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Wir führen Technologien zusammen. Optik – Elektronik – Feinmechanik © Helmut Hund GmbH, 2017
Lichtmikroskope von hund
• Geschichtliches
• Das Mikroskop
• Kontrastierverfahren
• Stativsysteme
• Dokumentation
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μικρός (mikros): klein
σκοπεῖν (skopein): betrachten
Allgemein
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• Zacharias Janssen (1588 – 1631):
1595: Erstes zusammengesetztes Mikroskop
Geschichtliches
de.wikipedia.org, gemeinfrei
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• Antoni van Leeuwenhoek (1632 – 1723):
Einzellinsen hoher Qualität, 270-fach,
Anfärbung von Präparaten
Geschichtliches
de.wikipedia.org, gemeinfrei de.wikipedia.org, gemeinfreien.wikipedia.org, CC-SA 3.0
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• Robert Hooke (1635 – 1702):
Zusammengesetztes Mikroskop, schiefe Beleuchtung:
„Micrographia“, 1665
Geschichtliches
de.wikipedia.org, gemeinfrei
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• Étienne-Louis Malus (1755 – 1812):
Arbeiten zur Lichtbrechung und
Polarisation
• George Gabriel Stokes (1819 – 1903):
Entdeckung der Fluoreszenz,
Arbeiten zur Absorption
Geschichtliches
de.wikipedia.org, gemeinfrei
de.wikipedia.org, gemeinfrei
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• Ernst Abbe (1840 – 1905):
1866: Kooperation mit Carl Zeiss,
1870: Abbildungstheorie
Geschichtliches
de.wikipedia.org, gemeinfrei
KondensorObjektiv NANAx
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• Paul Ehrlich (1845 – 1915):
Weiterentwicklung von Färbe-
methoden für die Immunologie
• Hans Christian Gram (1853 – 1938):
Gram-Färbung von Bakterien
Geschichtliches
de.wikipedia.org, gemeinfrei
Quelle unbekannt
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• Frits Zernike (1888 – 1966):
1930: Erfindung Phasenkontrastmikroskop,
1941: Industrielle Umsetzung (Wehrmacht),1953: Nobelpreis für Physik
Geschichtliches
de.wikipedia.org, gemeinfrei
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• Marvin Minsky (1927 – 2016):
1955: Konfokalmikroskop,
1956: Begriff „Künstliche Intelligenz“
Geschichtliches
en.wikipedia.org, CC-A-3.0
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• Stefan W. Hell (*1962):
2000: STED-Mikroskop,
2001: MPI Biophys. Chemie, Göttingen,2014: Nobelpreis für Chemie
Geschichtliches
de.wikipedia.org, CC-SA-3.0
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Gesamtvergrößerung
• Wie groß sehe ich das Objekt?
• Bestimmt durch Objektiv, Okular und evtl. Tubusfaktor
Auflösung/Auflösungsvermögen
• Wie viele Einzelheiten kann ich erkennen?
• Wichtig: numerische Apertur Objektiv und Kondensor
Kontrast
• Wie gut kann ich Details erkennen?
• Es gibt unterschiedliche Kontrastierverfahren
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
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Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
P: Präparat
Obj: Objektiv
ZB: Zwischenbild
Ok: Okular
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Gesamtvergrößerung
• Wie groß sehe ich das Objekt?
• Bestimmt durch Objektiv, Okular und evtl. Tubusfaktor
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
M = x
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Auflösung/Auflösungsvermögen
• Wie viele Einzelheiten kann ich erkennen?
• Wichtig: numerische Aperturen Objektiv und Kondensor
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
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Auflösung/Auflösungsvermögen
• Wie viele Einzelheiten kann ich erkennen?
