Gewebekultur

Die in vitro-Kultivierung umfasst eine große Vielfalt von Zelltypen, darunter primäre Zellen, die aus frischem Gewebe gewonnen wurden, immortalisierte Zelllinien und Stammzellen. Diese unterschiedlichen Zelltypen stellen relativ ähnliche Anforderungen an die Mikroskopie.

Die normale Durchlicht-Hellfeld-Mikroskopie ist für das Darstellen von Zellen nicht sehr hilfreich, da diese in den meisten Fällen blass und transparent sind. Aus diesem Grund sind Gewebekulturmikroskope meistens für die Phasenkontrast-Mikroskopie ausgestattet. Mit dieser Kontrastierungstechnik werden Unterschiede in der optischen Weglänge (Phasenverschiebungen), hervorgerufen durch unterschiedliche Dicken, bzw. Dichten im Präparat per Interferenz in Kontrast umwandelt. Wichtig ist, dass der Phasenkontrast im Gegensatz zu Techniken, die im polarisierten Licht wirken, wie dem differentiellen Interferenzkontrast (DIC) mit Kulturgefäßen aus Kunststoff sehr gut funktioniert.

Mit dem Phasenkontrast lassen sich einzelne Zellen im Vergleich zum reinen Hellfeld vergleichsweise einfach darstellen, selbst bei relativ geringer Vergrößerung (am häufigsten werden Objektive mit einer Vergrößerung zwischen 4 – 20X für die Routine in der Gewebekultur verwendet). Der Phasenkontrast erfordert jedoch spezielle Objektive und eine entsprechende ringförmige Beleuchtungsblende im Lichtweg. Darüber hinaus stehen verschiedene Arten von Phasenkontrastobjektiven zur Auswahl.

Der Vorteil von Nikons Objektiv-Reihe CFI Achromat für apodisierten Phasenkontrast liegt bei der Mikroskopie von Zellkulturen darin, dass die Halo-Effekte, die artifiziell besonders in Probenbereichen mit relativ großen Dichteunterschieden und entsprechend großen Phasenverschiebungen auftreten durch die Apodisation sehr stark unterdrückt werden. Dadurch werden im Vergleich zu Standard-Phasenkontrastobjektiven die Identifizierung der Zellrandbereiche und -grenzen sowie eine detailliertere Darstellung dickerer Modellsysteme wie Gewebe und ganzer Organismen erleichtert.

Die Fluoreszenzmikroskopie wird im Gewebekulturlabor immer mehr zur Routine. Eine häufige Aufgabe ist beispielsweise die Überprüfung der Expression fluoreszierender Proteine per Fusion mit transfizierten Zellen – wichtig für die Bewertung der Transfektionseffizienz, der korrekten Lokalisierung und des Expressionsgrades. Fluoreszierende Farbstoffe werden auch häufig zur Visualisierung wichtiger subzellulärer Komponenten verwendet (z. B. Hoechst-Farbstoffe zum Färben von Zellkernen in lebenden Zellen).

Das ECLIPSE Ts2-FL verfügt über bis zu drei verschiedene, vom Benutzer wählbare LED-Beleuchtungsmodule, die in das Mikroskop integriert werden. Das Mikroskop merkt sich automatisch, welche LED für welche Filterblockposition und mit der zuletzt verwendeten Helligkeitseinstellung verwendet werden soll. Nikon bietet weiterhin ein „Kontrast-Schild“ als optionales Zubehör an, um das Umgebungs- und Hintergrundlicht zu blockieren, welches in hell erleuchteten Zelllabors häufig ein Problem darstellt.

Viele Arbeiten in einem Gewebekulturlabor – auch die Mikroskopie - sind oft repetitiv, wodurch der Anspruch an ergonomisch korrekte Arbeitsgeräte hoch ist, und Benutzerfreundlichkeit und Ökonomie beim Hantieren stark priorisiert werden. Die Bedienelemente am ECLIPSE Ts2 sind eingängig in Bereichen am Stativ gruppiert, je nachdem, ob sie für Durchlichtbeleuchtung (linke Seite des Mikroskops), Epifluoreszenz (rechts) oder beides (Mitte) betätigt werden.

Gewebekulturmikroskope werden oft in Biologische Sicherheitswerkbänke hineingestellt, um eine sterile Umgebung herzustellen und die Lebensfähigkeit der Zellen zu fördern. Daher sind besonders kompakte Mikroskope für solche Arbeiten von Vorteil. Darüber hinaus sollte der Objekttisch möglichst tief liegen, wodurch der wiederholte Probenwechsel im Sitzen viel ergonomischer bewerkstelligt werden kann, als bei Mikroskopen, wo der Probentisch hoch liegt.