title: Milosz Matuschek

text: Als freier Journalist schrieb er unter anderem für "Die Tageszeitung," die "Jüdische Allgemeine," die "Süddeutsche Zeitung, Die Welt" und den "Cicero." Unter dem Alias „Dr. Strangelove“ betrieb er von 2014 bis 2016 einen Blog über moderne Liebe für die "Neue Zürcher Zeitung."


title: Milosz Matuschek

text: Von 2014 bis Anfang September 2020 war Matuschek Kolumnist und regelmäßiger Autor der "Neuen Zürcher Zeitung." Er bemühte sich publizistisch und darüber hinaus aktiv um die Freilassung des Wikileaks-Gründers Julian Assange. In seiner NZZ-Kolumne vom Juli 2019 fragte er diesbezüglich, ob es die westliche Wertegemeinschaft noch gebe. Das gleiche Thema griff er im Januar 2021 in der Weltwoche und der Berliner Zeitung nochmals auf.


title: Milosz Matuschek

text: Im September 2020 initiierte er gemeinsam mit dem Publizisten Gunnar Kaiser den "Appell für freie Debattenräume," der sich gegen die sogenannte Cancel Culture und für freie Debattenräume einsetzt. In seinem Blog "Freischwebende Intelligenz" dokumentiert er Themen und Entwicklungen rund um diesen Aufruf. 2021 trat er als Autor im neu ausgerichteten Nebelspalter in Erscheinung. Das Engagement endete im April 2022. Wenig später wurde bekannt, dass Matuschek als Kolumnist zur Weltwoche wechselt.


title: Milosz Matuschek

text: Matuschek wirkte Ende September 2021 bei der Aktion „#allesaufdentisch“ mit. Er ist Co-Produzent des im Jahr 2022 erschienenen Dokumentarfilms „Pandamned: Die Welt im Bann einer Pandemie“ des niederländischen Dokumentarfilmers Marijn Poels und wirkte auch selbst im Film mit. Ein Faktencheck des Bayerischer Rundfunks kommt zum Fazit, dass der Film Aussagen von Corona-Verharmlosern, „Querdenkern“ und bekannten Verschwörungstheoretikern aus Deutschland und weiteren Ländern sammle. Der Film wiederhole bereits bekannte antisemitische Mythen und nicht belegbare, unbegründete oder bereits widerlegte Falschaussagen.


title: Milosz Matuschek

text: Am 1. September 2020 veröffentlichte die NZZ seine Kolumne mit dem Titel "Kollabierte Kommunikation: Was wenn am Ende «die Covidioten» Recht haben?" Der Text gehörte zu den auf Facebook und Twitter meistgeteilten Meinungsartikeln des Jahres im deutschsprachigen Raum. Als der Text mit Erlaubnis von Matuschek als Zweitverwertung auf dem Portal KenFM von Ken Jebsen als Podcast in mehreren Sprachen veröffentlicht wurde, verlangte die NZZ von KenFM die Löschung, drohte juristische Schritte an und berief sich auf ihr Urheberrecht, wogegen Matuschek auf seine Urheberrechte beharrte. In der Folge löschte KenFM die Kolumne und ihre Übersetzungen in mehreren Sprachen. Unmittelbar danach beendete die NZZ die Zusammenarbeit mit Matuschek aufgrund von „unterschiedlichen Vorstellungen zu deren Weiterverbreitung auf anderen Plattformen“.


title: Milosz Matuschek

text: Der Sozialwissenschaftler Marko Ković, Mitbegründer und ehemaliger Präsident der Skeptiker Schweiz, nannte die Kolumne „recht hanebüchene Corona-Beschwichtigung“, ihre Argumente „wenig fundierte Behauptungen (aus) den Anfängen der Pandemie“ und "KenFM" ein „Verschwörungs- und Desinformationsportal“.


title: Mimi Keene

text: Mimi Keene (* 5. August 1998 in Hertfordshire, England) ist eine britische Schauspielerin. Sie wurde durch ihre Rollen in der Seifenoper "EastEnders" sowie der Netflix-Serie "Sex Education" bekannt.


title: Mimi Keene

text: Keene studierte von 2009 bis 2014 am Italia Conti Academy of Theatre Arts in London. Am Royal Court Theatre in London begann sie Ende des Jahres 2010 in der Rolle der Janey im Theaterstück "Kin" ihre Schauspielkarriere. 2013 folgte ihr Debüt in der von CBBC produzierten Fernsehserie "Sadie J". Von 2013 bis 2015 spielte sie in 122 Folgen die Rolle der Cindy Williams in der britischen Seifenoper "EastEnders". Seit Januar 2019 verkörpert sie in der von Netflix produzierten Serie "Sex Education" die Schülerin Ruby. 2019 spielte Keene im Kinofilm "Tolkien" die junge Edith Tolkien.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Die Teilstücke von Rindfleisch werden je nach Region und Land, aber auch nach Tradition und Epoche unterschiedlich bezeichnet und zugeschnitten. Allgemein versteht man darunter die Skelettmuskulatur mit anhaftendem oder eingelagertem Fett, Bindegewebe sowie eingelagerten kleineren sonstigen Bestandteilen des Hausrinds, allgemein als Rindfleisch benannt. Das Fleisch junger Rinder wird als Kalbfleisch bezeichnet, und die Teilstücke nicht immer identisch bezeichnet.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In Deutschland gelten allgemein die Vorschriften der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft für die Zerlegung. Parallel dazu hat auch die Deutsche Gesellschaft für Ernährung Regeln aufgestellt, die sich im Detail durch Bezeichnungen und Zuschnitt unterscheiden. In der DDR wurden eigene TGL für die Fleischzerlegung erstellt. Daneben gibt es Regeln des traditionellen Fleischerhandwerks. In Österreich gibt es historisch bedingt parallel Angebote der Wiener Teilung.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Allgemein teilt man Rinder im deutschsprachigen Raum bei der Schlachtung der Länge nach. Dabei entstehen zwei symmetrische Hälften, die danach jeweils in ein Vorderviertel und ein Hinterviertel geteilt werden, was man als „Abstechen“ bezeichnet. Diese Trennung erfolgt meist zwischen der sechsten und siebenten Rippe. In der Vergangenheit wurde diese Trennung an hinteren Rippen vorgenommen, mit der Entwicklung der höherwertigen Nutzung von Rindfleisch wird der Rücken länger zugeschnitten. Das Vorderviertel wird in Hals, Schild und Schulter zerlegt, das Hinterviertel in Keule, Rücken und Lappen.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In der Wiener Küche hatte sich eine eigenständige Schnittführung entwickelt, die im allgemeinen Sprachgebrauch weiterbesteht, auch wenn im Handel nur noch selten nach der Wiener Teilung vorgegangen wird. Im Handwerk hat sich eine Mischform entwickelt, die hochwertige Fleischstücke entsprechend der Tradition anbietet, während andere Teile standardmäßig zugeschnitten werden. Die Schnittführung im deutschsprachigen Raum unterscheidet sich gravierend von der US-amerikanischen Zerlegung. Darum sind Bezeichnungen für Fleischteile nur ungefähr vergleichbar. Es gibt jedoch aus der Tradition heraus Überschneidungen zur Schnittführung im französischen und britischen Raum.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In Deutschland wird der Hals gemäß der DLG allgemein als "Rinderkamm" (1) bezeichnet, es ist auch "Nacken" und genau wie in der Schweiz Rinderhals gebräuchlich. In Österreich weicht die Schnittführung von der Grafik ab, da dort die Front zusammen aus Hals und einem Teil der Brust zugeschnitten wird.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: An der Wirbelsäule wird in Deutschland zwischen dem 1. und 8. Brustwirbel die Fehlrippe (4) abgetrennt. Teilweise wird dieses Teil als "Hohe Rippe" bezeichnet, insbesondere wenn Teil 5 nicht vom Roastbeef gelöst wird, sondern der Rücken in zwei Teile zerlegt wird. In Österreich wird dies Stück als "Hinteres Ausgelöstes" bezeichnet. In der Schweiz ist es üblich, den Schnitt am 11. Brustwirbel anzusetzen, sodass ein Teil der Hohen Rippe als "Hohrücken" zum "Rinderrücken" gehört. Der andere Teil wird dort als "Abgedeckter Rücken" bezeichnet.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Darunter liegt die Spannrippe bzw. "Querrippe" (2). In der DDR wurde auch die Knochendünnung (8) als solche bezeichnet, zur Unterscheidung aber mit dem Zusatz Vorder- bzw. Hinterviertel versehen. In der Schweiz wird dieses Stück als "Federstück" bezeichnet, und teilweise das "Abgedeckte Federstück" gesondert zugeschnitten. In Österreich gehört dieses Stück nicht zur Standardzerlegung, aus dem entsprechenden Fleischteil wird das "Fette Meisel" und der dahinterliegende "Rieddeckel" zugeschnitten.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Als Rinderbrust (3) wird in Deutschland der restliche Teil bezeichnet. Aktuell wird er in "Brustbein", "Mittelbrust" und "Nachbrust" unterteilt. In der Schweiz nennt man diese Teile "Brustspitz", "Brustkern" und "Nachbrust". In Österreich bezeichnet man den Teil unterhalb des „Hinteren Ausgelösten“ als Brust.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Allgemein wird sie dem Vorderviertel zugerechnet, bei der ersten Zerlegung trennt man sie jedoch vom Rest, da sie überwiegend aus höherwertigem Muskelfleisch besteht. In Deutschland wird die Vorderhesse (14) als Fleischteil abgetrennt, in der Schweiz und Österreich an der Keule belassen, und erst in der Feinteilung davon getrennt.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In Deutschland unterscheidet man beim Rinderbug (10) (auch Schulter oder "Rinderblatt") allgemein das "Schaufelstück", den "Schaufeldeckel" und das "Dicke Bugstück". Der "Restbug" wurde in der DDR "Rohrbug" genannt, während das "Falsche Filet" auch als "Falsche Lende" wie das echte Filet bezeichnet wird.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In Österreich unterscheidet man die "Rinderschulter" in "Dicke Schulter", "Schulterscherzel", "Mageres Meisel", "Bugscherzel", "Wadschinken" und "Pratzl".


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In der Schweiz wird sie in "Schulter mit Schenkel", "Bug", "Schulterfilet", "Dicke Schulter", "Schulterdeckel" und "Schulterspitz" zerlegt.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Es ist an dieser Stelle nicht möglich, alle Schnittführungen und Bezeichnungen darzustellen. Teilweise werden Fachbegriffe im Handel und Umgangssprache synonym verwendet, teilweise irrtümlich andere Fleischteile damit bezeichnet. Allgemein unterscheidet man zwischen der Zubereitung im ganzen Stück (häufig als Roastbeef oder Rostbraten bezeichnet) oder in Scheiben unterschiedlichen Zuschnitts, allgemein als Steak bezeichnet.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Das Stück zwischen 9. und 11. Brustwirbel wird in Deutschland als Hochrippe (5) bezeichnet, in der DDR war "Hohe Rippe" üblich. In Österreich bezeichnet man es als Rostbraten. Daran schließt sich bis zum 6. Lendenwirbel das Roastbeef (6) an, in Österreich "Beiried" genannt. Darunter liegt an der Körperinnenseite das Rinderfilet (7), in Österreich Lungenbraten genannt. Alle drei Teilstücke gemeinsam werden in der Schweiz als "Nierstück" bezeichnet, und dort in Roastbeef, Filet und Huft unterteilt.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Die "Rinderblume" (13) wird je nach Zerlegung dem Rücken oder der Keule zugerechnet. Häufig als Hüfte (oder einer Abwandlung davon wie "Huft" oder "Hüftstück") bezeichnet, ist die Körperregion zwischen dem oberen Teil des Oberschenkelknochens und dem oberen Rand des Beckens einschließlich der Hüftgelenke mit anhaftendem Fleisch gemeint. Mit einem abweichenden Zuschnitt wird ein ähnliches Teilstück in der Schweiz als "Stotzen mit Eckstück" bezeichnet.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Der Schwanz wird allgemein nicht als Lebensmittel verwendet. Lediglich als Ochsenschwanz ist er eine bekannte Zutat für eine gleichnamige Suppe.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Als Lappen bezeichnet man in Deutschland den unteren Teil des Hinterviertels bis zum After. In der Schweiz entspricht dies den "Lempen" mit "Dicker Lempen" und "Dünner Lempen". Die Trennung zum Rücken kann je nach Tradition und Statur des Tieres voneinander abweichen.


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: Die Knochendünnung (8) wurde in der DDR auch als Spannrippe bezeichnet. In Österreich wird das Teilstück in ein oberes und unteres Stück zerlegt. Das obere trennt man in "Platte Palisade" mit "Zwerchried", die "Gstutzte Rippe" und das "Beinfleisch". Darunter liegt das "Kügerl".


