der mik. Merkmale bei Torfmoosen geeignet?

[A. Büschlen]

Hallo,

Einige mikroskopische Merkmale der Torfmoose sind am Lichtmikroskop ohne Färbung im Durchlicht / Hellfeld gut zu erkennen. Für Andere werden Färbemethoden mit z.B. Kristallviolett oder Methylenblau praktiziert. Diese Arbeitsweise wird für die routinemässige Bestimmungsarbeit vorgeschlagen und angewandt.
Sollen aber die mikroskopischen Merkmale ansprechend und reproduzierbar (kein stapeln, keine schiefe Beleuchtung) dokumentiert werden, stösst man mit den oben genannten Kontrastierverfahren an Grenzen. So sind z.B. bei Blattquerschnitten die Wände der grossen Hyalocyten farblos, das Gleiche gilt für Aststammquerschnitte.
Der Phasenkontrast zeigt sich sehr hilfreich bei der Darstellung von Blattsäumen in der Blatt-Ansicht und bei der Porenverteilung in den Hyalocyten der Blätter und er Hyalodermis vom Haupt – und Aststamm.
Differentieller Interferenz Kontrast könnte für die Darstellung der Merkmale in den Blattquerschnitten und den Blattzellen in der Aufsicht sehr hilfreich sein.

Der Einsatz von DIK ist für mich neu. Zur Verfügung steht mir ein Nikon Optiphot mit einer original Nikon DIK Ausrüstung. Die Objektive sind Nikon DIC Plan Achromate . als Beleuchtung steht eine 12V/50Watt Halogenleuchte zur Verfügung. Die Kamera ist eine Canon EOS 700D.

In der Bildfolge zeige ich:

1.   Sphagnum-Astblatt total, Durchlicht / Hellfeld in der Aufsicht in S/W umgewandelt.
2.   Die Merkmale Blattspitz und gesäumter Blattrand im Phasenkontrast.
3.   Astblatt in Aufsicht mit DIK.
4.   Astblattquerschnitt mit DIK.

Beim Bild 4 zeigt sich die Schwäche der 50Watt Leuchte bei DIK sehr ausgeprägt.
Dazu eine Frage an die erfahrenen DIK Anwender: Ist hier ein Umbau auf 100Watt Halogen oder entsprechender LED zwingend?

Gruss

Arnold Büschlen

[Klaus Herrmann]

Hallo Arnold,

sehr schöner Methodenvergleich. Wo siehst du denn das Problem mit der Beleuchtung beim DIC?

Ich habe dein Bild Nr 4 etwas aufgehübscht- ich bin das wirklich kein Meister. aber da ist doch noch einiges drin.

[derda]

Guten Morgen Arnold,

vielen Dank für Deinen Vergleich. Leider finde ich ihn etwas ,,unfair", da du bei der Übersichtsaufnahme im Hellfeld eine geringere Vergrößerung gewählt hast. So kann ich gar nicht das sehen, was ich doch vielleicht hätte sehen können. Möglicherweise biete sich im Hellfeld auch noch das Kontrastverfahren ,,extreme Grauwertspreizung" an. Aus meiner Sicht ein nicht zu unterschätzendes Verfahren, was zwar das Bild verfremdet aber moderne Abbildungstechnik voll ausnutzt.

Viele Grüße,

Erik

[A. Büschlen]

Hallo Erik,

danke für dein Interesse und deine Anregung. Ja, da hast du recht, das Übersichtsbild vom Blatt ist gegenüber den Detailaufnahmen ungeschickt gewählt.-

