Der Fall
ISSN: 2571-5860🔬 MIKROSKOPIE – oder der bewaffnete Blick
Berzelius-Laborjournal: 4.01, 06/2021 (V01: 05/2021)
Dipl. El. Ing. FH Harald Sprenger sowie das Berzelius-Team der PHSG
Dipl. El. Ing. FH Harald Sprenger sowie das Berzelius-Team der PHSG
Vorwort
☠
Eine Leiche im Wald mit schwerer Kopfverletzung!
☠ Unfall oder Überfall?
☠ Totschlag oder sogar Mord?
Zur Aufklärung dieses rätselhaften Falles wird die Leiche in die Gerichtsmedizin überführt, wo sie mit wissenschaftlichen Methoden untersucht wird. Dabei spielt die Mikroskopie eine bedeutende Rolle.
Dieses Laborjournal erklärt die Hintergründe. Es zeigt, wie menschliche, tierische und pflanzliche Organismen fachgerecht zu präparieren sind, um diese dann anschliessend unter einem Mikroskop zu untersuchen. Bekannteste Präparationstechniken sind das Einbetten in Paraffin, das Herstellen von dünnen Schnitten und das Färben. Erst mit Hilfe dieser Techniken können Strukturen in den mikroskopierten Gewebeproben erkannt und damit Rückschlüsse auf die Todesursache gezogen werden.
Das Projekt Berzelius – Hightech für die Sek II unterstützt Lehrpersonen und Schüler*innen der Gymnasien, die Verbindungen zwischen Lehre, Arbeitswelt, Forschung und Realität zu knüpfen. Dafür wird ein Pool von Experimentiermodulen mit Analysegeräten aus Forschung und Industrie zur Verfügung gestellt. In multimedialen Laborjournalen wie das vorliegende befinden sich ausgearbeitete Unterrichtsmaterialien und Versuchsvorschläge, die zum Vermessen, Experimentieren, Staunen und Nachdenken anregen.
☠ Unfall oder Überfall?
☠ Totschlag oder sogar Mord?
Zur Aufklärung dieses rätselhaften Falles wird die Leiche in die Gerichtsmedizin überführt, wo sie mit wissenschaftlichen Methoden untersucht wird. Dabei spielt die Mikroskopie eine bedeutende Rolle.
Dieses Laborjournal erklärt die Hintergründe. Es zeigt, wie menschliche, tierische und pflanzliche Organismen fachgerecht zu präparieren sind, um diese dann anschliessend unter einem Mikroskop zu untersuchen. Bekannteste Präparationstechniken sind das Einbetten in Paraffin, das Herstellen von dünnen Schnitten und das Färben. Erst mit Hilfe dieser Techniken können Strukturen in den mikroskopierten Gewebeproben erkannt und damit Rückschlüsse auf die Todesursache gezogen werden.
Das Projekt Berzelius – Hightech für die Sek II unterstützt Lehrpersonen und Schüler*innen der Gymnasien, die Verbindungen zwischen Lehre, Arbeitswelt, Forschung und Realität zu knüpfen. Dafür wird ein Pool von Experimentiermodulen mit Analysegeräten aus Forschung und Industrie zur Verfügung gestellt. In multimedialen Laborjournalen wie das vorliegende befinden sich ausgearbeitete Unterrichtsmaterialien und Versuchsvorschläge, die zum Vermessen, Experimentieren, Staunen und Nachdenken anregen.
Inhaltsverzeichnis
Die einzelnen Kapitel und Exkurse sind über die anklickbaren Icons direkt anwählbar. Damit die Geschichte ihre Spannung behält, empfehlen wir der vorgegebenen Reihenfolge durch die einzelnen Kapitel zu folgen. Exkurse sind als solche gekennzeichnet. Diese können sofort während des Lesens der Kapitel oder später separat bearbeitet werden.
Los geht's! Viel Spass!
Kapitel ⇓ Exkurse ⇒
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Der FallDer Jogger und der Tod
Eine Leiche im Wald! Mit schwerer Kopfverletzung. Ein Verbrechen? Gibt es erste Hinweise?
Mehr dazu im folgenden Video (Video starten mit▸)!
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Die Rechtsmedizin und der Tod
Jeder Liebhaber von Fernsehkrimis und Kriminalliteratur kennt
die Rechtsmedizin. Mittlerweile drängen Rechtsmediziner bereits
in die Ermittlerteams der erfolgreichsten Kriminalfernsehreihen, wie im Fall des
Prof. Dr. Dr. Karl-Friedrich Boerne aus dem beliebten Münsterer Tatort. Ein Trend, der auch bei der Kriminalliteratur zu beobachten ist. In Werken wie Verwesung oder Die Chemie des Todes schockiert der Bestsellerautor Simon Beckett die Leser mit detaillierten forensischen Beschreibungen der grausamsten Verletzungen und Verwesungsprozesse.
Aufgabe der Rechtsmedizin ist es, aussergewöhnliche Verletzungen an Toten und Lebenden sowie auch Sexualdelikte mit wissenschaftlichen Methoden aus den Bereichen der Medizin, Chemie und Biologie zu untersuchen. Der Hightech-Gerätepark des Berzelius-Projekts gäbe ein hervorragendes rechtsmedizinisches Untersuchungslabor ab. Die bekanntesten Wegbereiter der modernen Gerichtsmedizin, Sherlock Holmes und Dr. Watson schätzten sich glücklich, Giftmorde, Leichen, Schmauchspuren und Fingerabdrücke mit diesen Geräten analysieren zu dürfen.