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In der DDR unterschied man die "Dünnung" (9) und den "Schliem" (12), was einer älteren deutschen Tradition entsprach. Aktuell bezeichnet man beide Teile zusammen als "Fleischdünnung".


title: Teilstücke von Rindfleisch

text: In Deutschland wird die Rinderkeule meist mit der Blume/Hüftstück zugeschnitten, da dieses auf den anderen Fleischteilen aufliegt. In der DDR wurde bei der Zerlegung häufig das Kreuzbein im Gegensatz zum aktuellen Zuschnitt nicht entfernt. Neben der Oberschale, dem "Schwanzstück" (auch "Unterschale") wird die Nuss bzw. Kugel als Fleischteil definiert. In Österreich bezeichnet man sie als "Knöpfel" oder "Schlögel" und teilt sie in "Hüferscherzel", "Hüferschwanzel", Nuss, Tafelspitz, "Tafelstück", "Weißes Scherzel", "Schale" und "Wadschinken". In der Schweiz wird der "Stotzen" in "Haxe", Nuss, Huft, Eckstück, "Unterspälte mit Schenkel" und "Vorschlag" getrennt.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Ce 6/8 (später teilweise Be 6/8) sind Elektrolokomotiven der SBB, die vorwiegend auf der Gotthardbahn vor Güterzügen verwendet wurden und bis in die 1980er Jahre in Betrieb waren. Von den ab 1919 gebauten 33 Lokomotiven sind sieben erhalten. Die Ce 6/8 bekam mit den wenig später entwickelten Ce 6/8 ähnlicher Bauart den über die Grenzen der Schweiz hinaus bekannten Übernamen (Spitzname) "Krokodil", in Kurzform "Kroki".


title: SBB Ce 6/8 II

text: Am 30. Juni 1917 hatten die SBB vier Probelokomotiven Fb 2x2/3 11301, Fb 2x2/3 11302, Fc 2x3/4 und Fb 3/5 11201 zur Bestellung ausgeschrieben. Diese vier Lokomotiven hätten dann nach ihrer Ablieferung ausgiebig erprobt werden sollen.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Elektrifizierung der Gotthardbahn stand nach Planung (Fertigstellung 1920) kurz bevor. Viele Fachleute waren durch den Einsatz im Aktivdienst während des Ersten Weltkrieges nicht zur Verfügung. Im Weiteren wurde das soziale Klima in der Schweiz durch den Schweizer Generalstreik massiv belastet.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Im Frühling 1918 (10 Monate vor Ablieferung der Probelokomotiven) bestellten die SBB deshalb neben den schweren Gebirgs-Reisezuglokomotiven Be 4/6 12303–12312 und Be 4/7 12501–12506 die schweren Gebirgs-Güterzuglokomotiven Ce 6/8 14251–14260 mit der Achsfolge 1’C+C1’. Weil mit dem Schrägstangenantrieb der Lokomotivfabrik Winterthur gewisse kinematische Probleme bei der Probelokomotive Fc 2x3/4 befürchtet wurden, folgten die SBB der Empfehlung der Industrie zu einer Lokomotive mit der Achsfolge 1’C+C1’ anstatt der Drehgestellanordnung (1’C)(C1’) mit einem einteiligen Lokomotivkasten. Auch wurde ein anderer Stangenantrieb vorgeschlagen. Die Lokomotive bestand nicht mehr aus einem Kasten, sondern aus drei Teilen, nämlich zwei schmalen Vorbauten und einem normalbreiten Mittelteil, die gelenkig miteinander verbunden waren. Die manchmal sogar in der Fachliteratur erwähnte Bezeichnung «Prototyp» für die Lokomotive Ce 6/8 ist also falsch, denn die Ce 6/8 war von Grund auf eine Neukonstruktion.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Auftragserteilung der SBB an die schweizerische Lokomotivindustrie erfolgte im Frühling 1918. Die Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik (SLM) übernahm den mechanischen Teil, die Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) den elektrischen Teil.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Im Gegensatz zu den vier Probelokomotiven schlug die Industrie der SBB eine völlig andere Bauart vor. Die Lokomotive sollte aus zwei schmalen, niederen Vorbauten und einem dazwischen liegenden, normalbreiten und -hohen Kasten bestehen, die gelenkig miteinander verbunden waren. Dies war eine Abkehr von den im Bau befindlichen Probelokomotiven mit einem Rahmen oder mit Drehgestellen. Erste Erfahrungen mit der Probelokomotive Fc 2x3/3 der Bern-Lötschberg-Simplon-Bahn könnten zu diesem Entscheid geführt haben. Auch bei den Dampflokomotiven gab es Vorbilder, wie zum Beispiel die Garratt-Lokomotiven.


title: SBB Ce 6/8 II

text: In jedem der zwei Vorbauten befinden sich drei mit Kuppelstangen gekuppelte Triebachsen und eine Laufachse in einem Bisselgestell. Die mittlere Triebachse jedes Teils besitzt eine Seitenverschieblichkeit von 25 mm zwecks besserer Fahreigenschaften in den Kurven. Die Laufachsen können sich um 83 mm auf beide Seiten bewegen. Die Abfederung der Triebachsen erfolgt über Blattfedern auf die Rahmen der Vorbauten, wobei zum Ausgleich der Achsdrücke zwischen den Triebachsen sowie der benachbarten Laufachse Ausgleichshebel eingebaut sind.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Übertragung der Zug- und Stosskräfte erfolgt von den Triebachsen auf die Rahmen der Vorbauten. Von dort werden die Kräfte einerseits auf die Zughaken und Puffer weitergeleitet. Andererseits erfolgt die Übertragung der Kräfte über eine abgefederte Kurzkupplung von einem Triebgestell auf das andere. Der zentrale Kasten dient also im Gegensatz zu anderen Lokomotiven des «Krokodil»-Typs nicht der Kraftübertragung von einem zum anderen Triebgestell (siehe auch Lokomotivkasten in diesem Artikel). Die Kurzkupplung wirkt des Weiteren auch als Querkupplung und verbessert dadurch insbesondere den Einlauf des nachlaufenden Triebgestells in Kurven.


title: SBB Ce 6/8 II

text: In jedem Rahmen der Vorbauten sind zwischen der ersten und zweiten Triebachse zwei Triebmotoren eingebaut. Jeder der zwei Motoren treibt über beidseitige, gefederte Ritzel gemeinsame Zahnräder an, die auf der ebenfalls zwischen der ersten und zweiten Triebachse gelegenen Vorgelegewelle sitzen. Von der Vorgelegewelle erfolgt die Übertragung mit einem Dreieckrahmen, die durch Kurbeln auf einer pendelnd gefederten Blindwelle abgestützt wird, über ein Gleitlager auf die erste Triebachse. Von einem Anlenkpunkt an dem Dreieckrahmen wird die Antriebskraft auf die zweite und dritte Triebachse mit Kuppelstangen übertragen. Die Federung der Blindwelle wurde ab 1945 demontiert, da sich die auftretenden Horizontalkräfte als gering erwiesen. Bei der Nachfolgeserie, der Ce 6/8 III wurde die Antriebsform durch den Schrägstangenantrieb der Bauart Winterthur ersetzt, was eines der äusserlichen Hauptunterscheidungsmerkmale der beiden Bauarten ist.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Der Lokomotivkasten ist dreiteilig ausgeführt. Die äusseren beiden Teile (Vorbauten) sind fest mit den Triebgestellen verbunden. Der eigentliche Kasten in der Mitte ist mittels kugelförmigen Drehpfannen auf Drehzapfen in den Triebgestellen abgestützt. Die eine Drehpfanne ist unverschieblich, die andere besitzt eine Längsverschieblichkeit, damit keine Zug- und Druckkräfte über den zentralen Kasten übertragen werden (siehe Zugkraftübertragung in diesem Artikel). Des Weiteren sind beidseits der Drehpfannen gefederte Druckstützen angeordnet.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Lokomotiven besitzen eine Westinghouse-Druckluft-Doppelbremse. Diese wirkt, wie auch die Handbremse, auf die zwei Bremsklötze jeder Treibachse. Die Laufachsen sind nicht gebremst. Zwischen 1959 und 1963 wurden Stopex-Bremsgestängesteller eingebaut. Pro Triebgestell sind vier Sandkästen vorhanden.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Ce 6/8 waren mechanisch mehr oder weniger gleich. Elektrisch bestanden aber erhebliche Unterschiede.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Auf dem mittleren Wagenkasten befanden sich die zwei Stromabnehmer und die Blitzschutzspule. Die elektropneumatische Fahrschaltersteuerung («Hüpfersteuerung») war im Kasten auf der fensterlosen Seite angeordnet. In der Mitte des Kastens befand sich in einem Schacht der Transformator. Die Blitzschutzspule wurde später entfernt.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Zur Kühlung des Transformatorenöls war der Transformatorenkessel (Gehäuse) bei den Lokomotiven 14251–14273 (ohne 14264) aussen mit Rippen versehen. Unterhalb des Bodenrahmens befanden sich zwei Ventilatorengruppen. Diese bliesen Kühlluft von unten nach oben an den Rippen vorbei durch den Schacht.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Lokomotiven 14264 und 14274–14283 hatten Transformatorenkessel mit glatten Aussenwänden. Das Öl wurde mit einer separaten Ölpumpe durch den Ölkühler gepresst.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Transformatoren der Lokomotiven 14251–14273 waren bei Ablieferung für den Betrieb mit 7'500 V Fahrleitungsspannung anstatt 15'000 V umschaltbar. Dies war notwendig, da die Gotthardbahn am Anfang nur mit der halben Fahrleitungsspannung betrieben wurde. Dadurch sollten Überschläge an den vom immer noch vorhandenen Dampfbetrieb verrussten Isolatoren verhindert werden.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Auf der Niederspannungsseite (Sekundärseite) hatten die Transformatoren zwei Stufenwicklungen mit jeweils elf Anzapfungen von 113 V bis 567 V. Die Anzapfungen dieser zwei Wicklungen wiesen dabei entgegengesetzte Spannungen auf. Über zwei Stufenschalter konnten damit den parallel geschalteten Fahrmotorgruppen in den beiden Triebgestellen in 20 oder 23 Stufen Spannungen bis zu 1'100 V zugeführt werden. Da die zwei Fahrmotoren eines Triebgestells in Reihe geschaltet waren, ergab sich pro Motor eine maximale Spannung von ungefähr 550 V.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Stufenschalter befanden sich beidseitig des Transformators. Sie waren zu den Führerständen nur mit Blechwänden getrennt. Das Lokomotivpersonal hatte deshalb nicht gerade den ruhigsten Arbeitsplatz.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Lokomotiven 14251–14255 und 14258–14260 besassen Walzenschalter ähnlich der Probelokomotive Fb 2x2/3 11301. Sie wurden von elektrischen Servomotoren angetrieben. Die Bedienung erfolgte mit einem Steuerkontroller oder einem kleinen, senkrechten Handrad am Führertisch.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Der Walzenschalter war schwerfällig, die Lokomotiven 14256, 14257 und 14261–14283 erhielten deshalb elektrisch betriebene Hebelschalter. Bei den Lokomotiven 14261–14265 hatte dabei jeder Hebelschalter einen Servomotor. Die Lokomotiven 14266–14283 hatten nur einen Servomotor, da die zwei Stufenschalter mechanisch verbunden waren. Die Bedienung erfolgte über ein waagrechtes Handrad am Führertisch. Damit konnten 20 Stufen (14261–14265) oder 23 Stufen (14266–14283) geschaltet werden.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Ein ganz anderes Konzept wurde bei den Lokomotiven 14256 und 14257 gewählt. Auch hier waren die zwei Stufenschalter mechanisch gekuppelt. Das Aufschalten und stufenweise Abschalten erfolgte hier mit einem riesigen, senkrechten Handrad am Führertisch. Nur für das Abschalten auf Null gab es einen kleinen Hebel auf dem Führertisch, der einen Servomotor in Betrieb setzte. Die Bedienung dieser zwei Maschinen war eine ziemliche körperliche Anstrengung.


title: SBB Ce 6/8 II

text: In jedem der zwei Vorbauten befanden sich zwei Fahrmotoren und die elektropneumatisch betätigten Wendeschalter.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die Ce 6/8 besassen eine elektrische Nutzbremse (Rekuperationsbremse), welche beim Bremsen die elektrische Energie der als Generatoren wirkenden Fahrmotoren in die Fahrleitung zurückspeist. Als zusätzliche Elemente in der Schaltung wurden induktive Shunts und Bremsdrosseln genutzt, während die beim Fahren benötigten Ohmschen Wendepolshunts in der Bremsschaltung nicht benutzt wurden.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Zur Einleitung der elektrischen Bremsung musste zuerst der Stufenschalter bis auf Null ablaufen. Danach konnte der Wendeschalter von "Vorwärts" (V) auf "Bremsen Vorwärts" (BV) umgelegt werden und der Stufenschalter wieder aufgeschaltet werden. Eine Fehlbedienung der Nutzbremse führte zum folgenschweren Unfall von Wädenswil im Jahre 1948.


title: SBB Ce 6/8 II

text: In jedem Vorbau befand sich eine fest installierte Lampe. Links über dem Führertisch befand sich eine Klappe. Öffnete man diese, konnte man sehen, hören und riechen, ob vorne noch alles in Ordnung war.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Der Strom für die Zugheizung wurde dem Transformator abgenommen. Bei den ersten zehn Lokomotiven konnten 800 V, 1'000 V und 1'200 V geschaltet werden, wobei die 1'200 V nur im Stillstand benutzt werden durften. Bei den anderen Lokomotiven standen nur noch 800 V und 1'000 V zur Verfügung. Die 1'200-V-Stufe wurde bei den ersten zehn Lokomotiven später entfernt. Vor 1950 wurde bei allen Lokomotiven auch die 800-V-Stufe ausgebaut.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Nach der Ablieferung im Jahre 1919 fuhren sie die Strecke Bern–Thun–Spiez, da diese Strecke die einzige elektrifizierte der SBB war. Die Krokodile fuhren dabei unter einer Spannung von 7'500 V statt der später üblichen 15'000 V. Dies war am Anfang nötig, da die Verschmutzung der Isolatoren durch Dampflokomotiven noch keine höhere Spannung zuliess.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Mit der Elektrifizierung der Gotthardstrecke ab Oktober 1920 wurden die Krokodile primär im Gotthardverkehr eingesetzt. Sie lösten dort die Dampflokomotiven C 5/6 ab, welche erst gerade drei bis sechs Jahre alt waren.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Ab 1941 wurden die Maschinen umfassend umgebaut. In diesem Zusammenhang konnte die Höchstgeschwindigkeit von 65 km/h auf 75 km/h erhöht werden; die Lokomotiven bekamen daher die Bezeichnung Be 6/8 und 13-tausender Nummern.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Nach dem Zweiten Weltkrieg und mit dem Aufkommen der Ae 6/6, welche fortan für den Gotthard zuständig war, wurden die Krokodile vermehrt im Flachland eingesetzt. In den 1970er und 1980er Jahren waren sie vorwiegend vor Kieszügen, Zuckerrübenzügen wie auch im Rangierdienst tätig.