• Wichtig: numerische Aperturen Objektiv und Kondensor
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
KondensorObjektiv NANAx
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Auflösung/Auflösungsvermögen
Förderliche Vergrößerung des Mikroskops:
Mförderlich = (500 … 1000) x NA
Für ein Objektiv mit NA 1,25 ist dann:
Mförderlich, max = 1250,
erreichbar z. B. mit 100:1-Objektiv und 12,5x-Okular(en)
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
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Auflösung/Auflösungsvermögen
Jenseits förderlicher Vergrößerung: leere Vergrößerung
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
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Auflösung/Auflösungsvermögen
Für numerische Aperturen >1: Ölimmersion
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
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Korrektionsarten: Achromate
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
Chromatische
Aberration:
• Farblängsfehler
• Farbquerfehler
(CVD)
de.wikipedia.org, CC-SA-3.0
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Korrektionsarten: Achromate
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
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Korrektionsarten: Planobjektive zur Bildfeldebnung
Das Mikroskop: Wichtige Begriffe
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• Kontrastreiche Präparate mit Eigenfarben
• Alternativ: Anfärbung (Nachteil: Zellen †)
• Beispiel: gefärbte Gewebeschnitte und Ausstriche
• Präparat wird durchleuchtet „wie ein Dia“
Hellfeld (HF)-Mikroskopie
Blutausstrich, GiemsaSchnitt Duodenum, HESpeisepilz, Eigenfarbe
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Weitere Beispiele: Eigenfarbe
Hellfeld (HF)-Mikroskopie
Dünnschliff Basalt
Schimmel (Penicillium)
Kieselalge
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Weitere Beispiele: Anfärbungen
Hellfeld (HF)-Mikroskopie
Gehirn Ratte, Nissl
Chromosomen, Giemsa
Herz Ratte, HE
Spirochäten, Levaditi
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Opake Präparate/Objekte: Auflichtmikroskopie
Hellfeld (HF)-Mikroskopie
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Beispiele: Auflichtmikroskopie
Hellfeld (HF)-Mikroskopie
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Weitere Beispiele: Stereomikroskopie, flexible Beleuchtung
Hellfeld (HF)-Mikroskopie
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• Kontrastschwache, dünne Präparate
• Anfärbung: nicht möglich/nicht erwünscht
• Beispiel: Untersuchung von Sputum, Harnsediment
• HF-Mikroskop mit speziellen Objektiven/Ringblenden
Phasenkontrast (PH)-Mikroskopie
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Für jedes Phasenobjektiv ein Lichtring!
Phasenkontrast (PH)-Mikroskopie
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Weitere Beispiele: Schleimhaut-Epithelzellen
Phasenkontrast (PH)-Mikroskopie
Hellfeld
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Weitere Beispiele: Schleimhaut-Epithelzellen
Phasenkontrast (PH)-Mikroskopie
Hellfeld, Aperturblende geschlossen
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Weitere Beispiele: Schleimhaut-Epithelzellen
Phasenkontrast (PH)-Mikroskopie
Phasenkontrast
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Weitere Beispiele: Harnsediment
Phasenkontrast (PH)-Mikroskopie
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• Kontrastschwache Präparate
• Anfärbung: nicht möglich/nicht erwünscht
• Beispiel: Untersuchung auf Spirochäten
• HF-Mikroskop mit spezieller Ringblende
Dunkelfeld (DF)-Mikroskopie
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Beleuchtung mit hohlem Lichtkegel
Dunkelfeld (DF)-Mikroskopie
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Beispiel: Mikroorganismen
Dunkelfeld (DF)-Mikroskopie
Phasenkontrast
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Beispiel: Mikroorganismen
Dunkelfeld (DF)-Mikroskopie
Dunkelfeld
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Beispiel: Nativblut (1000x, spezielles Objektiv mit Iris)
Dunkelfeld (DF)-Mikroskopie
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Weiteres Beispiel: Stereomikroskopie, flexible Beleuchtung
Dunkelfeld (DF)-Mikroskopie
Tierembryonen, 90x
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• Kontrastschwache Präparate
• Anfärbung: nicht möglich
• Beispiel: Untersuchung auf Gicht; Mineralogie
• HF-Mikroskop mit Polarisator/Analysator
Polarisations (POL)-Mikroskopie