Zuletzt hat es auch die Insektenkunde, die Entomologie, in die Forensik geschafft. Anhand des Befalls der Leiche durch Fliegen, Maden und Käfer können Todeszeitpunkt, Leichenliegezeit und die näheren Todesumstände präzise ermittelt werden. Die Leiche als Spurenträger! Hier kommt das Mikroskop ins Spiel. Wie aus so vielen anderen Bereichen auch, ist es aus der Forensischen Entomologie nicht mehr wegzudenken. Besonders beeindruckend: Unser Berzelius-Digitalmikroskop kann Insekten dreidimensional vergrössert darstellen. Dazu mehr in den Anregungen am Ende dieses Laborjournals. Dazu wird auf verschiedenen Ebenen fokussiert und aus den verschiedenen Aufnahmen ein dreidimensionales Bild modelliert.
Faszinierend, was das Digitalmikroskop alles kann. Es ist der vorläufige Höhepunkt einer jahrtausendelangen Entwicklung, die ihren Anfang, wie könnte es anderes sein, bei den Griechen nahm. Sie waren es, die die ersten Linsen herstellten. Wenn ihr mehr zu dieser Entwicklung, zu der weltsichtverändernden Ära der Visibilität wissen wollt, dann schaut euch den folgenden spannenden Exkurs in die Vergangenheit an.
Aufgabe der Rechtsmedizin ist es, aussergewöhnliche Verletzungen an Toten und Lebenden sowie auch Sexualdelikte mit wissenschaftlichen Methoden aus den Bereichen der Medizin, Chemie und Biologie zu untersuchen. Der Hightech-Gerätepark des Berzelius-Projekts gäbe ein hervorragendes rechtsmedizinisches Untersuchungslabor ab. Die bekanntesten Wegbereiter der modernen Gerichtsmedizin, Sherlock Holmes und Dr. Watson schätzten sich glücklich, Giftmorde, Leichen, Schmauchspuren und Fingerabdrücke mit diesen Geräten analysieren zu dürfen.
Zuletzt hat es auch die Insektenkunde, die Entomologie, in die Forensik geschafft. Anhand des Befalls der Leiche durch Fliegen, Maden und Käfer können Todeszeitpunkt, Leichenliegezeit und die näheren Todesumstände präzise ermittelt werden. Die Leiche als Spurenträger! Hier kommt das Mikroskop ins Spiel. Wie aus so vielen anderen Bereichen auch, ist es aus der Forensischen Entomologie nicht mehr wegzudenken. Besonders beeindruckend: Unser Berzelius-Digitalmikroskop kann Insekten dreidimensional vergrössert darstellen. Dazu mehr in den Anregungen am Ende dieses Laborjournals. Dazu wird auf verschiedenen Ebenen fokussiert und aus den verschiedenen Aufnahmen ein dreidimensionales Bild modelliert.
Faszinierend, was das Digitalmikroskop alles kann. Es ist der vorläufige Höhepunkt einer jahrtausendelangen Entwicklung, die ihren Anfang, wie könnte es anderes sein, bei den Griechen nahm. Sie waren es, die die ersten Linsen herstellten. Wenn ihr mehr zu dieser Entwicklung, zu der weltsichtverändernden Ära der Visibilität wissen wollt, dann schaut euch den folgenden spannenden Exkurs in die Vergangenheit an.
Und nach mir die Würmer
Im Beitrag
Und nach mir die Würmer
im Rahmen der Sternstunden der Nacht des Schweizer Radio und Fernsehens SRF beschreibt der deutsche Kriminalbiologe Mark Benecke seine Arbeit und berichtet von seinem Besuch der Body Farm
in den USA, wo man Leichen kontrolliert verwesen lässt und postmortale
Veränderungen mit wissenschaftlichen Methoden untersucht.
Wer sich dafür interessiert, was im menschlichen Körper nach dem Tod abläuft kann das entsprechende Kapitel Tod aus Peter Atkins Buch Über das Sein – Ein Naturwissenschaftler erforscht die grossen Fragen der Existenz nachlesen.
Wer sich dafür interessiert, was im menschlichen Körper nach dem Tod abläuft kann das entsprechende Kapitel Tod aus Peter Atkins Buch Über das Sein – Ein Naturwissenschaftler erforscht die grossen Fragen der Existenz nachlesen.
Der FallDie rechtsmedizinische Untersuchung vor Ort
Mehr dazu im folgenden Video (Video starten mit▸)!
Der FallDas Institut für Rechtsmedizin (IRM)
Das Video des Schweizer Radio und Fernsehens SRF beschreibt die Arbeit eines Rechtsmediziners. Der für dieses Laborjournal relevante Teil beginnt automatisch nach drei Minuten und siebenunddreissig Sekunden und endet nach sieben Minuten und achtzehn Sekunden.
Bei Interesse könnt ihr den Beitrag selbstverständlich auch bis zum Ende ansehen.
Bei Interesse könnt ihr den Beitrag selbstverständlich auch bis zum Ende ansehen.
Die Untersuchung
Die UntersuchungDie Obduktion
Im folgenden Kapitel geht es nun um die rechtsmedizinischen Untersuchungen. Dabei öffnen die Obduzent*innen die Leiche. Ziel ist
es, den Todesgrund zu finden. Für die folgenden histologischen Untersuchungen
mit dem Mikroskop entnehmen die Obduzent*innen Gewebeproben der inneren Organe.
Mehr dazu im folgenden Video (Video starten mit▸)!
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Die UntersuchungToxikologie und Histologie
Da
sich bei der Obduktion keine konkrete Todesursache ergab, ordnete die Staatsanwaltschaft folgende weitere Untersuchungen an:
- Toxikologische Analysen zur Bestimmung allfälliger Drogen oder Medikamente im Blut, die den Tod verursacht haben könnten.
- Histologische, das heisst feingewebliche Untersuchungen der während der Obduktion entnommenen Gewebeproben der inneren Organe.
Die UntersuchungSchneiden und Färben
Die Herstellung von Gewebeschnitten von einem Tausendstel Millimeter erfordert eine spezielle Technik. Entweder das Schneiden von (geübter) Hand mit einer extrem scharfen Klinge oder mittels Einsatz eines Mikrotoms (bei Berzelius erhältlich!).