title: SBB Ce 6/8 II

text: Die ersten Ce 6/8 wurden 1968 ausrangiert. In Rangierfahrzeuge modifizierte Krokodile, welche am Ende ihrer Einsatzzeit in den Rheinhäfen von Basel tätig waren, fuhren bis 1986.


title: Jason Reitman

text: Jason R. Reitman (* 19. Oktober 1977 in Montreal) ist ein kanadischer Filmregisseur, Drehbuchautor und Filmproduzent.


title: Jason Reitman

text: Der Sohn von Ivan Reitman sammelte erste Erfahrung im Filmgeschäft mit kleinen Rollen in den Filmen seines Vaters. Jason Reitman besuchte die Harvard-Westlake School und die University of Southern California. 1998 drehte er mit "Operation" seinen ersten Kurzfilm. Später folgten die mehrfach ausgezeichneten Kurzfilme "In God We Trust" (2000) und "Consent" (2004).


title: Jason Reitman

text: 2005 lieferte Reitman mit "Thank You for Smoking" sein Spielfilmdebüt ab. Die Satire brachte ihm 2006 die Auszeichnung für "Best Directorial Debut" des National Board of Review ein. Im Jahr 2007 wurde das von ihm gedrehte Drama "Juno" mit Elliot Page und Jennifer Garner in den Hauptrollen veröffentlicht, mit dem er für den Oscar in der Kategorie "Beste Regie" nominiert war.


title: Jason Reitman

text: Reitmans dritter Spielfilm "Up in the Air" feierte seine Weltpremiere im September 2009 auf dem Toronto Film Festival. Die Tragikomödie um einen überzeugten Single und Flugmeilensammler (gespielt von George Clooney), der als erfolgreicher Mitarbeiter bei einer Consulting-Firma angestellt ist, wurde 2009 mit dem Preis des National Board of Review ausgezeichnet. Zudem erhielten Reitman und Mitautor Sheldon Turner für das Drehbuch den Golden Globe Award und den British Academy Film Award. Reitman wurde außerdem mit Oscar-Nominierungen in den Kategorien "Film", "Regie" und "Adaptiertes Drehbuch" gewürdigt.


title: Jason Reitman

text: Reitman drehte weitere Spielfilme und wandte sich von 2015 bis 2017 mit seiner Beteiligung an "Casual" auch dem Fernsehen zu.


title: Jason Reitman

text: Mit "" inszenierte Reitman zuletzt eine Fortsetzung von "Ghostbusters – Die Geisterjäger" (1984) und "Ghostbusters II" (1989), die beide von seinem Vater verantwortet wurden. Jason Reitman war auch an der Drehbuchentwicklung beteiligt und übernahm die Produktion. Der Kinostart war zunächst für 2020 vorgesehen, musste auf Grund der COVID-19-Pandemie aber auf 2021 verlegt werden.


title: Beitrittsverhandlungen Montenegros mit der Europäischen Union

text: Der Rat der Europäischen Union hat am 23. April 2009 die Weiterleitung des montenegrinischen Beitrittsantrags an die Europäische Kommission beschlossen. Er hat damit das formale Beitrittsverfahren nach des Vertrags über die Europäische Union (EUV) eingeleitet. Die Europäische Kommission erarbeitet derzeit ihre Stellungnahme zum montenegrinischen Beitrittsantrag. Sie hat Montenegro im Juli 2009 einen umfangreichen Fragenkatalog übermittelt, auf den die Regierung in Podgorica im Dezember 2009 ihre Antworten vorgelegt hat. Am 9. November 2010 stand die Europäische Kommission Montenegro den Kandidatenstatus zu. Dieser wurde auf dem EU-Gipfel am 17. Dezember 2010 vom Europäischen Rat offiziell vergeben. Am 26. Juni 2012 empfahlen die Europaminister der EU-Mitgliedsländer die Aufnahme von Beitrittsverhandlungen. Diese Entscheidung wurde beim Gipfeltreffen der Staats- und Regierungschefs am 29. Juni 2012 offiziell bestätigt.


text: Die Europäische Kommission überwacht die Reformfortschritte Montenegros auf seinem Weg in die Europäische Union in ihrer Erweiterungsstrategie und den Fortschrittsberichten, die jedes Jahr im Herbst erscheinen. Der Rat der Europäischen Union betonte in seinen Schlussfolgerungen vom 7./8. Dezember 2009 zu Montenegro:


text: Das Stabilisierungs- und Assoziierungsabkommen (SAA) zwischen der EU und Montenegro wurde am 15. Oktober 2007 unterzeichnet. Ein Interimsabkommen, das vor allem handelspolitische Teile enthält, trat am 1. Januar 2008 in Kraft. Das SAA selbst musste von allen EU-Mitgliedstaaten und von Montenegro in parlamentarischen Verfahren ratifiziert werden. Es ist am 1. Mai 2010 in Kraft getreten.


text: Die EU unterstützt Montenegro finanziell vor allem im Rahmen des Instruments für Heranführungshilfe (IPA), das bis zum Jahr 2013 lief. Von 2007 bis 2010 erhielt Montenegro 113,46 Millionen Euro aus IPA-Geldern. Von 1998 bis 2006 war das Land bereits über das EU-Programm Community Assistance for Reconstruction, Development, and Stabilisation (CARDS) mit 277,2 Millionen Euro unterstützt worden.


text: In der Woche vom 26. bis 30. März 2012 wurde das Screening der Verhandlungskapitel begonnen. Am 18. Dezember 2012 wurde mit Kapitel 25 das erste Kapitel eröffnet.


text: Montenegro gehört nicht der Europäischen Währungsunion an. Dennoch ist der Euro gesetzliches Zahlungsmittel des Landes.


text: Montenegro hatte seit November 2000 einseitig den jugoslawischen Dinar aus dem Verkehr gezogen. Bereits ein Jahr zuvor, mit den währungspolitischen Turbulenzen durch den Kosovokrieg, war die D-Mark als Parallelwährung eingeführt worden, die 2002 durch den Euro ersetzt wurde.


text: Am 1. Januar 2008 sind in allen Staaten des Westlichen Balkans (außer Kosovo) Visumerleichterungs- und Rückübernahmeabkommen mit der EU in Kraft getreten. Anschließend hat die Europäische Kommission gemeinsam mit den beteiligten Staaten Fahrpläne für eine Visabefreiung übergeben. Nachdem Montenegro, Serbien und Nordmazedonien die Bedingungen der Fahrpläne vollständig erfüllt hatten, gewährt die EU seit 19. Dezember 2009 Visafreiheit für diese Länder. Sie gilt für touristische Reisen in alle Schengen-Staaten für bis zu 90 Tage. Voraussetzung ist, dass Reisende einen biometrischen Reisepass besitzen und keine Erwerbstätigkeit aufnehmen. Fragwürdig ist jedoch der lasche Umgang bei der Vergabe der montenegrinischen Staatsbürgerschaft und der Ausstellung von Ausweisdokumente an finanzstarke Personen ab 350.000 Euro. Zum Beispiel der ehemalige thailändische Premierminister Thaksin Shinawatra, der von den Justizbehörden Thailands per Haftbefehl gesucht wurde besitzt einen Pass aus Montenegro.


Die Vereinbarung über die Beilegung der Krise in der Ukraine ist ein Vertrag, der am 21. Februar 2014 in Kiew unterzeichnet wurde. Er entstand im Zuge der Staatskrise in der Ukraine, die durch die Ausschreitungen während des Euromaidan entstand.


title: Vereinbarung über die Beilegung der Krise in der Ukraine

text: Unterschrieben wurde der Vertrag auf Seiten der Regierung von Wiktor Janukowytsch, dem Präsidenten der Ukraine, und auf Seiten der Opposition von Vitali Klitschko von der Partei UDAR, Oleh Tjahnybok von der Partei Allukrainische Vereinigung „Swoboda“ sowie von Arsenij Jazenjuk von der Partei Allukrainische Vereinigung „Vaterland“.


text: Des Weiteren unterschrieben der polnische Außenminister Radosław Sikorski, der deutsche Außenminister Frank-Walter Steinmeier und Eric Fournier, Direktor im Außenministerium Frankreichs, als Zeugen den Vertrag.


text: Neben Sikorski und Steinmeier waren auch der Außenminister Frankreichs Laurent Fabius sowie Wladimir Lukin als Vertreter der Russischen Föderation an den Vertragsverhandlungen beteiligt. Fabius reiste noch vor Vertragsunterzeichnung nach China weiter, Lukin unterschrieb ebenfalls nicht, erklärte jedoch, dass dies nicht bedeute, dass Russland nicht an einem Kompromiss interessiert sei.


text: Steinmeier und Sikorski hatten auch vor Vertretern des Maidan-Rates für diese Vereinbarung geworben, und schließlich stimmte auch der Rat dem Abkommen zu, wobei allerdings keine Unterzeichnung der Vereinbarung durch Vertreter des Maidan-Rates erfolgte.


text: Unmittelbar nach Bekanntwerden der Unterzeichnung wurde der Vertrag von vielen Euromaidan-Demonstranten und von informellen Gruppen auf dem Maidan abgelehnt, sie forderten weiterhin einen sofortigen Rücktritt Janukowytschs.


text: Am Folgetag des Abkommens brach Janukowytsch einseitig das Abkommen, indem er nicht an dessen Umsetzung mitwirkte und stattdessen aus Kiew floh. Er bezeichnete die Oppositionsführer als „Kriminelle“ und meinte, er würde nichts unterzeichnen, was auch die vereinbarte Verfassungsänderung im ersten Punkt der Vereinbarung betrifft. Das ukrainische Parlament erklärte aufgrund des Bruchs der Kompromisslösung, dass Janukowytsch sich in verfassungswidriger Weise der Ausführung der verfassungsmäßigen Befugnisse selbst enthoben habe und somit seine Pflichten nicht erfüllen würde. Er wurde daher durch den Übergangspräsidenten Oleksandr Turtschynow ersetzt und es wurden Präsidentschaftswahlen für den 25. Mai festgelegt.


text: Bei einem Treffen von Steinmeier, Fabius und Sikorski am 31. März 2014 in Weimar wurde eine Erklärung beschlossen, in der die ukrainische Führung dazu aufgerufen wurde, die Schlüsselprinzipien der Vereinbarung vom 21. Februar als Teil ihrer Politik umzusetzen.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Prolog (vom Französischen: "programmation en logique", dt.: „Programmieren in Logik“) ist eine Programmiersprache, die Anfang der 1970er-Jahre maßgeblich von dem französischen Informatiker Alain Colmerauer entwickelt wurde und ein deklaratives Programmieren ermöglicht. Sie gilt als die wichtigste logische Programmiersprache.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Erste Implementierungen wichen in ihrer Syntax stark voneinander ab, aber der Edinburgh-Dialekt setzte sich bald als Quasistandard durch. Er war jedoch nicht formal definiert, bis er 1995 zur Grundlage eines ISO-Standards wurde (ISO/IEC 13211-1), der auch ISO-Prolog genannt wird.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Der erste Prolog-Interpreter wurde in Marseille in ALGOL W realisiert. Der erste Ansatz für einen Compiler stammte von David H. D. Warren aus Edinburgh. Dieser hatte als Zielsprache die des Logik-Prozessors Warren’s Abstract Machine und erlaubte deshalb weder dynamische Änderungen noch einen Anschluss rücksetzbarer Prädikate in anderen Programmiersprachen. Der erste voll nutzbare Compiler, der beides erlaubte, wurde von Preben Folkjaer und Christian Pichler in München entwickelt. Er verwandte einen anderen, von der TU Wien stammenden, Zwischencode, der inkrementell kompiliert wurde; wurden Prädikate verändert, wurde das Kompilat gelöscht und beim nächsten Aufruf neu kompiliert.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Prolog-Programme bestehen aus einer Wissensdatenbank, deren Einträge sich Fakten und Regeln nennen. Der Benutzer formuliert Anfragen an diese Wissensdatenbank.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Ein positives Resultat bedeutet, dass die Anfrage logisch ableitbar ist. Ein negatives Resultat bedeutet nur, dass aufgrund der Datenbasis keine Ableitung gefunden werden kann.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Das typische erste Programm in Prolog ist nicht wie in prozeduralen Programmiersprachen ein Hallo-Welt-Beispiel, sondern eine Wissensdatenbank mit Stammbauminformationen.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Das erste Faktum in Form einer Aussage codice_1 liest sich als: Tobias ist ein Mann. codice_2 definiert das Faktum: Tobias ist der Vater von Frank. Für Hinweise zum Laden von Prolog Texten siehe entsprechenden Abschnitt:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: In einem Prolog-Interpreter können nun interaktiv Anfragen an die Datenbasis gestellt werden. Das Ausführen eines Prolog-Programms bedeutet immer das Stellen einer Anfrage.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Das System antwortet entweder mit codice_3/codice_4 oder codice_5/codice_6, abhängig davon, ob die Anfrage bewiesen werden konnte.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Eine Anfrage mit einer Variablen liefert als Antwort zusätzlich Belegungen, mit denen die Anfrage wahr wird. Man nennt eine solche Variablenbelegung Unifikation und sagt, die Variable wird mit diesem Wert unifiziert. Variablen sind in Prolog Token, die mit einem Großbuchstaben beginnen:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Der Interpreter liefert nur positive Antworten auf Anfragen, die explizit definiert oder folgerbar sind (Closed world assumption). So liegen etwa über "heinrich" keinerlei Informationen in der Datenbasis:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Die Regel besagt: X ist Großvater von Y, wenn es ein Z gibt, sodass X Vater von Z ist und Z Vater von Y. Damit ist der Großvater väterlicherseits definiert.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Durch die Definition von Regeln können auch Fakten geschlossen werden, die nicht explizit in der Datenbasis stehen:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Prolog kennt die Grundrechenarten, also Addition codice_10, Subtraktion codice_11, Multiplikation codice_12, Division codice_13 und Modulo codice_14. Die Zuweisung eines Wertes zu einer Variable erfolgt mit dem Schlüsselwort codice_15. Im Gegensatz zu imperativen Programmiersprachen können in Prolog Variablenwerte nicht überschrieben werden.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Listen sind rekursive Datenstrukturen bestehend aus einem Kopf (') und einem Rest ('). Der Rest kann hierbei wieder aus Listen bestehen.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Um zu prüfen ob ein bestimmtes Element in einer Liste enthalten ist, wird die vordefinierte Funktion codice_16 verwendet:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: der Eingabezeile codice_17 tippen. Die Eingabe der Klauseln muss mit einem Dateienendezeichen abgeschlossen werden (^D oder ^Z je nach Plattform):