Die Blätter der Torfmoose bestehen aus schmalen Chlorocyten und grossflächigen Hyalocyten deshalb zeigen sie wenig Eigenfarbe. Auch der Hauptstamm zeigt im Querschnitt grossflächige hyaline Elemente, dies gilt noch ausgeprägter für die Aststammquerschnitte und die Blattquerschnitte.
In der Bestimmungsliteratur werden für die Hyalodermis und die Blattdetails Färbemethoden vorgeschlagen. Die Ergebnisse dieser Färbemethoden haben mich bewogen nach Kontrast Methoden ohne Eingriffe in das Objekt (ohne färben) zu suchen. Als mögliche Methoden kommen bei mir Phasenkontrast und differentieller Interferenz Kontrast in Frage. Im Besonderen für Details wie: Blattränder und die Hyalocyten mit den Poren in der Blattbasis im Ph, Blattquerschnitt und Blattdetails im DIK. Erste Ergebnisse zeigen, dass diese Methoden besonders für die Dokumentation Potential haben.

Der Begriff:

,,extreme Grauwertspreizung"

interessiert mich. Kannst du mir dazu einige ergänzende Stichworte geben? Zu Verfügung steht mir CS4 und Gimp.

Gruss Arnold

[derda]

Hallo Arnold,

im RGB-Farbraum (8Bit) erhält man Grauwerte wenn der Wert von Rot, Grün und Blau gleich ist => Weiss ist bspw. 255-255-255, schwarz ist 0-0-0 und die Grauwerte irgendwo dazwischen. Ein kontrastarmes helles Objekt beansprucht vielleicht nur Werte zwischen 200 und 255 => jetzt kannst du den Kontrast verstärken indem du den niedrigsten Wert auf 0 setzt, den höchsten auf 255 belässt und die Zwischenwerte interpolierst. In Photoshop ziehst du dazu den Kontrast einfach extrem auf, was natürlich nicht dem natürlichen Seheindruck entspricht, aber Details sichtbar macht, die dir sonst entgangen wären. In der Vorlesung ,,bildgebende Verfahren in der Medizin" nannte der Dozent dies ,,Grauwertspreizung".

Viele Grüße,

Erik

[A. Büschlen]

Hallo Erik,

besten Dank. Deine Erklärungen helfen mir weiter.

Gruss Arnold

[A. Büschlen]

Hallo,

ich zeige hier nochmals ein Vergleich mit HF, Ph und DIC. Als Objekt dient ein Astblatt von dem Torfmoos Sphagnum magellanicum; von der Aussenseite betrachtet.
S. magellanicum zeigt eine rötliche Eigenfarbe. Diese hilft im HF ansprechende Bilder zu machen. Im Ph können die Strukturen der Poren und der Fibrillen in den Hyalocyten sehr gut hervorgehoben werden. Im DIC sind optische Schnitte möglich.

Mein Fazit:

Für reine Bestimmungsarbeit (ohne digitale Bilderfassung zur Dokumentation) sind die mikroskopischen Merkmale im Durchlicht Hellfeld in der Regel sehr gut zu erkennen.
Zur Dokumentation ist Phasenkontrast eine gute Unterstützung und DIC im Durchlicht punktuell eine gute Unterstützung um mittels optischen Schnitten Merkmale hervor zu heben.

Die Bilder zeigen den gleichen Ausschnitt im Durchlicht / Hellfeld / Phasenkontrast / DIC.

Gruss Arnold Büschlen

[derda]

Lieber Arnold,

vielen Dank für den weiteren Vergleich. Trau dich einfach im Hellfeld den Kontrast hochzuziehen:



Mit den Originaldaten ist sicher was rauszuholen...

Viele Grüße

Erik

[Rawfoto]

Hallo Arnold

Man kann beim DIK ja an der Spindel steuern ob man einen Hellfeld oder Dunkelfeld angelehnten Effekt. Vom Gefühl würde ich eher zur helleren Variante tendieren.

Ja, das DIK Verfahren beruht auf dem Einsatz von 2 Polfiltern. Diese beiden verringern das Licht um 6 Lichtwerte. Ein bis zwei Lichtwerte (einstellungsabhängig) kosten die Prismen. Werte sind Richtwerte bezogen auf die drei Durchlicht DIK für das Olympus BX System.