Das Einfärben erfolgt wegen besserer Sichtbarkeit der Zellstrukturen mit einem speziellen Färbeprozess (hier: «Hämatoxylin-Eosin-Färbung» ). Diese Färbung hebt die Zellstrukturen in Rosa, die Blutkörperchen in Rot und die Zellkerne in Blau hervor.
Dieses Video zeigt die Arbeitsschritte (Start mit ▸ ).
Das Einfärben erfolgt wegen besserer Sichtbarkeit der Zellstrukturen mit einem speziellen Färbeprozess (hier: «Hämatoxylin-Eosin-Färbung» ). Diese Färbung hebt die Zellstrukturen in Rosa, die Blutkörperchen in Rot und die Zellkerne in Blau hervor.
Dieses Video zeigt die Arbeitsschritte (Start mit ▸ ).
Die ResultateOrganschnitte
Die folgenden Organschnitte zeigen jeweils den Unterschied zwischen einem gesunden und einem kranken Organ. Die gezeigten Organe sind:
- Leber
- Herz
- Lunge
- Niere
Mikroskopieren mit dem ausleihbaren Berzelius-Inventar
Wie bei vielen anderen wissenschaftlichen Untersuchungsmethoden ist auch in der Mikroskopie die Probenvorbereitung äusserst wichtig. Hier erfahrt ihr, wie Gewebeschnitte mit einem Mikrotom geschnitten und anschliessend gefärbt werden.
Dann geht es ans Mikroskopieren. Unter den ersten beiden unteren Icons könnt ihr euch mit dem Aufbau und den wichtigsten Bedienelementen des Licht- und des Digitalmikroskops vertraut machen. Das dritte Icon erklärt dann die Bedienung des Digitalmikroskops in einem Video.
Dann geht es ans Mikroskopieren. Unter den ersten beiden unteren Icons könnt ihr euch mit dem Aufbau und den wichtigsten Bedienelementen des Licht- und des Digitalmikroskops vertraut machen. Das dritte Icon erklärt dann die Bedienung des Digitalmikroskops in einem Video.
Die Resultate
Die Untersuchungsergebnisse ...... überraschen
Die Ergebnisse der toxikologischen und histologischen Untersuchungen erfahrt ihr im Video.
(Start des Videos mit ▸)
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Der Abschluss
Erkenntnisse und juristischer Abschluss
Der Fall ist abgeschlossen. Alle Erkenntnisse und die rechtliche Würdigung findet ihr in diesem Video!
(Start des Videos mit ▸)
(Start des Videos mit ▸)
Keine Drogen, kein Alkohol, keine Gewalt: kein Verbrechen!!!
Dafür Leberverfettung und verkalkte Herzkranzgefässe, wie die histologischen Untersuchungen mit Hilfe des Mikroskops zeigten. In Kombination mit der körperlichen Anstrengung während des Joggens führte dies zum Herzinfarkt, der wiederum für den agonalen Sturz und die Kopfverletzung verantwortlich war.
Also eine natürliche Todesart gemäss dem Verständnis der Rechtsmedizin: ein Tod aufgrund innerer körperlicher Ursachen.
Also eine natürliche Todesart gemäss dem Verständnis der Rechtsmedizin: ein Tod aufgrund innerer körperlicher Ursachen.
Entdecke die Welt
Entdecke die Welt aus Sicht eines Digitalmikroskops Aus Neugier oder für die Maturaarbeit
Abschliessend noch einige Infos zum Inhalt der gelieferten Kisten. Dann gibt es noch sehr viele hilfreiche Dokumente rund ums MIkroskopieren und Präparieren sowie zur Optik und zu Linsenfehlern.
Auf der rechten Seite gibt es viele spannende Ideen, wie ihr das Digitalmikroskop des Projekts Berzelius einsetzen könnt.
Zubehör und Unterlagen ⇓ Mikroskopiervorschläge ⇒
Auf der rechten Seite gibt es viele spannende Ideen, wie ihr das Digitalmikroskop des Projekts Berzelius einsetzen könnt.
Zubehör und Unterlagen ⇓ Mikroskopiervorschläge ⇒
Impressum
Berzelius-LaborjournalImpressum
Autor: Dipl. El. Ing. FH Harald Sprenger
Editor-in-Chief: Dr. Alfred Steinbach
Herausgeber und Projektleiter: Prof. Dr. Nicolas Robin
Berzelius-Editorial-Team in alphabetischer Reihenfolge:
Dr. Martin Novotny
Prof. Dr. Florian Rietz
Markus Roth
Dipl. El. Ing. FH Harald Sprenger
Dr. Alfred Steinbach
Eva Steingruber
Kamera, Film und Schnitt: Raphaël Maussion, Jennifer Dürlewanger (Medienwerkstatt PHSG)
Berzelius - Hightech für die Sek II ist ein gemeinsames Projekt des Instituts Fachdidaktik Naturwissenschaften der PHSG und der Metrohm Stiftung.
Editor-in-Chief: Dr. Alfred Steinbach
Herausgeber und Projektleiter: Prof. Dr. Nicolas Robin
Berzelius-Editorial-Team in alphabetischer Reihenfolge:
Dr. Martin Novotny
Prof. Dr. Florian Rietz
Markus Roth
Dipl. El. Ing. FH Harald Sprenger
Dr. Alfred Steinbach
Eva Steingruber
Kamera, Film und Schnitt: Raphaël Maussion, Jennifer Dürlewanger (Medienwerkstatt PHSG)
Berzelius - Hightech für die Sek II ist ein gemeinsames Projekt des Instituts Fachdidaktik Naturwissenschaften der PHSG und der Metrohm Stiftung.