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Alternativ kann ein Prolog-Text in einer Datei gespeichert werden und z. B. mit dem Prädikat codice_18 geladen werden. Das Prädikat nimmt einen physischen Pfad zu einem Prolog-Text entgegen:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Entscheidend für die Prolog-Programmierung sind die Techniken der Rekursion und die Nutzung von Listen.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Ist die Rekursion in den meisten Programmiersprachen nur eine zusätzliche Variante zur Iteration, ist sie bei der Prolog-Programmierung die einzige Möglichkeit, "Schleifen" zu produzieren. Benötigt man in obigem Beispiel eine allgemeine "Vorfahr"-Relation, wird das wie folgt realisiert (";" zeigt in der Klausel die Disjunktion bzw. das logische „oder“):


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Dies lässt sich wie folgt lesen: X ist ein Vorfahr von Z, wenn X Elternteil von Z ist (Regel 1) oder es ein Y gibt, das Vorfahr von Z ist und gleichzeitig X Elternteil von Y (Regel 2) (Es wurde hier "elternteil" statt "mutter" oder "vater" verwendet.)


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Auch Listen sind ein entscheidender Bestandteil von Prolog. Die meisten Prolog-Implementationen bringen dafür viele Basisfunktionen mit („concat“ = Anhängen von Werten, „count“ = Anzahl der Werte etc.), die sich aber auch alle selbst definieren lassen. In einer gedachten Familienstruktur muss die Anzahl der Kinder ja variabel sein. Folgendes wäre denkbar:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Dabei ist X die Variable, deren verschiedene Werte ausgegeben werden sollen. Der Unterstrich _ ist in Prolog die anonyme Variable, wodurch Prolog veranlasst wird hier jeden Wert zuzulassen. Die eckigen Klammern stehen für die leere Liste, welche die nicht vorhandenen Kinder repräsentiert.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Eine weitere Eigenschaft und Besonderheit gegenüber anderen Programmiersprachen ist, dass Prolog in der Lage ist, während der Laufzeit seine vorhandene Datenbank zu erweitern oder zu löschen. Ein Beispiel für das Löschen eines einzelnen Elements:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Zum Löschen aller gleichen Elemente (also z. B. "auto()") auf einmal benutzt man retractall(), zum Ausgeben asserta() (oben in der Datenbank) und assertz() (unten in der Datenbank).


title: Prolog (Programmiersprache)

text: A bis H stehen jeweils für eine Ziffer 0 bis 9, wobei nicht klar ist, welche Ziffer welchem Buchstaben entspricht. Gesucht ist die Zahl, die bei den Fragezeichen stehen muss. Dieses Problem ist in Prolog sehr einfach zu lösen. Man schreibt zunächst eine Regel, die bewirkt, dass A bis H später mit allen möglichen Kombinationen von 0 bis 9 belegt werden (Permutation):


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Nun müssen nur die fünf entstehenden Gleichungen ("ABB – CD = EED", "FD + EF = CE", "ABB – FD = EGD", "CD – EF = FH" und "EED * CE = EGD * FH = X") in Prolog-Syntax geschrieben werden:


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Wird nun die Abfrage "loesung." eingegeben, wird die Lösung ausgegeben. Wie man sieht, benötigt man zur Lösung dieses Problems fast keine Programmierkenntnisse über Schleifen oder ähnliches, sondern gibt nur die Fakten ein und welches Ergebnis man benötigt. Prolog steht in der Abstraktionshierarchie aus genau diesem Grund über imperativen und objektorientierten Sprachen.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Eine häufig gestellte Aufgabe an Programmiersprachen ist die Verarbeitung hierarchischer Strukturen, wie z. B. SGML oder XML. Insbesondere für XML bildet Prolog eine sehr wirkungsvolle und ausdrucksstarke Alternative zu der verbreitetsten Verarbeitungssprache XSLT.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: wird unter Prolog als rekursive Liste von Elementen "element(TagName, Attribute, Kinder)" dargestellt.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Ein sehr einfaches Paradigma (untere drei Klauseln) erlaubt es, jeden Baum rekursiv zu durchlaufen. Folgende Beispiele löschen (oberste Klausel mit "delete") und konkatenieren (zweite Klausel von oben mit "concat") bestimmte Tags. Der erste Unifikator ist die Operation ("delete" oder "concat"), der zweite die zu bearbeitende Struktur, der dritte das spezifizierte Tag, der vierte der Ergebnisbaum. "append" ist ein Befehl zum Konkatenieren von Listen.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Stößt der Backtracker bei der Operation "delete" auf ein Tag, das wie das zu löschende heißt, so wird dieses entfernt und bei den Nachbarn weitergesucht. Ein entsprechender Aufruf ist z. B. "transform(delete, Tree, autor, ResTree).", der alle Autoren entfernt.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Ähnlich können durch "transform(concat, Tree, paragraph, ResTree)." alle nebeneinanderstehenden Paragraphen miteinander verschmolzen werden. Dazu werden zunächst deren Inhalte konkateniert, daraus eine neue Paragraphstruktur erzeugt und diese weiterverarbeitet.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Planungssysteme suchen eine Möglichkeit, von einem Ausgangszustand in einen gewünschten Zielzustand zu gelangen. Sie lassen sich für die Suche von Straßen- oder Verkehrsverbindungen, aber auch für allgemeinere Problemstellungen einsetzen. Zunächst der allgemeinste Ansatz für eine "blinde Tiefensuche" (d. h., es ist unbekannt, ob der einzelne Schritt auch näher zum Ziel führt):


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Nur die Prädikate "operator", "anwendbar", "fuehrt_zu" und "zulaessig" sowie die Beschreibung eines Zustands sind problemspezifisch zu formulieren. Aufgerufen wird das Prädikat mit einer Zustandsliste, die den Anfangszustand enthält.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Abhängig vom Problemtyp lässt sich einiges vereinfachen und/oder weglassen; für eine Wegesuche in einem Straßennetz ergibt sich z. B.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Bei realen Problemen führt eine blinde Suche selten zum Ziel; man benutzt eine Breitensuche, bei der alle vom Start aus erreichbaren neuen Zustände ermittelt, mit einer "Heuristikfunktion" bewertet und nur der beste ("Heuristische Suche") oder eine sortierte Liste der besten ("Best-first-Suche") weiterverfolgt werden. (Die einfache heuristische Suche kann dazu führen, dass nicht immer die optimale Lösung gefunden wird, da bestimmte Lösungsschritte, die fälschlicherweise als ungünstig aussortiert wurden, sich als bessere Lösung ergeben würden.) Die Kunst liegt in der richtigen problemspezifischen Formulierung der Heuristikfunktion. In vielen Fällen hilft die "A*-Heuristik", das ist die Summe aus bisher erbrachtem Aufwand und geschätztem Restaufwand zum Ziel (z. B. zurückgelegte Fahrtstrecke + Luftliniendistanz zum Zielort):


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Jedes Element von BewerteteListe hat die Struktur [Heuristikwert,gesamte Fahrtstrecke,Ort]; zur Berechnung der A-Heuristik sind die bisherige Strecke, der letzte Ort und der Zielort (Luftlinie) erforderlich.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Dies ist eine Version des Zebrarätsels. Es wurde angeblich von Albert Einstein im 19. Jahrhundert verfasst. Einstein wird oft der Vermerk zugeschrieben, nur 2 % der Weltbevölkerung seien im Stande, das Rätsel zu lösen. Es existiert jedoch kein Hinweis auf jedwede Autorenschaft. Hier soll es ein Beispiel für ein Problem darstellen, das mit Prolog lösbar ist.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Um Regeln für Parser zu schreiben, haben die meisten Prologsysteme einen Präprozessor implementiert. Er erlaubt es, die Regeln in einer besser lesbaren Form zu notieren, die in der Form den Regeln entsprechen, die verwendet wird, um eine kontextfreie Sprache zu beschreiben. Der Präprozessor ergänzt Platzhalter und erzeugt die oben erwähnten Prolog-Logik-Formeln. Durch Übergabe weiterer Attribute ist es möglich, mit Definite Clause Grammars auch komplexere Sprachen als die kontextfreien zu beschreiben.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Ein Prolog-Programm ist eine geordnete Liste so genannter Horn-Klauseln, einer eingeschränkten Form der Prädikatenlogik erster Ordnung. Stellt man dem System eine Anfrage ("Query"), versucht es, diese auf der Grundlage dieser Datenbasis mittels Resolution zu beweisen. Das Ergebnis einer Query ist "yes" oder "no". Seine eigentliche Wirkung entfaltet ein Prolog-Programm streng genommen durch Nebenwirkungen, die während der Beweissuche auftreten. Also kann ein Prolog-System auch als ein sehr effizienter – wenn auch eingeschränkter – automatischer Theorembeweiser verstanden werden. Die einzige in Prolog eingebaute Suchstrategie bei der Beweisfindung ist Tiefensuche mit Backtracking.


title: Prolog (Programmiersprache)

text: Die Sprache wird heute noch in den Bereichen Computerlinguistik und Künstliche Intelligenz verwendet. Zum Beispiel sind Sprachverarbeitungskomponenten des durch seinen Auftritt bei Jeopardy! bekannt gewordenen KI-Systems Watson in Prolog geschrieben. Außerdem gibt es einige kommerzielle Anwendungen im Bereich des Systemmanagements, bei denen asynchrone Ereignisse (Events) mit Hilfe von Prolog oder darauf basierenden proprietären Erweiterungen verarbeitet werden. Ein Beispiel hierzu ist das Produkt "Tivoli Enterprise Console" (TEC) von IBM, das auf IBM-Prolog basiert.


title: Konfokalmikroskop

text: Ein Konfokalmikroskop (von "konfokal" oder "confocal", den gleichen Fokus habend) ist ein spezielles Lichtmikroskop. Im Gegensatz zur konventionellen Lichtmikroskopie wird nicht das gesamte Präparat beleuchtet, sondern zu jedem Zeitpunkt nur ein Bruchteil davon, in vielen Fällen nur ein kleiner Lichtfleck. Diese Beleuchtung wird Stück für Stück über das Präparat gerastert. Im Mikroskop entsteht also zu keinem Zeitpunkt ein vollständiges Bild. Die Lichtintensitäten des reflektierten oder durch Fluoreszenz abgegebenen Lichtes werden folglich "nacheinander" an allen Orten des abzubildenden Bereiches gemessen, so dass eine anschließende Konstruktion des Bildes möglich ist.


title: Konfokalmikroskop

text: Im Strahlengang des detektierten Lichts ist eine Lochblende angebracht, die Licht aus dem scharf abgebildeten Bereich durchlässt und Licht aus anderen Ebenen blockiert. Dadurch gelangt nur Licht aus einem kleinen Volumen um den Fokuspunkt zum Detektor, so dass optische Schnittbilder mit hohem Kontrast erzeugt werden, die fast nur Licht aus einer schmalen Schicht um die jeweilige Fokusebene enthalten.


title: Konfokalmikroskop

text: Heutige Konfokalmikroskope gibt es in verschiedenen Bauformen. Weit verbreitet sind Punktscanner, bei denen ein fokussierter Laserstrahl das Präparat abrastert (konfokales Laser-Scanning-Mikroskop, , CLSM, auch LSCM, nach : rastern). Bei Linienscannern wird dagegen eine ganze Bildzeile auf einmal erstellt, so dass eine höhere Geschwindigkeit erreicht werden kann. Eine dritte Variante benutzt eine Nipkow-Scheibe, auf der mehrere Lochblenden spiralförmig angeordnet sind. Bei der Rotation der Scheibe tastet jede Lochblende eine kreisförmige Kurve des Präparats ab. Diese Variante nutzt entweder Weißlicht zur Auflichtbeleuchtung, die zur Reflexion im Präparat führt. Oder es wird Fluoreszenz angeregt, wie es auch mit den anderen Bautypen möglich ist. Dann zählen sie zu den Fluoreszenzmikroskopen.


title: Konfokalmikroskop

text: Erste Konfokalmikroskope wurden bereits Mitte des 20. Jahrhunderts gebaut. Es dauerte jedoch bis in die 1980er Jahre, bis neue technische Möglichkeiten, darunter Laser und Computersysteme, Weiterentwicklungen erlaubten, die zu größerer Verbreitung führten.


title: Konfokalmikroskop

text: In einem Konfokalmikroskop wird eine punktförmige Lichtquelle in das Präparat abgebildet. Von der so beleuchteten Stelle wird Licht durch das Objektiv auf eine Lochblende fokussiert, bevor es den Detektor erreicht. Der Punkt in der Mitte der Lochblende und der Beleuchtungspunkt im Präparat sind dabei "konfokal" zueinander, das heißt, sie sind gleichzeitig im Fokus.