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Kontraste aufgrund von Doppelbrechung: Orthoskopie
Polarisations (POL)-Mikroskopie
An
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Beispiel: Kartoffelstärke
Polarisations (POL)-Mikroskopie
Hell
feld Objektiv: SPL 20/0,40
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Beispiel: Dünnschliff Basalt
Polarisations (POL)-Mikroskopie
Hell
feld
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Beispiel: Dünnschliff Basalt
Polarisations (POL)-Mikroskopie
PO
L
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Beispiel: Dünnschliff Basalt
Polarisations (POL)-Mikroskopie
PO
L +
Ro
t I
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Interferenzen (hintere Objektiv-Brennebene): Konoskopie
Polarisations (POL)-Mikroskopie
Hilfsmittel: Bertrand-Linse oder (bei Hund) Einstellfernrohr
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• Extreme Spezifität: gezielter Erregernachweis
• Kurzwellige Anregung, langwellige Detektion (Stokes)
Fluoreszenz (FL)-Mikroskopie
Grünanregung (530 nm) Rotfluoreszenz (> 580 nm)
Cy3
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• Extreme Spezifität: gezielter Erregernachweis
• Kurzwellige Anregung, langwellige Detektion (Stokes)
Fluoreszenz (FL)-Mikroskopie
Blauanregung (470 nm) Grünfluoreszenz (> 520 nm)
FITC
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Mechanismus Beschreibung
Primärfluoreszenz Eigenfluoreszenz vieler biologischer
Objekte, z. B. Pollen - aber auch
mancher Minerale
Sekundärfluoreszenz Nach Anfärbung mit Fluorochromen,
z. B. Mykoval (Chitin, Zellulose)
oder DAPI (DNA)
Immunfluoreszenz Nach Kopplung mit Fluorochrom-
markierten Antikörpern, SEHR
spezifisch
Fluoreszenz (FL)-Mikroskopie
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Beispiele:
Fluoreszenz (FL)-Mikroskopie
Hefen, Mykoval Kokken, FITC
E.coli, DAPIMycobakterien, AO/Thiazinrot
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Hund-eigenes Färbemittel Mykoval: Pilze, Hefen, Parasiten
Fluoreszenz (FL)-Mikroskopie
Hautschuppe mit Dermatomykose
Penicillium spp. aus Abklatschprobe Innenraum
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Auflichtbeleuchtung (HBO) mit speziellen Filtersätzen
Fluoreszenz (FL)-Mikroskopie
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Auflichtbeleuchtung (LED) mit speziellem Filtersatz
Fluoreszenz (FL)-Mikroskopie
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Vorteile der Fluoreszenz-Mikroskopie:
• Nativpräparat: Zeitgewinn gegenüber Kultur
• Hohe diagnostische Sicherheit
• Wenig Expertenwissen nötig
• Abrechnung:– EBM 32181: Färbung mit Fluorochromen (z. B. Acridinorange,
Calcofluor weiß) auf Pilze
– GOÄ 4711: Lichtmikroskopische Untersuchung zum Nachweisvon Pilzen im Nativmaterial nach Präparation (z. B.Kalilauge) oder aufwenigerer Anfärbung (z. B.Färbung mit Fluorochromen, Baumwollblau-,Tuschefärbung)
Fluoreszenz-Mikroskopie: Mykosen
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Anwendungsgebiete Mykoval
• Nativpräparate: Haut, Haar, Nägel, Schleimhaut-
abstriche
• Histologische Präparate: Kombinierte Färbung
• Schnelldiagnostik während OPs
• Körperflüssigkeiten, Stuhl
• Gynäkologie: Hefebesiedlungen auf
Schleimhäuten
• Mikrosporidien im Stuhl
Fluoreszenz-Mikroskopie: Mykosen
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Kombinierte Färbung Mykoval + HE
Fluoreszenz-Mikroskopie: Mykosen
Maus, Candidose der Niere, Hellfeld/Auflicht-Fluoreszenz
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Kombinierte Färbung FAM + Cy3
Fluoreszenz-Mikroskopie: Bier
Rot: bierschädliche Bakterien
Cy3
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Kombinierte Färbung FAM + Cy3
Fluoreszenz-Mikroskopie: Bier
Grün: Laktobazillus brevis
FAM
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Hellfeld - Fluoreszenz
Vergleich Kontrastierverfahren
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Hellfeld - Fluoreszenz
Vergleich Kontrastierverfahren
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Hellfeld – Phasenkontrast – Fluoreszenz
Vergleich Kontrastierverfahren
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Hellfeld – Phasenkontrast – Fluoreszenz
Vergleich Kontrastierverfahren
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Hellfeld – Phasenkontrast – Fluoreszenz
Vergleich Kontrastierverfahren
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Hellfeld – Phasenkontrast – Fluoreszenz
Vergleich Kontrastierverfahren
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Aufbau eines Mikroskops
1: Okulare und Tubus