Die Welt aus Sicht des Mikroskops
Arbeitsunterlagen
in gedruckter Form. Durch Anklicken können sie auch als PDF-Datei heruntergeladen werden.
Wechselobjektiv
mit kleinerer Auflösung
Externe Harddisk
zum Speichern der aufgenommenen Bilder.
Lichtdiffusor
kann zusätzlich zur besseren Beleuchtung aufgesetzt werden.
Weiteres Material
wie vorbereitete Bilder, Reinigungstuch etc.
Mikroskop Leica DVM 6
Transportwagen
Materialbox
mit Zusatzmaterialien (siehe rechts)
Nach oben scrollen
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Nach rechts scrollen
Nach unten scrollen
Arbeitsunterlagen
in gedruckter Form. Durch Anklicken können sie auch als PDF-Datei heruntergeladen werden.
Wechselobjektiv
mit kleinerer Auflösung
Externe Harddisk
zum Speichern der aufgenommenen Bilder.
Lichtdiffusor
kann zusätzlich zur besseren Beleuchtung aufgesetzt werden.
Weiteres Material
wie vorbereitete Bilder, Reinigungstuch etc.
Mikroskop Leica DVM 6
Transportwagen
Materialbox
mit Zusatzmaterialien (siehe rechts)
Werkzeuge
Schraubenzieher, Reinigungspinsel, Imbusschlüssel
Pinzetten
Schrauben
zur Befestigung von Handrad (rechts) und Grobtriebrad (links) am Mikrotom.
Handrad
Beim Zusammenbau muss das Handrad mit der beiliegenden Schraube befestigt werden.
Grobtriebrad
Beim Zusammenbau muss das Handrad mit der beiliegenden Schraube befestigt werden.
Mikrotom Leica RM2235
Ersatzklingen
Diese Klingen sind äusserst scharf. Beim Auswechseln ist unbedingt grösste Vorsicht geboten.
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Werkzeuge
Schraubenzieher, Reinigungspinsel, Imbusschlüssel
Pinzetten
Schrauben
zur Befestigung von Handrad (rechts) und Grobtriebrad (links) am Mikrotom.
Handrad
Beim Zusammenbau muss das Handrad mit der beiliegenden Schraube befestigt werden.
Grobtriebrad
Beim Zusammenbau muss das Handrad mit der beiliegenden Schraube befestigt werden.
Mikrotom Leica RM2235
Ersatzklingen
Diese Klingen sind äusserst scharf. Beim Auswechseln ist unbedingt grösste Vorsicht geboten.
Arbeitsunterlagen und Arbeitsblätter
Unterhalb der Beschreibungen findest du Arbeitsunterlagen. Diese stehen dir als PDF-Dateien zur Verfügung.
Beschreibungen:
- Dauerpräparate herstellen: Zeigt, wie dünne Schnitte mit einem Mikrotom hergestellt werden (Arbeitsanleitung).
- Kurzanleitung Digitalmikroskop: Beschreibt die grundlegende Bedienung des Leica-Digitalmikroskops von Berzelius (Arbeitsanleitung).
- Modul Optik Grundlagen: Dient als Lehrmittel für die Einführung von optischen Grundlagen (Arbeitsunterlage).
- Modul Linsenfehler: In diesem kleinen Lehrmittel werden die wichtigsten Linsenfehler behandelt (Arbeitsunterlage).
- Modul Lichtmikroskop: Dient der Einführung in die Mikroskopie (Arbeitsunterlage).
- Modul Stereomikroskop: Dient der Einführung in die Mikroskopie (Arbeitsunterlage).
- Modul Präparieren: Dies ist ein Lehrmittel zur Einführung der Präparation «von Hand» (Arbeitsunterlage).
Beschreibungen:
- Dauerpräparate herstellen: Zeigt, wie dünne Schnitte mit einem Mikrotom hergestellt werden (Arbeitsanleitung).
- Kurzanleitung Digitalmikroskop: Beschreibt die grundlegende Bedienung des Leica-Digitalmikroskops von Berzelius (Arbeitsanleitung).
- Modul Optik Grundlagen: Dient als Lehrmittel für die Einführung von optischen Grundlagen (Arbeitsunterlage).
- Modul Linsenfehler: In diesem kleinen Lehrmittel werden die wichtigsten Linsenfehler behandelt (Arbeitsunterlage).
- Modul Lichtmikroskop: Dient der Einführung in die Mikroskopie (Arbeitsunterlage).
- Modul Stereomikroskop: Dient der Einführung in die Mikroskopie (Arbeitsunterlage).
- Modul Präparieren: Dies ist ein Lehrmittel zur Einführung der Präparation «von Hand» (Arbeitsunterlage).
Spurennachweis
Ist die Brechstange die Tatwaffe? Von wem stammen die am Tatort gefundenen Kleiderfasern, Haare, Fingerabdrücke oder sonstige Spuren? Untersucht und vergleicht unterschiedliche Haare, Kleiderfasern etc. mit dem Digitalmikroskop.
Tote Insekten
Tote Insekten aller Art lassen sich hervorragend unter dem Mikroskop untersuchen – und das Ganze geht dreidimensional! Treffe selbst eine Auswahl und lege dir so eine Sammlung zu.
Mikrofasertücher
Lege ein kleines Stück von einem Mikrofasertuch unter das Mikroskop und schaue dir seine Struktur an. Wo liegt der Unterschied zu einem gewöhnlichen Stofftuch oder zu einem Papiertaschentuch? Welchen Vorteil hat darum beim Putzen einer Brille das Mikrofasertuch gegenüber z. B. einem Papiertaschentuch?
Blut
Schau dir deine eigenen roten Blutkörperchen unter dem Mikroskop an. Das Video von simpleclub zeigt dir, wie es geht.
Blut unter dem Mikroskop? Live Experiment
Wasser ...... ist Leben
Es ist sehr faszinierend, was man in einem Tropfen altem Blumenwasser alles beobachten kann. Pantoffeltierchen, Augentierchen, Wimperkugeln, Sonnentierchen, Rädertierchen, Amöben etc.