title: Konfokalmikroskop

text: Konfokale Mikroskopie kann prinzipiell mit Durchlicht oder mit Auflicht realisiert werden. Heutige Konfokalmikroskope sind aber generell Auflichtmikroskope, sie benutzen das Objektiv für Beleuchtung und Detektion. Bei manchen Bautypen gibt es nicht nur einen, sondern mehrere Beleuchtungspunkte, die gleichzeitig an verschiedene Stellen des Präparats projiziert werden. Der Einfachheit halber wird das Prinzip hier am Beispiel eines einzigen Beleuchtungspunktes erläutert, der durch Auflicht erzeugt wird.


title: Konfokalmikroskop

text: Das von der Lichtquelle kommende Licht (in der Schemazeichnung grün) wird zunächst in die Anregungslochblende fokussiert, um eine punktförmige Lichtquelle zu erzeugen. Auch im deutschen Sprachgebrauch werden diese und die zweite Lochblende häufig mit dem englischen Ausdruck Pinhole (wörtlich: Nadelloch) bezeichnet. In neueren konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopen werden die Beleuchtungslaser mit Glasfasern eingekoppelt, und die Anregungslochblende kann dann durch diese ersetzt sein, da der kleine lichtführende Faserkern ähnliche optisch beschränkende Eigenschaften aufweist.


title: Konfokalmikroskop

text: Die Beleuchtung wird auf einen Strahlteiler weitergeleitet. Bei Weißlichtmikroskopie wird ein halbdurchlässiger Spiegel eingesetzt, der einen ausreichenden Anteil der Beleuchtung zum Präparat spiegelt. Soll Fluoreszenz im Präparat nachgewiesen werden, wird ein dichroitischer Spiegel eingesetzt, der das Anregungslicht spiegelt, das Fluoreszenzlicht aber durchlässt. Schließlich wird durch das Objektiv im Präparat ein verkleinertes Bild der Anregungslochblende projiziert. Aufgrund der Beugung entsteht am Fokuspunkt ein Beugungsscheibchen (genauer: eine Punktspreizfunktion) und kein tatsächlicher Punkt.


title: Konfokalmikroskop

text: Vom beleuchteten Punkt im Präparat geht das nachzuweisende Licht aus (rot in der Schemazeichnung). Dabei kann es sich um reflektiertes Licht oder um Fluoreszenz handeln. Der vom Objektiv aufgenommene Anteil durchtritt den Strahlteiler und wird in der Zwischenbildebene wieder in einem Punkt (einem Beugungsscheibchen) vereint. Bei modernen Objektiven mit unendlicher Tubuslänge ist hierfür noch eine Tubuslinse erforderlich. In der Zwischenbildebene ist die Detektions-Lochblende um diesen Punkt herum zentriert. Sie ist typischerweise gerade so groß, dass ihr Rand im ersten Minimum des Beugungsscheibchens verläuft. Der tatsächliche Durchmesser hängt also von der numerischen Apertur und der Vergrößerung des verwendeten Objektivs ab. Es kann auch noch eine weitere Vergrößerung bis zur Lochblendenebene vorgenommen werden, um den Durchmesser des Beugungsscheibchens und damit den Durchmesser der Lochblende zu vergrößern. Größere Blenden lassen sich einfacher fertigen.


title: Konfokalmikroskop

text: In den meisten Präparaten wird Licht nicht nur vom tatsächlich beleuchteten Punkt im Präparat ausgesandt, sondern auch von Stellen darüber oder darunter (in der Schemazeichnung pink). Beispielsweise werden Fluoreszenzfarbstoffe auch in Ebenen über und unter der Schärfeebene angeregt. Das von diesen Punkten kommende Licht wird jedoch nicht in der Zwischenbildebene, sondern in davor oder dahinter liegenden Ebenen zu einem Punkt vereint, so dass die Lichtstrahlen von diesen Punkten in der Zwischenbildebene als Strahlkegel vorliegen. Der überwiegende Teil dieser Strahlkegel wird deshalb durch die Lochblende blockiert, so dass am Detektor nur sehr wenig Licht ankommt, das nicht vom Fokuspunkt im Präparat ausgesandt wurde.


title: Konfokalmikroskop

text: Optische Information, die nicht aus dem Fokuspunkt des Präparats kommt, wird somit doppelt unterdrückt: Erstens wird sie nicht „abgefragt“, da die Beleuchtungsintensität außerhalb des Fokus schwach ist, und zweitens wird Licht von außerhalb des Fokuspunkts an der Lochblende fast vollständig blockiert. Dadurch werden eine deutliche Kontrastverbesserung und auch eine etwas bessere Auflösung erzielt.


title: Konfokalmikroskop

text: Der sogenannte „Fokuspunkt“, aus dem das Licht zur Bildentstehung beiträgt, ist ein dreidimensionales Volumen. Die genaue Form dieses Volumens wird als Punktspreizfunktion (engl. point spread function, abgekürzt PSF) bezeichnet. Je kleiner das Volumen ist, desto besser ist die Auflösung des Mikroskops.


title: Konfokalmikroskop

text: Da nur aus einem kleinen Volumen des Präparats Licht zum Detektor gelangt, ist es für die Bilderzeugung notwendig, dieses Volumen über das Präparat zu bewegen, also die Probe abzurastern. Auch wenn mehrere Fokuspunkte eingesetzt werden, müssen diese über das Präparat bewegt werden. Im Mikroskop selbst entsteht also zu keinem Zeitpunkt ein komplettes Bild des Präparats, dieses wird erst anschließend im Computer erzeugt oder, im Fall von mehreren Punkten, auf dem Film oder dem Chip einer Kamera.


title: Konfokalmikroskop

text: In der biomedizinischen Forschung sind konfokale Laser-Scanning-Mikroskope (Abk. CLSM, nach englisch: "confocal laser scanning microscope", seltener LSCM, deutsch auch: Laserrastermikroskop) weit verbreitet, bei denen ein vom Objektiv fokussierter Laserstrahl ein Objekt punktweise abrastert. Meistens wird dabei Fluoreszenz von speziellen Markern nachgewiesen, es handelt sich dann um eine Form der Auflicht-Fluoreszenzmikroskopie. Laser werden eingesetzt, da von anderen Lichtquellen nicht genügend Licht für eine intensive Fluoreszenzanregung auf einen Punkt konzentriert werden kann. Mit derartigen Geräten kann auch konfokale Reflexionsmikroskopie betrieben werden.


title: Konfokalmikroskop

text: Die für die konfokale Mikroskopie zusätzlich erforderlichen optischen Elemente werden bei kommerziellen Geräten in einer Box untergebracht, die an ein qualitativ hochwertiges Mikroskop angeflanscht wird. Das Laserlicht wird in diese Scannerbox geleitet und von dort in das Mikroskop gespiegelt, um durch das Objektiv ins Präparat zu gelangen. Das im Präparat erzeugte Signal geht den umgekehrten Weg zurück zur Box, wo hinter der Lochblende die Signalintensität gemessen wird. Der Aufnahmevorgang wird von einem Computer gesteuert und die Bilder werden am Computermonitor angezeigt.


title: Konfokalmikroskop

text: Typischerweise haben diese Geräte mehrere Anregungslaser, zum Beispiel einen Argonlaser, der mehrere Wellenlängen emittiert (458, 488, 514 nm und andere), und Helium-Neon-Laser, die Licht mit 543 oder 633 nm aussenden. Das Licht verschiedenfarbiger Laser kann mit dichroitischen Strahlteilern übereinandergelegt werden. In vielen aktuellen Geräten wird die Intensität der jeweiligen Wellenlängen über einen akusto-optischen Modulator (auch: Acousto-Optical Tunable Filter, AOTF) moduliert.


title: Konfokalmikroskop

text: Bei neueren Geräten wird das Laserlicht häufig über Glasfasern zur Scannerbox geleitet. Da der kleine lichtführende Kern einer Glasfaser optisch ähnlich wirkt wie eine Lochblende kann die Anregungslochblende entfallen. Das Licht fällt nun auf den dichroitischen Strahlteiler, der es zum ersten Scanspiegel lenkt. Bei der Verwendung von mehreren Anregungswellenlängen können Doppel- oder Tripel-Strahlteiler eingesetzt werden, die zwei oder drei Wellenlängen zum Präparat hin spiegeln, das jeweilige Fluoreszenzlicht aber durchlassen. Bei manchen Geräten übernimmt diese Funktion ein weiterer akusto-optischer Modulator, der dann als Acousto-Optical Beam Splitter (AOBS) bezeichnet wird.


title: Konfokalmikroskop

text: Die Bewegung der Scanspiegel bestimmt, wie schnell und in welchem Bereich der Anregungspunkt (genauer: das beugungsbegrenzte Anregungsvolumen) über das Präparat rastert. Die Scangeschwindigkeit wird in Bildzeilen pro Sekunde, also in Hertz (Hz) angegeben. Typische Geschwindigkeiten liegen zwischen 200 und 2000 Hz. Durch eine genau gesteuerte Auslenkung der Spiegel werden die Größe und die Position des abgerasterten Bereiches festgelegt. Der Anregungspunkt wird innerhalb einer Bildzeile kontinuierlich über das Präparat bewegt und durch Festlegung der sogenannten "pixel dwell time" (Pixelverweildauer, Zeit bis das Signal dem nächsten Pixel zugeordnet wird) ergibt sich die Anzahl der Bildpunkte (Pixel) pro Zeile. Zusammen mit der Anzahl der Bildzeilen ergibt sich die Gesamtzahl der Bildpunkte, zum Beispiel 512 × 512 Pixel. Eine variable Ansteuerung der Scanspiegel erlaubt es daher, mit dem gleichen Objektiv unterschiedlich stark vergrößerte Bilder aufzunehmen. Dies ist ein wichtiger Unterschied zu Kamera-basierten Systemen.


title: Konfokalmikroskop

text: Durch weitere Linsen und Spiegel wird das Anregungslicht schließlich durch das Objektiv auf das Präparat geleitet, wo es zur Fluoreszenzanregung oder zur Reflexion kommt.


title: Konfokalmikroskop

text: Das Fluoreszenzlicht nimmt den gleichen Weg zurück über die Scanspiegel, passiert den dichroitischen Strahlteiler und gelangt gemäß dem oben beschriebenen konfokalen Prinzip zur Lochblende in einer Zwischenbildebene und schließlich zu den Detektoren. Alternativ oder zusätzlich kann auch reflektiertes Licht über diesen Strahlengang aufgefangen werden. Neben dem Auflösungsvermögen des verwendeten Objektivs (genauer: seiner numerischen Apertur) und der Wellenlänge des jeweiligen Lichts bestimmt der Durchmesser der Lochblende die Tiefenschärfe und damit die „Dicke“ des optischen Schnittes. Liegt der Durchmesser der Lochblende im ersten Minimum des Beugungsscheibchens (1 Airy unit), so wird das meiste Licht aus anderen Ebenen blockiert und der größte Teil des eigentlichen Signals tritt durch. Wird die Blende stärker geöffnet, so tritt mehr Licht aus höher und tiefer gelegenen Präparateebenen durch, so dass mehr unscharfe Anteile zum Bild beitragen (siehe Abbildungen). Wird die Blende stärker geschlossen als eine Airy unit, so tritt ein starker Helligkeitsabfall ein, der ein deutliches Bild ebenfalls erschwert.


title: Konfokalmikroskop

text: Um mehrere Fluoreszenzfarben oder reflektiertes und Fluoreszenzlicht parallel konfokal aufnehmen zu können, wird das Licht vor dem Detektor spektral aufgetrennt. Theoretisch müsste die Detektionslochblende für jede Wellenlänge in der Größe angepasst werden, da der Durchmesser des Beugungsscheibchens linear von der Wellenlänge abhängt. Tatsächlich geschah die spektrale Auftrennung in manchen früheren Geräten (zum Beispiel im Zeiss LSM 410) zuerst und jeder Farbbereich hatte anschließend seine eigene Lochblende. Aus praktischen Gründen verwenden heutige kommerzielle Geräte jedoch nur eine Lochblende für alle Farben. Die spektrale Auftrennung geschieht erst dahinter, beispielsweise mit dichroitischen Strahlteilern, die verschiedene Farbanteile auf unterschiedliche Detektoren lenken.


title: Konfokalmikroskop

text: Als Detektoren werden in kommerziellen Geräten meistens Photomultiplier (PMTs) und bei speziellen Anwendungen manchmal auch Avalanche-Photodioden (APDs) eingesetzt. Neue Hybrid-Photodetektoren (HPDs) verbinden Eigenschaften von PMTs und APDs. Sie werden, wie auch viele normale PMTs, von Hamamatsu Photonics hergestellt und von verschiedenen Mikroskopanbietern eingebaut.


title: Konfokalmikroskop

text: Manche Geräte haben einen weiteren Detektor im Strahlengang hinter dem Präparat, der durchtretendes Laserlicht auffängt. Im Computer kann aus den Messwerten eine Art Hellfeldbild rekonstruiert werden, in dem Licht-absorbierende oder ablenkende Strukturen im Präparat durch dunkle Stellen repräsentiert werden. Das Licht tritt auf dem Weg zu diesem Detektor aber nicht durch eine Lochblende, so dass kein konfokales Bild entsteht.


title: Konfokalmikroskop

text: Um das Signal-Rausch-Verhältnis und damit die Bildqualität zu erhöhen, erlaubt es die Steuersoftware, ein Bild mehrmals aufzunehmen und den Mittelwert zu bilden. Besonders bei schwach fluoreszenten Präparaten hilft dies, den Einfluss des Poisson-Rauschens der aufgefangenen Photonen und des statistischen Rauschen der elektronischen Komponenten auf das Bild zu reduzieren, da sich Rauschen bei jeder Aufnahme anders verteilt und somit bei Mehrfachaufnahmen weniger ins Gewicht fällt.


