Mikroskopielösungen für die Mikrobiologie

Der deutsche Arzt und Mikrobiologe Robert Koch gilt als Vorreiter der modernen Mikrobiologie: Ihm gelang es erstmalig, die Erreger von Tuberkulose, Cholera und Anthrax durch Isolierung reiner Bakterienkulturen zu identifizieren. Für diese Leistung erhielt Robert Koch den Nobelpreis für Medizin.

Das wichtigste Verfahren zur Isolierung infektiöser Erreger im Labor ist das Anlegen mikrobiologischer Kulturen. Die Gewebe- oder Flüssigkeitsproben werden auf das Vorhandensein eines bestimmten Pathogens untersucht, indem das Wachstum in vitro in einem Selektiv- oder Differentialmedium angeregt wird. Das Medium kann eine Festkultur (die meisten Bakterien und Pilze), eine Flüssigkultur (bestimmte Parasiten) oder eine Zellkultur (überwiegend für Virustests) sein. Sobald das Pathogen isoliert wurde, kann es mit einem Lichtmikroskop untersucht werden. Die lichtmikroskopische Untersuchung kann durch verschiedene unspezifische und spezifische Färbungen verbessert werden. Ein Beispiel hierfür ist die Gram-Färbung, die es ermöglicht, Gram-positive und Gram-negative Bakterien anhand der Zusammensetzung der Zellwand der Bakterien zu unterscheiden.

Da die Mehrzahl der Pathogene sehr klein sind (der Durchmesser eines Bakteriums beträgt durchschnittlich 0,2 bis 2,0 Mikrometer), muss das Lichtmikroskop nicht nur stark vergrößern können, sondern auch mit Ölimmersionsobjektiven arbeiten können, die eine morphologische Differenzierung von Kugel- (Kokken), Stäbchen- (Bacilli) und Spiralbakterien (Spirochäten) verbessern. Eine noch höhere Spezifizität kann mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie erzielt werden, entweder unspezifisch für den Nachweis von Tuberkulose oder höchst spezifisch durch antikörpermarkierte Immunfluoreszenz und Fluoreszenz-In-Situ-Hybridisierung (FISH).

Eine sehr gute Unterscheidung der Bakterienzelltypen und deutlich sichtbare zelluläre Details sind unabdingbare Voraussetzungen für die Mikrobiologie. Mikrobiologen sind auf kristallklare Bilder angewiesen, um Zysten, Protozoen und Wurmeier in Stuhlproben, Plasmodien in Blutproben oder Mykobakterien und andere pathogene Mikroorganismen zu erkennen. Bei der Untersuchung kommen Hellfeld-, Phasenkontrast-, Dunkelfeld-, Fluoreszenz-, Immunfluoreszenz- oder FISH-Mikroskopietechniken zum Einsatz. Die optische Qualität des Mikroskops, die Wiedergabetreue der angeschlossenen Kamera für die digitale Dokumentation und das ergonomische Design des Geräts können die effiziente Beurteilung der Patientenproben entscheidend beeinflussen.