Für diesen Versuch nimmst du einen Tropfen Wasser aus einer Blumenvase. Die besten Ergebnisse erhältst du, wenn das Wasser schon etwas älter ist und die darin eingestellten Blumen langsam verwelken. Den Wassertropfen auf ein Glasplättchen geben und unter dem Mikroskop betrachten!
Das Video nebenan gibt euch einen Einblick!
Für diesen Versuch nimmst du einen Tropfen Wasser aus einer Blumenvase. Die besten Ergebnisse erhältst du, wenn das Wasser schon etwas älter ist und die darin eingestellten Blumen langsam verwelken. Den Wassertropfen auf ein Glasplättchen geben und unter dem Mikroskop betrachten!
Das Video nebenan gibt euch einen Einblick!
Sphärolith
Herkömmliche Stoffe haben entweder eine Kristallstruktur oder sind amorph (gestaltslos). Kunststoffe sind auch amorph oder maximal teilkristallin. Wegen des makromolekularen Aufbaus können Kunststoffe nie vollständig auskristallisieren. Das führt zu einem einzigartigen viskoelastischen Verhalten: teilweise fest und elastisch, teilweise viskos oder flüssig.
Mache die faszinierende Teilkristallinität vieler Kunststoffe mit Hilfe von Mikrotomschnitten und/oder Ätztechniken sichtbar.
Bilder:
Salino01Roland.chem Materialscientist
CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons
Mache die faszinierende Teilkristallinität vieler Kunststoffe mit Hilfe von Mikrotomschnitten und/oder Ätztechniken sichtbar.
Bilder:
Salino01Roland.chem Materialscientist
CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons
RGB versus CYMK
LED-Bildschirme bestehen aus kleinen roten, grünen und blauen LED-Lämpchen (s. Hintergrundbild links). Papierdrucke bestehen aus Punkten der Farben Cyan, Gelb (yellow),
Magenta
und Schwarz (traditionell als key bezeichnet), wie im Hintergrundbild rechts gezeigt. Erstere Technologie wird als RGB, zweite als CYMK bezeichnet. Wegen der unterschiedlichen Farbdarstellungen gibt es bei einer Überführung von Bildschirminhalten auf Buchdrucke und umgekehrt einige technische Herausforderungen.
Entdecke mit dem Digitalmikroskop die Unterschiede verschiedener Bildschirme und Drucke. Werde zum Detektiv und finde heraus auf welchem Drucker ein verdächtiges Dokument ausgedruckt wurde.
Übrigens: Es gibt ein eigenes BLJ (PHOTOSPEKTROMETRIE – subjektiver Anschein versus objektive Messmethode), in dem ihr erfahrt, wie unser Gehirn mit nur drei (RGB) bzw. vier Farben (CYMK) alle anderen Farbeindrücke konstruieren kann.
Entdecke mit dem Digitalmikroskop die Unterschiede verschiedener Bildschirme und Drucke. Werde zum Detektiv und finde heraus auf welchem Drucker ein verdächtiges Dokument ausgedruckt wurde.
Übrigens: Es gibt ein eigenes BLJ (PHOTOSPEKTROMETRIE – subjektiver Anschein versus objektive Messmethode), in dem ihr erfahrt, wie unser Gehirn mit nur drei (RGB) bzw. vier Farben (CYMK) alle anderen Farbeindrücke konstruieren kann.
Deine mikroskopische Untersuchung
Deine Entdeckungen und Forschungsergebnisse veröffentlichen wir hier gerne!
Okular
Durch das Okular werden die Objekte betrachtet.
Oberer Stativteil
Hier ist meistens ein Umlenkprisma eingebaut.
Tubusträger
Das Stativteil trägt das Mikroskop und dient zum Befestigen von Optik und Objekttisch. Am Stativteil kann das ganze Mikroskop auch getragen werden.
Revolver
Ansatz am Tubus. Durch Einschwenken verschiedener Objektive werden unterschiedliche Vergrösserungen eingestellt.
Objektträger
Glasplättchen, auf welchem des zu beobachtende Objekt aufgebracht ist.
Objektklammer
Metallklammer, die den Objektträger mit dem Präparat festhält.
Objekttisch
Vorrichtung zum Festhalten des Beobachtungsobjekts.
Grobtrieb
Drehrad, mit dem man den Objekttisch rasch heben und senken kann. Dient der groben Schärfeeinstellung.
Feintrieb
Drehrad, das den Objekttisch um Bruchteile eines Millimeters auf und ab bewegt. Dient der sehr genauen Scharfstellung des Bildes.
Blende
Öffnung, deren Durchmesser regelbar ist. Sie dient zum Einstellen der jeweils optimalen Beleuchtung des zu betrachtenden Objekts.
Kondensor
Linsensystem, welches das Licht der Lampe auf das Objekt konzentriert.
Fuss
Stabile Standfläche des Mikroskops. Darin integriert ist vielfach auch die Lampe für die Beleuchtung.
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Okular
Durch das Okular werden die Objekte betrachtet.
Oberer Stativteil
Hier ist meistens ein Umlenkprisma eingebaut.
Tubusträger
Das Stativteil trägt das Mikroskop und dient zum Befestigen von Optik und Objekttisch. Am Stativteil kann das ganze Mikroskop auch getragen werden.
Revolver
Ansatz am Tubus. Durch Einschwenken verschiedener Objektive werden unterschiedliche Vergrösserungen eingestellt.
Objektträger
Glasplättchen, auf welchem des zu beobachtende Objekt aufgebracht ist.
Objektklammer
Metallklammer, die den Objektträger mit dem Präparat festhält.
Objekttisch
Vorrichtung zum Festhalten des Beobachtungsobjekts.