title: Konfokalmikroskop

text: Heutige kommerzielle konfokale Laser-Scanning-Mikroskope können durch Bewegung des Objektivs oder des Präparats die Schärfeebene stufenweise verschieben, um optische Serienschnitte zu erzeugen (siehe Filmsequenz). Derartige Bildserien können als Grundlage für dreidimensionale Computerrekonstruktionen verwendet werden (siehe Abbildungen).


title: Konfokalmikroskop

text: Frühe konfokale Mikroskope hatten einen unbeweglichen Strahlengang, stattdessen wurde das Präparat bewegt, da dies technisch einfacher zu realisieren war (siehe unten, Geschichte). Zwar ist dieser „Stage-Scanning“-Ansatz (von für Objekttisch) auf Grund der zu bewegenden Masse deutlich langsamer, er hat jedoch den Vorteil, dass die Beleuchtungsintensität für jede Stelle des Präparats exakt gleich ist. Bei „Beam-Scanning“, also der oben dargestellten Bewegung des Laserstrahls über das nicht bewegte Präparat, ist dagegen die Beleuchtung zum Rand des Gesichtsfeldes etwas weniger intensiv. Bei Anwendungen, für die dies wichtig und eine hohe Geschwindigkeit nicht erforderlich ist, kann daher auch heute (Stand 2013) Stage-Scanning zum Einsatz kommen, so bei der Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS). Bei FCS wird die Fluoreszenzintensität im detektierten Volumen über längere Zeit an einem Punkt gemessen, so dass zwar Konfokalität, aber keine Rastervorrichtung zwingend erforderlich ist.


title: Konfokalmikroskop

text: Eine dritte Möglichkeit, um eine Ebene des Präparats abzurastern, besteht in der seitlichen Verschiebung des Objektivs. Diese Möglichkeit wird selten angewendet. Das erste konfokale Mikroskop mit Laser verwendete diesen Ansatz (siehe ), aber auch aktuelle (2017) kommerzielle Geräte sind mit dieser Option erhältlich.


title: Konfokalmikroskop

text: Konfokale Laser-Scanning-Mikroskope mit Beam-Scanning für die Lebenswissenschaften werden von allen vier großen Mikroskopherstellern angeboten (Carl Zeiss, Leica Microsystems, Nikon und Olympus). Manche dieser Geräte verbinden konfokale Mikroskopie mit anderen Laser-Scanning-Mikroskopischen Anwendungen wie Multiphotonenmikroskopie oder STED-Mikroskopie. Bio-Rad, der erste Hersteller von kommerziellen konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopen, hat seine Mikroskopabteilung zwischenzeitlich an Zeiss verkauft, so dass die Marke im Mikroskopmarkt nicht mehr auftritt. Daneben gibt es eine Reihe von Herstellern, die konfokale Laser-Scanning-Mikroskope für spezielle Anwendungen anbieten. Dazu gehören PicoQuant, HORIBA, ISS und WITec.


title: Konfokalmikroskop

text: Die besonderen Eigenschaften des konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops erlauben neben der Herstellung von optischen Schnitten auch weitere Anwendungen. Teilweise ist dafür eine zusätzliche Ausstattung erforderlich. Zu diesen Techniken gehören Fluorescence Recovery after Photobleaching (FRAP), Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS), Einzelmolekülfluoreszenzspektroskopie, Förster-Resonanzenergietransfer (FRET), Raman-Spektroskopie und Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie (FLIM).


title: Konfokalmikroskop

text: Punktscanner sind relativ langsam, da jeder Punkt im Präparat einzeln abgerastert werden muss. Dies ist nicht nur ein technisches Problem der erreichbaren maximalen Geschwindigkeit: Bei einem zu schnellen Scanvorgang der einzelnen Bildpunkte wird auch nicht genügend Fluoreszenzlicht aufgefangen, um ein Bild mit ausreichendem Kontrast zu erstellen. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu umgehen, ist, das Präparat mit einer Linie (statt mit einem Punkt) zu beleuchten und das Fluoreszenzlicht statt durch eine Lochblende durch eine entsprechende Schlitzblende zu führen. Daraus ergibt sich eine unterschiedliche (anisotrope) Auflösung in x- und y-Richtung. In Richtung der Scanlinie und der Schlitzblende (x) entspricht die Auflösung einem konventionellen Mikroskop, die Vorteile des Konfokalmikroskops kommen nur noch senkrecht dazu (y-Richtung) zum Tragen. Vor der Entwicklung von Spinning-Disk-Mikroskopen, die für die Fluoreszenzmikroskopie geeignet sind, waren Linienscanner die mit Abstand schnellste Möglichkeit, konfokale Bilder von schwach fluoreszierenden Präparaten zu erstellen.


title: Konfokalmikroskop

text: Die technische Hauptschwierigkeit beim Bau und Betrieb von Linienscannern ist die Realisierung einer beugungsbegrenzten schmalen Anregungslinie mit gleichmäßiger Helligkeit und einer ausreichend schmalen Schlitzblende sowie die Ausrichtung der beiden exakt parallel zueinander. Die Ausrichtung erfordert dabei nicht nur wie beim Punktscanner Bewegung in x- und y-Richtung, sondern auch Rotation. Wenn die beiden Kanten der Schlitzblende nicht völlig gleichmäßig und parallel zueinander sind, kann dies zu Streifen im Bild führen, beispielsweise wenn sich Staub an der Blendenkante anlagert. Diese Probleme führten in der Praxis dazu, dass sowohl Anregungslinie als auch Schlitzblende erheblich breiter waren, als sie theoretisch sein sollten.


title: Konfokalmikroskop

text: Die Linie des Fluoreszenzlichtes kann entweder mit einem CCD-Zeilen-Detektor aufgefangen werden (bei den Geräten LSM5 live und Duo von Zeiss), oder die Linie wird über einen beweglichen Spiegel auf eine Kamera abgebildet, so dass auf dem Kamerachip ein Bild zeilenweise aufgebaut wird (Meridian Insight, BioRad DVC 250). Aufgrund der hohen Scangeschwindigkeit lässt sich dieses Bild auch über ein Okular mit dem Auge betrachten.


title: Konfokalmikroskop

text: Statt einer Linie kann das Präparat auch mit mehreren nebeneinander liegenden Linien beleuchtet werden. Das für die Oberflächenuntersuchung von Werkstoffen vorgesehene Zeiss CSM 700 verwendet eine Schlitzmaske im Beleuchtungsstrahlengang, um auf dem Präparat ein Streifenmuster zu erzeugen. Zur Detektion wird die Fokusebene auf dem Chip einer Kamera abgebildet, die Funktion der Schlitzblende wird digital nachgebildet, indem nur bestimmte Pixel ausgelesen werden. Durch verschieben der Schlitzmaske wird das Präparat schließlich vollständig erfasst. Da weißes Licht zur Anregung verwendet wird, können Bilder in Echtfarben aufgenommen werden. Die berührungsfreie Untersuchung von Oberflächen wird ermöglicht, indem nur mit Trockenobjektiven gearbeitet wird.


title: Konfokalmikroskop

text: Eine weitere Möglichkeit zur schnellen konfokalen Aufnahme ist die Verwendung von vielen, parallel genutzten Lochblenden auf einer Nipkow-Scheibe. Der Name ist etwas irreführend: Die Scheibe, die Paul Nipkow im 19. Jahrhundert zur Übertragung von Fernsehbildern entwickelte, enthielt eine Spirale mit Löchern. Zur konfokalen Mikroskopie verwendete Nipkow-Scheiben enthalten dagegen viele, dicht nebeneinander liegende Spiralarme. Die Beleuchtung trifft auf die Scheibe und tritt teilweise durch die Lochblenden hindurch. Diese werden in das Präparat verkleinert, um viele Fokuspunkte zu erzeugen.


title: Konfokalmikroskop

text: Durch Drehung der Scheibe rastern die Fokuspunkte in Kreisbögen sehr schnell über das Präparat, so dass im Bruchteil einer Sekunde ein vollständiges Bild entsteht. Dadurch kann das Bild auch mit dem Auge erkannt werden. Als Detektor wird eine Kamera eingesetzt, in der minimalen Belichtungszeit wird der untersuchte Präparateausschnitt einmal abgerastert.


title: Konfokalmikroskop

text: Für Fluoreszenzmikroskopie waren Mikroskope mit Nipkow-Scheiben zunächst wenig geeignet, da die Löcher der Nipkow-Scheibe weniger als ein Prozent der Beleuchtung durchlassen. Dadurch ist die Anregung für die allermeisten fluoreszenzmarkierten Präparate zu schwach. Zwar gibt es entsprechende Geräte, die für den Bereich der Lebenswissenschaften angeboten werden, sie sind jedoch wenig verbreitet. Erst etwa ab der Jahrtausendwende wurde die Anregungsstärke durch neue technische Ansätze verbessert.


title: Konfokalmikroskop

text: In den 1960er Jahren entwickelte der Tschechoslowake Mojmír Petráň das „Tandem-Scanning-Mikroskop“ (TSM), das konfokale Reflexionsmikroskopie ermöglichte. Es heißt so, weil der Beleuchtungsstrahlengang durch eine Seite der Nipkow-Scheibe geht und der bildgebende Strahlengang durch die gegenüberliegende Seite. Die Lochblenden auf beiden Seiten rastern also bei der Drehung der Scheibe im Tandem. Jeder Beleuchtungslochblende entspricht eine Detektionslochblende auf der genau gegenüberliegenden Position.


title: Konfokalmikroskop

text: Für die ursprüngliche Version des Mikroskops wurde die Nipkow-Scheibe von 8,5 cm Durchmesser aus 20 Mikrometer dünner Kupferfolie hergestellt, in die 26.400 Löcher von etwa 90 Mikrometer Durchmesser und durchschnittlich 280 µm Abstand von Lochmitte zu Lochmitte geätzt wurden. Die Löcher waren in 80 archimedischen Spiralen angeordnet. Die Scheibe rotierte dreimal pro Sekunde, das Beobachtungsfeld wurde 120-mal pro Sekunde abgerastert. Beleuchtungsquelle war eine Wolframlampe oder, zur stärkeren Beleuchtung, ein Bild der Sonne.


title: Konfokalmikroskop

text: Das Licht, das durch die Nipkow-Scheibe (in der Zeichnung rot unterlegt) tritt gelingt nach mehreren Spiegelungen zu einem teildurchlässigen Spiegel (über dem Objektiv, 3), der einen Teil der Beleuchtung zum Objektiv reflektiert. Der durch diesen Spiegel durchtretende Anteil der Beleuchtung geht verloren. Das Objektiv bildet die Lochblenden im Präparat ab. Das an diesen Stellen reflektierte Licht wird vom Objektiv wieder aufgenommen und zum teildurchlässigen Spiegel geleitet. Diesmal ist nur der durchtretende Anteil von Interesse: Er wird durch mehrere Spiegelungen zur gegenüberliegenden Seite der Nipkow-Scheibe geleitet. Durch eine anspruchsvolle Fertigungstechnik wird sichergestellt, dass beide Hälften der Scheibe optisch identisch sind, so dass nun entsprechend dem konfokalen Prinzip das in den Beleuchtungspunkten reflektierte Licht aus der Fokusebene durch die Lochblenden durchtreten kann.


title: Konfokalmikroskop

text: Theoretisch ergibt die Beleuchtung mit weißem Licht ein Echtfarbenbild. Auch sehr gute Glasoptiken können aber chromatische Aberration nicht ganz vermeiden. Dadurch ist die Beleuchtung im Präparat für verschiedene Farben in etwas verschobenen Ebenen.


title: Konfokalmikroskop

text: In der ersten Veröffentlichung zu Petráňs Mikroskop wurde die Abbildung von Spinalganglien und Gehirnen beschrieben. Tandem-Scanning-Mikroskope werden auch heute noch eingesetzt, beispielsweise bei der Untersuchung der Hornhaut des Auges.


title: Konfokalmikroskop

text: Im Gegensatz zum Tandemscanner wird die Nipkow-Scheibe hier nur auf einer Seite durchstrahlt: Dieselben Lochblenden kommen erst bei der Beleuchtung und dann bei der Detektion zum Einsatz.


title: Konfokalmikroskop

text: Von oben kommend trifft die Beleuchtung zunächst auf einen Strahlteiler, der einen Teil des Lichts zur Nipkow-Scheibe leitet. Der hier durchtretende Anteil gelangt durch das Objektiv zum Präparat, wo korrespondierend zu jeder Lochblende je ein Fokuspunkt entsteht. Reflektiertes Licht fällt zurück ins Objektiv und gelangt durch dieselbe Lochblende weiter Richtung Strahlteiler. Dort wird es teilweise zur Kamera gespiegelt, der Rest geht verloren.


title: Konfokalmikroskop

text: Dabei gilt es zu vermeiden, dass von der Nipkow-Scheibe selbst reflektiertes Licht zur Kamera gelangt. Dies kann erreicht werden, indem die Nipkow-Scheibe verspiegelt und ein wenig geneigt wird. Allerdings befinden sich die Lochblenden dann nicht mehr in der optimalen Position. Um dies auszugleichen, müssen sie etwas größer gemacht werden. Alternativ kann mit polarisiertem Licht gearbeitet werden.


title: Konfokalmikroskop

text: Derartige Mikroskope für Reflexionsbilder werden in den Materialwissenschaften eingesetzt, um Oberflächen zu untersuchen, beispielsweise in der Halbleiterindustrie. Hier sind sie besser geeignet als konfokale Laser-Scanning-Mikroskope, da das kohärente Licht eines Lasers bei Reflexion auf glatten Oberflächen zu unerwünschten Interferenz-Effekten führt, die bei Beleuchtung mit nicht kohärentem Weißlicht vermieden werden.