Es geht natürlich mit der 50 Watt Lampe genau wie mit der 100Watt Lampe, man hat nur eine längere Belichtungszeit. Zwischen den einzelnen Lampentypen gleicher Leistung gibt es gewaltige Unterschiede in der abgegebenen Lichtleistung. Bevor Du einen Umstieg planst solltest du überprüfen ob du die für dein Gerät beste 50Watt Lampe einsetzt.

Bei den unterschiedlichen 100 Watt Lampen hat ein Test einen Zugewinn von deutlich über einem Lichtwerte gebracht

LED kann noch einmal deutlich mehr als mit der besten 100 Watt Lichtleistung erzielt werden.

Liebe Grüße

Gerhard

[A. Büschlen]

Hallo Erik,

danke für den Hinweis betreffs dem Kontrast.
Ich habe nun mit einem Nikon Plan Apo 40/1.0 Oil fotografiert und Brightness und Contrast im PS leicht erhöht (je +10). Herausfordernd ist, im Präparat eine optimal plan liegende Selle zu finden. Denn das Blatt an sich ist schon dreidimensional gebaut und ebenso die Blattoberfläche.

Hallo Gerhard,

danke für deine Hinweise. Auch mit DIC habe ich nochmals ein Bild gemacht. Dabei habe ich eine hellere Einstellung gewählt.

z.Z. arbeite ich mit einer neu eigesetzten 12V/50Watt Philips 7027 plus den NCB 10 Filter von Nikon.

Gruss Arnold

[Rawfoto]

Guten Abend

Die von mir verwendeten Lampen sind von Osram, Produkt Xenophot, beginnen tun die bei 30 Watt 6 Volt. Da gibt es ca 60 Lampen in der Serie. Ich verwende die 100 Watt 12 Volt ...

Das hellere DIK Bild gefällt mir besser, nach meinem Empfinden kann es noch heller sein ohne den 3D Effekt zu verlieren.

Liebe Grüße

Gerhard

[A. Büschlen]

Hallo Gerhard,

danke für deine Rückmeldung.

Da bleiben wir dran! Sowohl beim Lampen Typ als auch bei der DIC Einstellung.

Gruss Arnold

[derda]

Guten Morgen Arnold,

das hellere Interferenzkontrastbild gefällt mir auch besser. Dort sind auch die feinen Verbindungshäutchen (keine Ahnung, wie die korrekte Bezeichnung ist) besser zu sehen, als im Hellfeld.

Viele Grüße,

Erik

[A. Büschlen]

Hallo Gerhard,

danke für den Hinweis zu den Osram Xenophot Leuchtmittel.
Ich habe das bisherige Philips Leuchtmittel 12V/50W 7027 gegen eine Osram Xenophot HLX 64610 12V/50W ausgetauscht. Das Ergebnis ist eine deutlich höhere Lichtintensität.

Hallo Erik,

zu den sichtbaren Details der Hyalocyten und der Chlorozyten am Sphganum-Blatt mache ich einmal ein beschriftetes Bild.

Gruss Arnold

[A. Büschlen]

Hallo,

die Torfmoosblätter sind mit 2 Zelltypen ausgestaltet. Es sind die grossen Hyalocyten die aus toten Material bestehen und die schmalen Chlorocyten die die Hyalocyten umschliessen. Die Hyalocytenwände sind von Poren durchbrochen. Die Hyalocyten sind mit Spiralverdickungen verstärkt.

Die Bilder zeigen das Blattzellnetz von einem Astblatt vom Torfmoos S. magellanicum. Das Blattzellnetz wird von der Blattinnenseite betrachtet.

1. Poren: Löcher in den Wänden der Hyalocyten
2. Spiralverdickungen: Versteifungen der Hyalocyten
3. Hyalocyten: Abgestorbene Zellen Clorocyten: Assimilierende Zellen
4. Clorocyten: Assimilierende Zellen Hyalocyten: Abgestorbene Zellen

Die Bilder wurden am Nikon Optiphot mit DIC gemacht.

Gruss Arnold Büschlen