Grobtrieb
Drehrad, mit dem man den Objekttisch rasch heben und senken kann. Dient der groben Schärfeeinstellung.
Feintrieb
Drehrad, das den Objekttisch um Bruchteile eines Millimeters auf und ab bewegt. Dient der sehr genauen Scharfstellung des Bildes.
Blende
Öffnung, deren Durchmesser regelbar ist. Sie dient zum Einstellen der jeweils optimalen Beleuchtung des zu betrachtenden Objekts.
Kondensor
Linsensystem, welches das Licht der Lampe auf das Objekt konzentriert.
Fuss
Stabile Standfläche des Mikroskops. Darin integriert ist vielfach auch die Lampe für die Beleuchtung.
Leberschnitt
Vorher/Nacher Ansicht
Leber
Links: gesunde Leber
Rechts: Fettleber mit eingelagerten Fettzellen (runde, weisse Zellen)
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Rechts: Fettleber mit eingelagerten Fettzellen (runde, weisse Zellen)
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Herzmuskelschnitt
Vorher/Nacher Ansicht
Herz
Links: gesundes Herz
Rechts: Herz nach Infarkt (Muskelzellen grösstenteils zerstört und vernarbt)
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Rechts: Herz nach Infarkt (Muskelzellen grösstenteils zerstört und vernarbt)
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Lungenschnitt
Vorher/Nacher Ansicht
Die Lunge
Links: gesunde Lunge
Rechts: Lunge mit Einblutung (roter Bereich)
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Rechts: Lunge mit Einblutung (roter Bereich)
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Nierenschnitt
Vorher/Nacher Ansicht
Die Niere
Links: gesunde Niere in 250-facher Vergrösserung
Rechts: gesunde Niere in 800-facher Vergrösserung
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Rechts: gesunde Niere in 800-facher Vergrösserung
Unten «VORHER/NACHHER-ANSICHT STARTEN» anklicken! Dann den Schieber (senkrechte Trennlinie) horizontal über die Abbildung bewegen!
Geschichte
Mikroskopieren – Die AnfängeBlicke, die die Welt veränderten
Teleskop und Mikroskop: Blicke ins Grösste, Blicke ins Kleinste. Bewaffnete Blicke. Blicke, die die Welt aus den Angeln hoben. Blicke, die den Naturwissenschaften die Augen öffneten.
Optische Linsen waren bereits in der Antike bekannt. Doch erst im 17. Jahrhundert in den Niederlanden wurden die Linsen so präzise geschliffen und mit einer Feinmechanik kombiniert, dass sich neue Welten offenbarten. Der Blick ins All und der Blick in die Welt der Mikroorganismen.
Optische Linsen waren bereits in der Antike bekannt. Doch erst im 17. Jahrhundert in den Niederlanden wurden die Linsen so präzise geschliffen und mit einer Feinmechanik kombiniert, dass sich neue Welten offenbarten. Der Blick ins All und der Blick in die Welt der Mikroorganismen.
Der aufklärerischste Blick ... des zweiten Jahrtausends
Als Galileo Galilei 1809 sein selbst gebautes, venezianisches
Teleskop in den klaren Dezemberhimmel hielt, versetzte er dem bis dahin
geltenden geozentrischen Weltbild, das die Erde als Mittelpunkt des Universums
ansah, den Todesstoss. Galilei blickte in neue Welten und erkannte, dass der
deutsch-polnische Astronom und Arzt Nikolas Kopernikus (1473–1543) Recht gehabt hatte
mit seiner Annahme, dass sich die Erde um ihre eigene Achse drehe und sie sich
wie andere Planten um die Sonne bewege. Zudem seien Sonne, Erde und Mond nur
ein sehr kleiner Teil des Universums. Galilei konnte mit seinem Teleskop plötzlich
wahrnehmen, was vorher jenseits des menschlichen Sinnesvermögens lag. Es war
der wohl aufklärerischste Blick des zweiten Jahrtausends.
Obwohl seine Lehre lange verboten war und er sogar eingesperrt wurde, konnte niemand dieses Wissen länger aufhalten. «Und sie bewegt sich doch», soll Galilei geschrien haben, wobei «sie» klar die Erde bezeichnete. Der archimedische Punkt – der theoretische, absolute Punkt ausserhalb des Versuchsaufbaus – wanderte von der Erde ins Weltall! Für die jüdische deutsch-US-amerikanische Politikphilosophin Hannah Arendt (1906–1975) wie für den britischen Philosophen und Mathematiker Alfred North Whitehead (1861–1947) war Galileis Blick ins Universum die weltumwälzende Erfindung der Neuzeit. Der deutsche Philosoph Arthur Schopenhauer (1788–1860) drückte es im Jahr 1819 sinngemäss so aus:
«Wir sehen uns nicht länger als Mittelpunkt des Universums, sondern sind vielmehr nur der Schimmelüberzug lebender und erkennender Wesen auf einer der zahllosen Kugeln im unendlichen Raum.»
Obwohl seine Lehre lange verboten war und er sogar eingesperrt wurde, konnte niemand dieses Wissen länger aufhalten. «Und sie bewegt sich doch», soll Galilei geschrien haben, wobei «sie» klar die Erde bezeichnete. Der archimedische Punkt – der theoretische, absolute Punkt ausserhalb des Versuchsaufbaus – wanderte von der Erde ins Weltall! Für die jüdische deutsch-US-amerikanische Politikphilosophin Hannah Arendt (1906–1975) wie für den britischen Philosophen und Mathematiker Alfred North Whitehead (1861–1947) war Galileis Blick ins Universum die weltumwälzende Erfindung der Neuzeit. Der deutsche Philosoph Arthur Schopenhauer (1788–1860) drückte es im Jahr 1819 sinngemäss so aus:
«Wir sehen uns nicht länger als Mittelpunkt des Universums, sondern sind vielmehr nur der Schimmelüberzug lebender und erkennender Wesen auf einer der zahllosen Kugeln im unendlichen Raum.»