title: Konfokalmikroskop

text: Die japanische Firma Yokogawa entwickelte als erste ein konfokales Nipkow-Scheiben-System, das für Fluoreszenzanregung geeignet ist, die Yokogawa-Spinning-Disk. Über der Nipkow-Scheibe befindet sich eine zweite Scheibe, die synchron mitdreht und auf der Mikrolinsen aufgebracht sind. Jeder Lochblende ist dadurch eine Mikrolinse vorgeschaltet, die das Licht auf die Öffnung fokussiert. So wird über 60 % zum Präparat durchgelassen. Der für die Fluoreszenzmikroskopie erforderliche dichroitische Strahlteiler befindet sich zwischen den beiden Scheiben und koppelt die Fluoreszenz, die vom Präparat zurückkommt, seitlich aus, Richtung Kamera. Dadurch geht das Fluoreszenzlicht zwar durch die Lochblenden, aber nicht durch die Mikrolinsenscheibe, so dass Lichtverluste hier vermieden werden. Außerdem kann Streulicht, das im Anregungsstrahlengang beim Auftreffen auf die Mikrolinsenscheibe entsteht, nicht zur Kamera gelangen.


title: Konfokalmikroskop

text: Die gute Lichtausbeute des Systems mit etwa 2000 gleichzeitig genutzten konfokalen Lochblenden ermöglicht Echtzeitbeobachtungen mit deutlich besserem Signal-zu-Rausch-Abstand als typische konfokale Punktscanner bei einer vergleichbaren Anzahl von Bildern pro Sekunde. Da ein Bildpunkt nicht nur einmal, sondern häufiger hintereinander abgerastert werden kann, ist die maximale Lichtpunktbelastung im Präparat niedriger als in typischen Punktscannern, so dass die Fluorochrome im Präparat weniger stark ausbleichen. Die Scheiben drehen sich mit 5 oder 10 Umdrehungen pro Sekunde. Einige publizierte Arbeiten haben Bildraten von 15 Bildern pro Sekunde erreicht. Durch die redundanten Muster auf den Scheiben ist weniger als eine Scheibenumdrehung erforderlich, um ein vollständiges Bild aufzunehmen. Auf Grund der hohen Bildraten ist es im Gegensatz zum Punktscanner auch möglich, das konfokale Bild durch das Okular mit dem Auge zu betrachten.


title: Konfokalmikroskop

text: Yokogawa selbst bietet keine Mikroskope an. Stattdessen wird das beschriebene Bauteil von anderen Firmen in eigene Geräte eingebaut, beispielsweise von Leica Microsystems, PerkinElmer und Zeiss. Als Lichtquelle werden Laser eingesetzt, da diese eine gleichmäßige und starke Beleuchtung ermöglichen. Daher handelt es sich bei diesem Gerätetyp auch um konfokale Laser-Scanning-Mikroskope. Es hat sich aber die Bezeichnung „Spinning Disk“-Mikroskope durchgesetzt.


title: Konfokalmikroskop

text: Einen alternativen Ansatz für eine gute Lichtausbeute zur Fluoreszenzanregung mit Nipkow-Scheiben entwickelte Till Photonics in Gräfelfing. Bei diesem „Andromeda“-System wird Laserlicht über einen sogenannten Corner Cube eingespeist. Durch diesen geht das Licht zunächst gerade durch, wird vom dichroitischen Strahlteiler gespiegelt und geht weiter durch eine Linse zur Nipkow-Scheibe. Auf der Scheibe ist jede der vielen Lochblenden von einem sechseckigen konkaven Spiegel umgeben. Nur wenig Licht tritt sofort durch die Lochblenden durch. Der Rest wird zurückgespiegelt und trifft nach dem dichroitischen Strahlteiler wieder auf den Corner Cube. Von dieser Seite wirkt der Corner Cube wie ein flacher Spiegel, so dass das Licht wieder zurück zur Nipkow-Scheibe geleitet wird. Bei diesem zweiten Durchlauf tritt nun auf Grund der Wirkung der konkaven Spiegel der Großteil des Lichtes durch die Lochblenden durch und trifft auf das Präparat. Das vom Präparat zurückkommende Fluoreszenzlicht tritt dem konfokalen Prinzip entsprechend durch die Nipkow-Scheibe hindurch weiter zum dichroitischen Strahlteiler und durch diesen schließlich zur Kamera. Ein Vorteil dieses Systems ist, dass die dichroitischen Strahlteiler in einem Unendlich-Bereich des Strahlengangs liegen. Dadurch sind deren Charakteristika weniger kritisch für die Bildqualität.


title: Konfokalmikroskop

text: Durch die gleichzeitige Verwendung von vielen Lochblenden und damit vielen Beleuchtungspunkten können auf Nipkow-Scheiben basierende Systeme ein Präparat schneller abrastern als ein Punktscanner. Allerdings geht in einem konventionellen Nipkow-Scheiben-System der Großteil der Beleuchtung an der Scheibe verloren. Während die durchtretende Lichtmenge bei konfokalen Weißlichtmikroskopen trotzdem ausreicht, sind für die Fluoreszenzmikroskopie lichterhaltende Vorrichtungen erforderlich. Dann aber erlauben derartige Systeme ein schonenderes Aufnehmen von lebenden fluoreszenten Zellen, da die maximale Lichtbelastung jedes Punktes niedriger ist (siehe oben).


title: Konfokalmikroskop

text: Durch die Verwendung mehrerer nebeneinander liegender Lochblenden in der Nipkow-Scheibe ist es möglich, dass Licht von einem Punkt im Präparat durch die falsche Lochblende zur Kamera gelangt und so die Konfokalität des Bildes einschränkt. Bei Materialuntersuchungen von Oberflächen tritt dieser Effekt kaum auf. Bei dickeren biologischen Präparaten, in denen es zu Streuung kommt, kann dies jedoch zum Problem werden. Der konfokale Effekt wird dann mit zunehmender Tiefe der Schärfeebene abgeschwächt.


title: Konfokalmikroskop

text: Ferner ist bei Nipkow-Scheiben-Systemen die beobachtbare Region im Präparat fest vorgegeben. Ein Herein- oder Herauszoomen, also eine Änderung der Größe der abgerasterten Region wie beim Punktscanner, ist nicht möglich. Auch dies ist bei Materialuntersuchungen unproblematisch, da die Proben nicht ausbleichen und somit eine verkleinerte abgerasterte Region keinen Vorteil darstellt. Auch kann hier eine höhere Vergrößerung durch Wechsel zwischen den Trockenobjektiven oder durch eine vergrößernde Optik direkt vor der Kamera erzielt werden. Dagegen sind für Lebendzellbeobachtungen verwendete Spinning-Disk-Fluoreszenzmikroskope in der Regel von und es werden Immersionsobjektive eingesetzt, da diese auf Grund der höheren numerischen Apertur einen größeren Anteil der Fluoreszenz auffangen. Da die Immersionsflüssigkeit bei Objektivwechsel entfernt und neu aufgetragen werden muss, ist ein Objektivwechsel hier aufwändiger. Zusätzliche Zoomoptiken führen immer auch zu etwas Lichtverlust durch Spiegelungen an den zusätzlichen Glasoberflächen, daher wird auf diese bei lichtschwachen Fluoreszenzbeobachtungen zugunsten einer höheren Sensitivität verzichtet.


title: Konfokalmikroskop

text: Unterschiedliche Objektive produzieren unterschiedlich große Beugungsscheibchen, je nach Vergrößerung und numerischer Apertur. Die Lochblenden auf einer Scheibe sind aber in der Größe nicht veränderbar, so dass die optimale Größe nur für ein einziges Objektiv oder für wenige Objektive erreicht werden kann. Bei Punktscannern kann die Größe der Lochblende dagegen an das jeweils verwendete Objektiv und an die verwendete Anregungswellenlänge angepasst werden.


title: Konfokalmikroskop

text: Einseitige Nipkow-Scheiben-Systeme haben dafür den Vorteil, dass eine Justierung von Anregungs- und Emissionslochblende zueinander wie bei Punktscannern nicht erforderlich ist, da für beide Zwecke derselbe Satz von Lochblenden benutzt wird.


title: Konfokalmikroskop

text: Wie generell bei Lichtmikroskopen ist die Auflösung auch bei konfokalen Mikroskopen durch Beugung begrenzt. Eine punktförmige Lichtquelle wird auf Grund der Beugung als dreidimensionale Punktspreizfunktion (, PSF) abgebildet. Der Schnitt durch die mittlere Ebene der PSF wird als Beugungsscheibchen bezeichnet (siehe Abbildung). Aus praktischen Gründen wird in der Konfokalmikroskopie statt der Auflösung (Rayleigh-Kriterium) häufig die Halbwertsbreite (, FWHM) der PSF angegeben, also die Breite, bei der noch 50 Prozent der maximalen Helligkeit vorhanden sind. Diese Werte sind grundsätzlich etwas niedriger als die eigentliche Auflösung.


title: Konfokalmikroskop

text: Durch die Lochblenden im Beleuchtungs- und im Detektionsstrahlengang kann die konfokale Auflösung etwas besser sein als in konventionellen Mikroskopen. Die größtmögliche theoretische Auflösungsverbesserung um den Faktor formula_1 wird aber nur erreicht, wenn die Detektionslochblende nahezu völlig geschlossen ist, so dass dann kein Licht mehr aufgefangen und daher kein Bild entstehen würde.


title: Konfokalmikroskop

text: Die tatsächlich erzielbare Auflösung ist daher nur wenig besser als in konventionellen Mikroskopen. Liegt der Lochblendendurchmesser im ersten Minimum des Beugungsscheibchens (also im ersten schwarzen Ring), so ist die Auflösung in der Fokusebene nicht mehr besser als im nicht-konfokalen Fall, wogegen die Signalintensität dann schon fast maximal ist. Dieser Wert ist in der Software von kommerziellen Konfokalmikroskopen häufig voreingestellt. Er wird als eine "Airy Unit" (AU) bezeichnet, nach den englischen Begriffen "Airy disk" (= Beugungsscheibchen) und "unit" (= Maßeinheit).


title: Konfokalmikroskop

text: Wie generell bei Lichtmikroskopen ist die Auflösung in der Schärfeebene besser als entlang der optischen Achse (anisotrope Auflösung). In der Tabelle sind die Formeln zur Berechnung der Halbwertsbreite der Punktspreizfunktion angegeben.


title: Konfokalmikroskop

text: Die beschriebenen Zusammenhänge gelten nur für ideale optische Bedingungen. Eine dieser Bedingungen ist eine völlig gleichmäßige Ausleuchtung der hinteren Brennebene des Objektivs durch das Anregungslichts, da nur dann im Präparat ein ideales Beugungsscheibchen entsteht. Der Helligkeitsquerschnitt eines Laserstrahls zeigt jedoch ungefähr eine Gauß-Verteilung. Um den negativen Effekt zu minimieren, wird die rückwärtige Pupille des Objektivs überstrahlt, das heißt, der Laserstrahl wird so stark aufgeweitet, dass die äußeren Bereiche abgeschnitten werden und der verbleibende Querschnitt geringere Helligkeitsunterschiede hat. Wird so stark aufgeweitet, dass noch 50 % des Lichts durchtreten, so beträgt der Auflösungsverlust noch etwa 8 %; treten noch 30 % durch, liegt der Verlust bei 5 %. Weiterhin kommt es bei der Untersuchung von Fluoreszenz zu einem Unterschied zwischen Anregungs- und Detektionswellenlänge (Stokes-Verschiebung), welche zu einem weiteren Auflösungsverlust führt. Die mittlere Wellenlänge ergibt sich näherungsweise zu formula_2.


title: Konfokalmikroskop

text: Ein weiterer Auflösungsverlust kann im Präparat verursacht werden, wenn der Brechungsindex des Einbettungsmediums oder die Deckglas-Dicke von den für das Objektiv vorgesehenen Werten abweicht und es dadurch zu sphärischen Aberrationen kommt.


title: Konfokalmikroskop

text: Die geringe Verbesserung der Auflösung rechtfertigt kaum den erhöhten Aufwand und die damit verbundenen Kosten. Der entscheidende Vorteil von Konfokalmikroskopen ist vielmehr die Möglichkeit, optische Schnitte aufzunehmen, denn bedingt durch die Lochblenden fällt die Intensität des Signals in etwa mit der vierten Potenz des Abstands zur Fokusebene ab (1/Abstand).


title: Konfokalmikroskop

text: Der Effekt lässt sich am Beispiel einer spiegelnden Oberfläche bei Reflexion erklären. In konventionellen Auflichtmikroskopen lässt sich die genaue Position der Oberfläche nicht feststellen, da die reflektierte Lichtmenge in den darüber und darunter liegenden Ebenen die gleiche ist. Im konfokalen Mikroskop wird jedoch nur Licht detektiert, wenn die spiegelnde Oberfläche im Bereich der Schärfeebene liegt. Dadurch ist die Genauigkeit einer Positionsbestimmung sehr hoch. Ebenso verbessert sich der Kontrast in fluoreszierenden Präparaten, da keine Fluoreszenz aus anderen Ebenen zum Detektor gelangt.


title: Konfokalmikroskop

text: Die Genauigkeit, mit der eine Position bestimmt werden kann, ist erheblich besser als die erzielbare Auflösung, da die Mitte eines Helligkeitsmaximums sehr genau festgestellt werden kann (siehe Abbildung). Dadurch kommt keine Unterschreitung der erzielbaren Auflösung zustande, da nicht feststellbar ist, ob das aufgenommene Signal von einer oder mehreren dicht beieinander liegenden Strukturen stammt. Diese Einschränkung ist unerheblich, wenn in der Materialforschung die Höhe von Oberflächen vermessen werden soll. Eine derartige Höhenvermessung ist also nicht durch die Auflösung begrenzt. Der beschränkende Faktor ist die Unsicherheit, mit der die Position der maximalen Intensität entlang der optischen Achse bestimmt werden kann. Die Unsicherheit ist in erster Linie durch das Systemrauschen beschränkt und beträgt in einem gut aufgebauten Konfokalmikroskop bei Verwendung eines hochaperturigen Objektivs nur wenige Nanometer.