2: Objektive und Revolver
3: Kreuztisch
4: Kondensor mit Aperturblende
5: Beleuchtung
6: Tischtrieb (x/y)
7: Fokussierung (grob/fein)
8: Stativ
1
8
7
6
5
4
3
2
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Med-Prax 3: Das Robuste
• Für Arztpraxis und biologische
Ausbildung
• Kompaktes, robustes Design
• Langlebige LED-Beleuchtung
• Vollständig geebnetes Bild durch
planachromatische Objektive
4x, 10x, 40x, 100x Öl
• Ermüdungsfreies Arbeiten durch
einstellbare Gängigkeit der
Fokussierung
• Attraktiver Preis
• Feste KonfigurationHF
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medicus plus: Das Vielseitige
• Für Arztpraxis, medizinisches und
biologisches Labor
• Kompaktes, ergonomisches Design
• Verminderte Verletzungsgefahr durch
Tischtrieb ohne Zahnstangen
• Vollständig geebnetes Bild durch
planachromatische Objektive
• Einsatz von Zählkammern möglich
• Ermüdungsfreies Arbeiten durch
einstellbaren Siedentopf-Tubus
• Einfache Adaptation von Kameras
für die Dokumentation
• Vielfältiges ZubehörPH
DF
HF
FL
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medicus plus: Das Vielseitige
• Ausrüstung medicus plus Myko
• Zielgruppe: Dermatologen, Allergo-
logen, Gynäkologen, Baubiologen
• Keine Kultivierung nötig
• Einfache Anfärbung des Präparats
mit Mykoval
• Sichere Diagnose durch hohen
Kontrast und hohe Auflösung
• Lange Lebensdauer der LED-
Beleuchtung
• Nachrüstung des Illuminators bei
vorhandenen medicus plus möglichHFFL
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H 600: Das Universelle
• Für Arztpraxis und klinisches Labor
• Stabiles, universell erweiterbares
Mikroskopstativ
• Revolver für bis zu 5 Objektive
• Kombi-Kondensoren für schnelles
Umschalten zwischen HF, DF, PH
• Ausrüstung für hochauflösendes
Dunkelfeld verfügbar
• Wahlweise Halogen- oder LED-
Beleuchtung, köhlerbar
• Einfache Adaptation von Kameras
für die Dokumentation
• Vielfältiges Zubehör
PH
DF
FL Pol
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H 600: Das Universelle
H 6
00
LL
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H 6
00
HP
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D
H 6
00
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100
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Wilovert: Das Inverse
• Für klinisches und Zellkultur-Labor
• Stabiles, universell erweiterbares
Mikroskopstativ
• Revolver für bis zu 5 Objektive
• Kombi-Kondensoren für schnelles
Umschalten zwischen HF, PH
• Variante für Auflicht-Fluoreszenz
verfügbar
• Adapter für unterschiedliche
Probengefäße verfügbar
• Einfache Adaptation von Kameras
für die Dokumentation
• Adaptation von Mikromanipulatoren
möglich
PH
HF
FL
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Wiloskop: Das Stereomikroskop
• Für Sektion, Werkstatt, Ausbildung
und Schülerlabor
• Stufenloser Zoom: 6,7x – 45x
(mit 10x-Okularen)
• Erweiterbar mit Okularen und
Vorsatzlinsen
• Verschiedene Stative und Beleuch-
tungsvarianten
• Einfache Adaptation von Kameras
für die Dokumentation
• Sonderausführung mit Objekttisch
für kontrastschwache Objekte
(Embryonen, Nematoden)HF
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Kameras für die Mikroskopie
UI-1240LE-C UI-1460LE-C UI-3580SE-C Kappa Juno2
Chipgröße 1/2“ 1/2" 1/2“ 1/2,5“
Sensortyp CMOS CMOS CMOS CMOS
Auflösung1280 x 1024
(1,3 MPix)
2048 x 1536
(3,1 MPix)
2560 x 1920
(5,2 MPix)
2560 x 1920
(5,2 MPix)
Bildwiederholrate [fps] 25,8 11 12 30
Farbtiefe [Bit] 8 8 12 24
Schnittstelle USB 2.0 USB 2.0 USB 3.0 HDMI, LAN
Software uEye Cockpit --
C-Mount-Adapter 0,5x 0,5x 0,5x 0,5x
Windows-Version 7, 8.1 --
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uEye: Software zur Bildaufnahme
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pixel-fox: System zur Vermessung
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Mikroskope als Medizinprodukte
• Mikroskope zu Diagnose-
zwecken und für mensch-
liche Proben sind
In-Vitro-Diagnostika
• Hund-Mikroskope werden
entsprechend dokumentiert
• Für alle Modelle liegen
entsprechende Konformi-
tätserklärungen vor, auf
Anfrage erhältlich
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Marleen Geller Dr. Jörg Haus
Sales Mikroskope Produktmanager Instrumente
Tel. 06441 2004-36 Tel. 06441 2004-28
[email protected] [email protected]
Petra Hertstein-Hecker Michael Wagner
Vertriebslogistik Service Mikroskope
Tel. 06441 2004-26 Tel. 06441 2004-51
[email protected] [email protected]
Webseite: www.hund.de
Ansprechpartner
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