Linsen und Mikroskope
Wenige Jahre vor Galileis Blick in den venezianischen
Dezemberhimmel schliff der niederländische Naturforscher Antoni van
Leeuwenhoek (1632–1723) in den Niederlanden, wo die Glasschleiferkunst in Blüte stand, bereits Linsen mit Brennweiten im
Bereich von einem Millimeter, die zweihundertfache Vergrösserungen erlaubten. Darüber
hinaus konstruierte van Leeuwenhoek die ersten Mikroskope mit einer Feinmechanik,
die ein bequemes Scharfstellen ermöglichten (siehe Hintergrundbild).
Leeuwenhoek fand auch als erster Bakterien (auf seinem Zahnbelag) und dokumentierte diese. Die Bedeutung der Bakterien konnte zu dieser Zeit noch nicht erahnt werden. Das Mikroskop stellte aber im Laufe der Zeit ein wichtiges Instrument bei der Entdeckung von Krankheitserregern dar.
Auch den peripheren Blutkreislauf in den feinen Kapillaren entdeckte Leeuwenhoek und es gelang ihm, die Verbindung des arteriellen mit dem venösen Blutkreislauf zu erklären. Dies war bis dahin ein ungelöstes Problem.
Leeuwenhoeks spektakulärste Entdeckung war die der menschlichen Spermatozoen und der geschlechtlichen Fortpflanzung aller Lebewesen. Akribisch beobachtete er neben anderem, das sexuelle Verhalten der Flöhe und die Entwicklungsschritte vom befruchteten Ei bis zum vollständig entwickelten Floh. Dabei scheute er sich nicht, diese Forschungsobjekte in seiner Hosentasche mit sich herum zu tragen und mit dem eigenen Blut zu ernähren.
Die Brennweite einer Linse konnte aber nicht beliebig verkleinert werden. Die Linse würde zu dick und damit der Abbildungsfehler zu gross. Schon zur Zeit Leeuwenhoeks versuchte man daher die Vergrösserung mit Hilfe zweier Linsen zu steigern. Genau dieser zweilinsige Aufbau, der den heutigen, modernen Mikroskopen schon sehr ähnelt, ist Gegenstand der berühmten Schrift Micrographia des englischen Physikers Robert Hooke (1635–1703). Einzig die Scharfstellung (Fokussierung) und die Beleuchtung machten noch Probleme. Dies löste Hooke elegant mit Hilfe einer Öllampe, deren Licht er wiederum mit einer Linse – dieses Mal eine mit Wasser gefüllte Glaskugel – auf das Präparat bündelte. Hooke untersuchte mit seinem Mikroskop pflanzliches Gewebe und legte damit die Grundlage für die Cytologie (Zellenlehre).
In den folgenden Jahrhunderten wurde die optische und mechanische Qualität der Lichtmikroskope ständig verbessert. Nicht zuletzt sei auch noch das mit Materiewellen der Elektronen arbeitende Elektronenmikroskop erwähnt, das mit einer um den Faktor Zweitausend verbesserten Auflösung besticht. Kein Bereich der Wissenschaft kann heute auf den «bewaffneten Blick» der Mikroskopie verzichten.
Eine interessante Darstellung der steilen Karriere des Mikroskops findest ihr hier.
Leeuwenhoek fand auch als erster Bakterien (auf seinem Zahnbelag) und dokumentierte diese. Die Bedeutung der Bakterien konnte zu dieser Zeit noch nicht erahnt werden. Das Mikroskop stellte aber im Laufe der Zeit ein wichtiges Instrument bei der Entdeckung von Krankheitserregern dar.
Auch den peripheren Blutkreislauf in den feinen Kapillaren entdeckte Leeuwenhoek und es gelang ihm, die Verbindung des arteriellen mit dem venösen Blutkreislauf zu erklären. Dies war bis dahin ein ungelöstes Problem.
Leeuwenhoeks spektakulärste Entdeckung war die der menschlichen Spermatozoen und der geschlechtlichen Fortpflanzung aller Lebewesen. Akribisch beobachtete er neben anderem, das sexuelle Verhalten der Flöhe und die Entwicklungsschritte vom befruchteten Ei bis zum vollständig entwickelten Floh. Dabei scheute er sich nicht, diese Forschungsobjekte in seiner Hosentasche mit sich herum zu tragen und mit dem eigenen Blut zu ernähren.
Die Brennweite einer Linse konnte aber nicht beliebig verkleinert werden. Die Linse würde zu dick und damit der Abbildungsfehler zu gross. Schon zur Zeit Leeuwenhoeks versuchte man daher die Vergrösserung mit Hilfe zweier Linsen zu steigern. Genau dieser zweilinsige Aufbau, der den heutigen, modernen Mikroskopen schon sehr ähnelt, ist Gegenstand der berühmten Schrift Micrographia des englischen Physikers Robert Hooke (1635–1703). Einzig die Scharfstellung (Fokussierung) und die Beleuchtung machten noch Probleme. Dies löste Hooke elegant mit Hilfe einer Öllampe, deren Licht er wiederum mit einer Linse – dieses Mal eine mit Wasser gefüllte Glaskugel – auf das Präparat bündelte. Hooke untersuchte mit seinem Mikroskop pflanzliches Gewebe und legte damit die Grundlage für die Cytologie (Zellenlehre).
In den folgenden Jahrhunderten wurde die optische und mechanische Qualität der Lichtmikroskope ständig verbessert. Nicht zuletzt sei auch noch das mit Materiewellen der Elektronen arbeitende Elektronenmikroskop erwähnt, das mit einer um den Faktor Zweitausend verbesserten Auflösung besticht. Kein Bereich der Wissenschaft kann heute auf den «bewaffneten Blick» der Mikroskopie verzichten.