title: Konfokalmikroskop

text: Konfokale Techniken werden auch außerhalb der Mikroskopie eingesetzt, beispielsweise für Chromatisch-konfokale Abstandsmessungen. Eine Übersicht gibt der Artikel Konfokaltechnik.


title: Konfokalmikroskop

text: In gewisser Weise Vorläufer der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskope sind Flying-Spot-Mikroskope. Bei ihnen wird wie bei den konfokalen Punktscannern ein Beleuchtungspunkt über das Präparat geführt. Dieser ist aber nicht notwendigerweise beugungsbegrenzt. Auch fehlt eine Detektionslochblende. Der Beleuchtungspunkt wurde in frühen Geräten häufig durch eine Braun'sche Röhre erzeugt, nach der Entwicklung des Lasers auch durch einen fokussierten Laserstrahl. Derartige Geräte waren die ersten Laser-Scanning-Mikroskope.


title: Konfokalmikroskop

text: Andere Laser-Scanning-Mikroskope wurden dagegen erst nach der Entwicklung des konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops gebaut. 4Pi-Mikroskope und STED-Mikroskope sind spezielle konfokale Mikroskopie, die eine verbesserte Auflösung ermöglichen. Multiphotonenmikroskopie ist dagegen ein nicht-konfokales Laser-Scanning-Verfahren, da keine Lochblenden mit konfokalen Fokuspunkten benötigt werden. Hier entsteht nur dann ein Signal, wenn zwei oder mehr Photonen gleichzeitig am Fokuspunkt eintreffen, daher der Name. Die drei genannten Verfahren sind häufig als Zusatzeinrichtung eines konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops eingebaut.


title: Konfokalmikroskop

text: Der Augenarzt Hans Goldmann, Direktor der Universitäts-Augenklinik im schweizerischen Bern, kämpfte mit dem Problem, dass Spaltlampen immer nur einen eng begrenzten Teil des Auges scharf abbildeten (Hornhaut oder Teil der Linse). Zwar konnte ein Beobachter ein durchgehendes Bild im Geist zusammensetzen, eine fotografische Darstellung beschränkte sich jedoch immer auf einen schmalen Bereich. Goldmann entwickelte ein Gerät zur „Spaltlampenphotographie und -photometrie“, das von der ortsansässigen Firma Haag-Streit hergestellt wurde.


title: Konfokalmikroskop

text: Der scharfe Anteil des Bildes wurde durch ein Objektiv auf einen Film projiziert. Durch eine spaltförmige Blende vor dem Film wurde verhindert, dass unscharfe Bildanteile abgelichtet wurden. Der Mechanismus zur Bewegung des Beleuchtungsspalts war über eine Scheibe fest mit der Filmtrommel verbunden: Bewegte sich der Spalt der scharfen Abbildung über das Auge, so drehte sich der Film in der Trommel entsprechend hinter der Spaltblende vorbei.


title: Konfokalmikroskop

text: Die Beleuchtung durch einen Spalt entspricht in etwa einer Lichtscheibe, die Beleuchtung ist also nicht auf eine Linie fokussiert, wie in späteren konfokalen Linienscannern. Die Beobachtungsachse in Goldmanns Apparat lag aber ungefähr im 45°-Winkel zur Beleuchtungsachse, so dass – vom Detektor aus gesehen – dennoch nur eine Linie (und nicht die Ebenen darunter oder darüber) beleuchtet wurde. Der Spalt vor der Kamera entsprach von der Funktion her der Schlitzblende vor dem Detektor eines konfokalen Linienscanners, sodass das System nachträglich als konfokal bezeichnet wurde.


title: Konfokalmikroskop

text: Goldmanns Arbeit wurde in den 1970er Jahren von D. M. Maurice zitiert, der einen konfokales "Line-Scanning-Microscope" für die Augenheilkunde entwickelte. Auch historische Rückblicke erwähnen Goldmanns Apparat.


title: Konfokalmikroskop

text: über ein konfokales Mikro-Photometrie-System. Eine Abbildung zeigt das Schema eines konfokalen Transmissionsstrahlengangs: Die Beleuchtung gelangt durch zwei Linsen und die Anregungslochblende auf eine weitere Linse (entsprechend dem Kondensor in normalen Lichtmikroskopen), von der sie in das Präparat fokussiert wird. Das Licht durchtritt das Präparat und wird von einer weiteren Linse (entsprechend dem Objektiv) auf eine Detektionslochblende fokussiert. Von dieser japanischen Arbeit liegt keine Übersetzung oder Zusammenfassung in einer westlichen Sprachen vor. Koana (1907–1985) wurde später bekannt für die Entwicklung von Fotoapparat-Objektiven in Zusammenarbeit mit der Firma Nikon.


title: Konfokalmikroskop

text: Hiroto Naora, ein Mitarbeiter Koanas, veröffentlichte 1951 eine Arbeit in der Zeitschrift Science. Er fokussierte eine Lochblende im Beleuchtungsstrahlengang 2000-fach verkleinert ins Präparat. Eine zweite Lochblende in der Zwischenbildebene minimierte Streulicht bei der Aufnahme. Ziel war es, kleine Bereiche in Zellkernen zu beleuchten, in welchen die DNA mit der Feulgenfärbung nachgewiesen wurde, um die DNA-Menge quantitativ zu bestimmen. Das Mikroskop erzeugte keine Bilder, stattdessen wurden die Intensität und die Wellenlängen des vom Präparat durchgelassenen Lichtes gemessen (Spektrophotometrie). Durch die beiden Lochblenden wurde Streulicht vermieden und so die Messgenauigkeit verbessert. Der erzeugte Beleuchtungsfleck hatte 1 – 5 µm Durchmesser und war also nicht beugungsbegrenzt. Auch wurde das Präparat nicht abgerastert.


title: Konfokalmikroskop

text: Das erste punkt-rasternde Konfokalmikroskop wurde von Marvin Minsky 1955 entwickelt und 1957 zum Patent angemeldet.


title: Konfokalmikroskop

text: Er wollte Gehirnschnitte untersuchen und kämpfte mit starker Streuung in diesem dichten Gewebe. Da das helle Streulicht das Erkennen der eigentlichen Strukturen verhinderte, suchte er nach einer Möglichkeit dieses zu reduzieren und fand sie im konfokalen Prinzip.


title: Konfokalmikroskop

text: Das Mikroskop hatte einen waagrechten, unbeweglichen Strahlengang (siehe Schemazeichnung) und eine Zirconium-Bogenlampe als Lichtquelle. Die Öffnung der ersten Lochblende wurde durch ein 45x-Trockenobjektiv ins Präparat fokussiert. Das Präparat wurde zwischen zwei Deckgläser platziert und in eine bewegliche Vorrichtung eingespannt, die zum Rastern in x- und y-Richtung bewegt wurde („stage scanning“). Das zweite, gleichartige Objektiv nahm das durchgetretene Licht auf und leitete es durch die zweite Lochblende zum Detektor. Minsky setzte nie Ölimmersion ein, da er befürchtete, dass die Viskosität zu Problemen bei der Bewegung des Präparates führen könnte und dass die geringere Eindringtiefe der Ölimmersionsobjektive nicht ausreichend wäre. Das System konnte Punkte auflösen, die einen Abstand von weniger als einem Mikrometer hatten.


title: Konfokalmikroskop

text: Detektor war ein Photomultiplier, als Anzeigegerät diente ein Radarschirm (Kathodenstrahlröhre) mit einer Bildanzeigedauer von etwa zehn Sekunden. Dies war auch die Zeit, die das Rastern eines Bildes benötigte. Eine Digitalisierung oder fotografische Dokumentation war nicht eingebaut, Bilder sind nicht überliefert. Später führte Minsky den Mangel an Dokumentationsmöglichkeiten als einen Grund an, warum es noch 30 Jahre dauerte, bis sich die Idee des konfokalen Mikroskops durchsetzte.


title: Konfokalmikroskop

text: Minsky schrieb keine wissenschaftlichen Arbeiten, die das konfokale Mikroskop erwähnten. Sein Schwager, ein Patentanwalt, fand das Gerät interessant, und so kam es zur einzigen zeitgenössischen Dokumentation in einem Patentantrag. In diesem ist auch der Aufbau einer zweiten Version beschrieben, bei der Licht durch das Präparat hindurchgeht, danach auf einen Spiegel trifft und von diesem wieder zurückgeworfen wird (siehe Abbildung). Er erwähnte auch die Möglichkeit des Scannens entlang der optischen Achse (z-Richtung), die er aber ebenfalls nicht verwirklichte.


title: Konfokalmikroskop

text: Weniger bekannt ist die Entwicklung mehrerer Ansätze für konfokale Rastermikroskope durch Klaus Weber, Mitarbeiter der Ernst Leitz GmbH in Wetzlar. Wie bei Koana und Naora war das Ziel nicht die Erstellung eines Bildes, sondern das Messen der Signalintensität in kleinen Ausschnitten des Präparats.


title: Konfokalmikroskop

text: Für das Abrastern sah Weber drei alternative Möglichkeiten „zur synchronen Abtastung auf der Beleuchtungs- und der Beobachtungsseite“ vor:


title: Konfokalmikroskop

text: Von der Kippspiegelvariante schlug Walter wiederum mehrere Ausführungen vor. Dabei sollte entweder Beleuchtungs- und Beobachtungslicht über die gleiche Seite des Spiegels laufen, oder, „besonders zweckmäßig“, der Beobachtungsstrahlengang lief über die ebenfalls verspiegelte Rückseite, so dass Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang zwar getrennt, aber dennoch synchronisiert waren, so dass der im Präparat erzeugte Lichtfleck immer auf die Detektionslochblende abgebildet wurde. Für diese Lösung zeigt der Patentantrag eine Version für Durchlicht und eine für Auflicht-Reflexionsmikroskopie (siehe Abbildungen). Die Möglichkeit das elektrische Signal des Detektors zur Erstellung eines Bildes zu nutzen wie beim Minsky-Mikroskop wurde in den Patenten nicht erwähnt.


title: Konfokalmikroskop

text: Es ist unklar, ob die von Weber vorgeschlagenen Geräte tatsächlich gebaut wurden und ob seine Ideen Einfluss auf weitere Entwicklungen hatten. Das erste Patent, das Webers US-Patent zitierte, wurde 1980 eingereicht.


title: Konfokalmikroskop

text: Weber hatte nicht als Erster die Idee, eine Nipkow-Scheibe in Mikroskopen einzusetzen. Bereits 1951 wurde ein System vorgestellt, bei dem eine klassische Nipkow-Scheibe eingesetzt wurde, um ein Fluoreszenzbild so zu zerlegen, dass die Helligkeit der einzelnen Bildpunkte nacheinander von einem Photomultiplier gemessen werden konnte. Es handelte sich also nicht um ein konfokales Abbildungssystem, sondern um einen „Microfluorometric Scanner“.


title: Konfokalmikroskop

text: In den 1960er Jahren entwickelte der Tschechoslowake Mojmír Petráň von der Medizinischen Fakultät der Karls-Universität in Pilsen, das oben beschriebene Tandem-Scanning-Mikroskop. Es war das erste konfokale Mikroskop, das zum Verkauf angeboten wurde: zum einen von einer kleinen Firma in der Tschechoslowakei und zum anderen in den USA von Tracor-Northern (später Noran).


title: Konfokalmikroskop

text: Der ausgebildete Arzt Petráň besuchte 1964 die Arbeitsgruppe von Robert Galambos an der Yale University in New Haven (Connecticut, USA). Sie überlegten, wie unfixierte, ungefärbte Nervenzellen im Gehirn beobachtet werden könnten und entwickelten während dieses Aufenthaltes das Konzept. Im folgenden Jahr bauten Petráň und Milan Hadravský in Pilsen den ersten Prototyp.


title: Konfokalmikroskop

text: Das tschechoslowakische Patent wurde 1966 von Petráň und Hadravský eingereicht. 1967 erschien eine erste wissenschaftliche Veröffentlichung in der Zeitschrift Science, welche mit dem Mikroskop gewonnene Daten und Abbildungen enthielt. Autoren waren M. David Egger von der Yale University und Petráň. In den Fußnoten dieser Arbeit heißt es, dass Petráň das Mikroskop entworfen und seine Konstruktion geleitet hatte und dass er zeitweise ein „research associate“ an der Yale University war. 1968 erschien eine weitere Arbeit, in der zusätzlich Hadravský und Galambos Autoren waren. Hier wurden Theorie und technische Details des Mikroskops beschrieben. 1970 wurde das 1967 beantragte US-Patent erteilt. Es enthält auch eine Version des Mikroskops für Durchlicht: Das Präparat wird durch ein Objektiv beleuchtet und durch ein weiteres, identisch gebautes, beobachtet. Es ist jedoch unklar, ob diese Variante tatsächlich gebaut wurde.


title: Konfokalmikroskop

text: Beim Jahrestreffen der European Light Microscopy Initiative (ELMI) 2011 wurden Petráň und Hadravský für ihre Verdienste geehrt, und 2012 wurden beide vom Projekt zur Kulturhauptstadt Europas „Plzeň 2015“, in ihrer Heimatstadt zu „Pilsener Ikonen“ ernannt. Für Hadravský wurde diese Ehrung in memoriam verliehen.


title: Konfokalmikroskop

text: Erst 1986 wurde das Tandem-Scanning-Mikroskop zur Untersuchung des Auges verwendet. Nach erfolgreichen "ex vivo" Versuchen entwickelten Wissenschaftler an der Georgetown University in den USA das Gerät so weiter, dass es auch an Patienten eingesetzt werden konnte. Eine kommerzielle Version wurde von Tandem Scanning Corporation, Inc. entwickelt. Das Gerät enthielt eine zusätzliche Linse, deren Bewegung die Schärfeebene im Auge veränderte, ohne dass das Objektiv bewegt werden musste.