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Der Name konfokale Mikroskopie ist von der Konfokalität der Quelle, des beleuchteten Objektes und der Abbildung
abgeleitet. Die Abblidung unten zeigt den schematischen Aufbau eines konfokalen Mikroskops.
Eine punktförmige Lichtquelle wird auf das Objekt abgebildet. Das beleuchtete Volumen wird wiederum auf ein Pinhole abgebildet.
Hier wird für Anregung und Detektion dieselbe Optik verwendet (epiaxialer Aufbau). Dementsprechend sind Anregungsvolumen und
Detektionsvolumen gleich und werden als Fokalvolumen bezeichnet. Es kann aber ebenso mit 2 Objektiven in Transmission gearbeitet werden.
Neben dem Strahlengang einer Lichtquelle in der Fokusebene, ist in der Abbildung links der Strahlengang eines Bildpunktes außerhalb der
Fokusebene
eingezeichnet. Die Unterdrückung des Beitrags eines Objekts außerhalb des Fokalvolumens ist zweifach. Es wird nur schwach beleuchtet und
der Großteil des
emittierten Lichts verfehlt die Lochblende. Nur ein Objekt, das konfokal mit Quelle und Pinhole ist, wird wesentlich zum
detektierten Licht beitragen.Die Größe des konfokalen Volumens bestimmt somit die Auflösung des konfokalen Aufbaus. Verglichen mit einem
konventionellen Mikroskop erhält man eine leichte Verbesserung in lateraler Richtung aber eine deutliche Erhöhung der axialen Auflösung.
Um ein Bild aufzunehmen benötigt man Informationen von mehr als einem Punkt. Hierfür wird die Probe rasterförmig abgefahren, entweder
durch Verkippen des Anregungsstrahles oder durch Bewegen des Probentisches.
Die wahre Leistungsfähigkeit eines konfokalen Aufbaus zeigt sich erst in Verbindung mit der zu untersuchenden Probe. Verdünnt man die
Probe so stark, dass der mittlere Abstand der einzelnen Moleküle größer als die Auflösung des Mikroskops ist, kann man den Laserstrahl
auf ein einzelnes Molekül fokussieren. Die detektierte Fluoreszenz stammt somit von einem einzelnen Molekül.
Ein konfokales Mikroskop ist eine Möglichkeit Untersuchungen an einzelnen Molekülen durchzuführen. Seine Vorzüge sind:
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Es wird immer nur ein Molekül zeitgleich untersucht. Währendessen wird der Rest der
Probe nicht beleuchtet und damit nicht zerstört.
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Es wird nur die Fluoreszenz des Fokalvolumens detektiert. Wenig Untergrund und damit
ein hoher Kontrast sind die Folge.
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Aufgrund der hohen axialen Auflösung können auch Untersuchungen im Inneren drei-
dimensionaler Proben durchgeführt werden. Ein Beispiel hierfür sind Defektzentren in
Diamant.
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