Eine interessante Darstellung der steilen Karriere des Mikroskops findest ihr hier.
Kameras
Ein weiterer Meilenstein im Zeitalter der
Visibilität war die Entdeckung der Fotografie im Jahr 1826 durch den französischen
Erfinder Joseph Niépce (1765–1833) und seinen Landsmann und Maler Louis
Daguerre (1787–1851). Im Jahr 1849 entwickelte der schottische Physiker David
Brewster (1781–1868) dann stereoskopische Doppelaufnahmen mit einer Zweiobjektiv-Kamera.
TIPP: Auch hier gibt es die Möglichkeit Hightech-Geräte auszuleihen, entweder eine unserer Highspeedkameras (Standard-Highspeedkamera oder Hochleistungskamera von AOS) oder unsere Wärmebildkamera.
TIPP: Auch hier gibt es die Möglichkeit Hightech-Geräte auszuleihen, entweder eine unserer Highspeedkameras (Standard-Highspeedkamera oder Hochleistungskamera von AOS) oder unsere Wärmebildkamera.
Mikroskope
Okular
Durch das Okular werden die Objekte betrachtet.
Tubusträger
Das Stativteil trägt das Mikroskop und dient zum Befestigen von Optik und Objekttisch. Am Stativteil kann das ganze Mikroskop auch getragen werden.
Revolver
Ansatz am Tubus. Durch Einschwenken verschiedener Objektive werden unterschiedliche Vergrösserungen eingestellt.
Objektträger
Glasplättchen, auf welchem das zu beobachtende Objekt aufgebracht ist.
Objekttisch
Vorrichtung zum Festhalten des Beobachtungsobjekts.
Feintrieb
Drehrad, das den Objekttisch um Bruchteile eines Millimeters auf und ab bewegt. Dient der sehr genauen Scharfstellung des Bildes.
Grobtrieb
Drehrad, mit dem man den Objekttisch rasch heben und senken kann. Dient der groben Schärfeeinstellung.
Objektklammer
Metallklammer, die den Objektträger mit dem Präparat festhält.
Oberer Stativteil
Hier ist meistens ein Umlenkprisma eingebaut.
Blende
Öffnung, deren Durchmesser regelbar ist. Sie dient zum Einstellen der jeweils optimalen Beleuchtung.
Kondensor
Linsensystem, das das Licht der Lampe auf das Objekt konzentriert.
Fuss
Stabile Standfläche des Mikroskops. Darin integriert ist vielfach auch die Lampe für die Beleuchtung.
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Okular
Durch das Okular werden die Objekte betrachtet.
Tubusträger
Das Stativteil trägt das Mikroskop und dient zum Befestigen von Optik und Objekttisch. Am Stativteil kann das ganze Mikroskop auch getragen werden.
Revolver
Ansatz am Tubus. Durch Einschwenken verschiedener Objektive werden unterschiedliche Vergrösserungen eingestellt.
Objektträger
Glasplättchen, auf welchem das zu beobachtende Objekt aufgebracht ist.
Objekttisch
Vorrichtung zum Festhalten des Beobachtungsobjekts.
Feintrieb
Drehrad, das den Objekttisch um Bruchteile eines Millimeters auf und ab bewegt. Dient der sehr genauen Scharfstellung des Bildes.
Grobtrieb
Drehrad, mit dem man den Objekttisch rasch heben und senken kann. Dient der groben Schärfeeinstellung.
Objektklammer
Metallklammer, die den Objektträger mit dem Präparat festhält.
Oberer Stativteil
Hier ist meistens ein Umlenkprisma eingebaut.
Blende
Öffnung, deren Durchmesser regelbar ist. Sie dient zum Einstellen der jeweils optimalen Beleuchtung.
Kondensor
Linsensystem, das das Licht der Lampe auf das Objekt konzentriert.
Fuss
Stabile Standfläche des Mikroskops. Darin integriert ist vielfach auch die Lampe für die Beleuchtung.
Digitalmikroskop
Mikrotomschneiden
Video BedienungsanleitungVideo Mikrotom
Das Video zeigt die Herstellung von Gewebeschnitten mit einem Mikrotom.
Färben
Video BedienungsanleitungVideo Färben
Das Video zeigt das Färben von Gewebeschnitten zur anschliessenden Betrachtung unter einem Mikroskop.
Der Tod
Peter Atkins Kapitel «Tod»
Martin Novotny liest das Kapitel Tod aus Peter Atkins
Über das Sein – Ein Naturwissenschaftler erforscht die grossen Fragen der Existenz
Der Tod
Die in Peter Atkins Kapitel Tod beschriebenen Fakten werden in der Rechtsmedizin
benötigt, um beispielsweise den Zeitpunkt des Todes abzuschätzen. Wir
haben die anspruchsvolle Literatur hier als Podcast gestaltet. Lehne
dich zurück und lausche, was auch irgendwann einmal mit deinem Körper
passieren wird.
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🔬 MIKROSKOPIE – oder der bewaffnete Blick
Vorwort
Inhaltsverzeichnis
Der Jogger und der Tod
Die Rechtsmedizin und der Tod
Und nach mir die Würmer
Aufgaben der Rechtsmedizin
Die rechtsmedizinische Untersuchung vor Ort
Das Institut für Rechtsmedizin (IRM)
Die Obduktion
Toxikologie und Histologie
Schneiden und Färben
Organschnitte
Die Untersuchungsergebnisse ...
Erkenntnisse und juristischer Abschluss
Keine Drogen, kein Alkohol, keine Gewalt: kein Verbrechen!!!
Entdecke die Welt aus Sicht eines Digitalmikroskops
Impressum
Was bekommst du alles zum Mikroskop?
Was bekommst du alles zum Schneiden?
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Spurennachweis
Tote Insekten
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Die Lunge
Die Niere
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Der Tod
