EP1894051A2 - Mikroskop - Google Patents

Mikroskop

Info

Publication number
EP1894051A2
EP1894051A2 EP06762028A EP06762028A EP1894051A2 EP 1894051 A2 EP1894051 A2 EP 1894051A2 EP 06762028 A EP06762028 A EP 06762028A EP 06762028 A EP06762028 A EP 06762028A EP 1894051 A2 EP1894051 A2 EP 1894051A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microscope
illumination
sample
unit
sample area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06762028A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Hing
Martin Vogel
Stefan Bickert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miltenyi Imaging GmbH
Original Assignee
Sensovation AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sensovation AG filed Critical Sensovation AG
Publication of EP1894051A2 publication Critical patent/EP1894051A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0052—Optical details of the image generation
    • G02B21/0076—Optical details of the image generation arrangements using fluorescence or luminescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458—Fluorescence microscopy
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens

Definitions

  • the invention is particularly based on a microscope according to the preamble of claim 1.
  • a fluorescence analysis microscope is known in which a sample is illuminated with a plurality of illumination sources from different directions.
  • the illumination sources radiate in each case in different wavelength ranges.
  • An object of the present invention is in particular to provide a microscope in which a sample can be illuminated as uniformly as possible. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention is based on a microscope, in particular a fluorescence analysis microscope, with a lighting support and illumination units arranged thereon for incident illumination of a sample area. It is suggested that at least three illumination units for simultaneous incident illumination of the sample area from different directions are arranged on the illumination carrier. In this way, the sample area can be uniformly illuminated, whereby a high and uniform emission without shading areas of the sample area can be achieved, in particular in fluorescence analysis. Samples with a large area, such as preferably with an area larger than 3 mm in diameter, can be captured in one image, and a high resolution, preferably a resolution of greater than 8 Mpixels can also be achieved.
  • the lighting units are expediently shaped identically.
  • L5 th each comprise at least one illumination source.
  • These illumination sources are expediently designed to be the same in terms of their type and emission characteristics, so that uniform illumination of the sample area is easily achievable.
  • the illumination sources are advantageously separate from
  • the lighting units can be controlled by a control unit, so that the uniform illumination, for example by calibration, can be achieved particularly easily and reliably.
  • the lighting units expediently emit in each case at the same angle to the sample area, whereby a particularly homogeneous
  • a further advantage is achieved if illuminating units with illumination sources which radiate with different wavelength ranges, whereby several tests or analyzes can be carried out simultaneously and / or sequentially in succession, are arranged on the illumination carrier. For example, with two or more dyes. Furthermore, advantageous overall evaluations can be made possible.
  • the microscope preferably has a multiband pass emission filter which has a plurality of passbands, whereby an advantageous detection of emissions of a plurality of dyes can be achieved and a change of a filter when carrying out various analyzes can be avoided. Moving parts and resulting error sources and .0 costs can be avoided. It can be increased throughput or the number per unit time, which together with the savings of reagents a significant cost savings is possible.
  • the lighting units are shaped the same and arranged at a plurality of receiving areas provided for the illumination carrier.
  • illumination units can be easily exchanged and the illumination of the sample area can be adapted to desired measurements in a particularly simple and cost-effective manner.
  • the lighting units are advantageously plugged into the lighting support and can also be screwed to it.
  • the uniformity of the illumination of the sample area can be further increased if at least four illumination units are arranged on the illumination carrier, the illumination beam paths of which are arranged annularly relative to the sample area.
  • the lighting support a cooling element, such as a cooling rib, have.
  • the cooling element has a shape 5 provided for cooling and suitable for cooling.
  • a precise alignment of illumination beam paths to a detection beam path can be achieved in a simple manner if the illumination carrier has a channel for a detection path.
  • LO detection beam path from the sample area to a camera forms.
  • a detection optics can be inserted, for example, plugged in, whereby a complex adjustment of the illumination beam paths to the detection beam path can be omitted.
  • the microscope comprises a detection beam path from the sample area to a camera, wherein the illumination carrier is arranged in an annular manner around the detection beam path.
  • a stable, compact and easy-to-mount microscope can be achieved if the lighting support is made in one piece.
  • the illumination carrier is expediently sprayed
  • the illumination carrier expediently carries all illumination units of the microscope.
  • the compactness of the microscope can be further increased 10 when the lighting units in two conical arrangements on
  • Lighting support are arranged. It may be due to the conical a very homogeneous illumination of the sample area can be achieved.
  • An upper and lower side of the illumination carrier can be utilized for the compact arrangement of illumination units if a conical tip of one of the Kegelan orders lies above and below the illumination carrier.
  • the compactness of the microscope can be further increased if at least two lighting units form a double unit whose illumination beam paths are brought together by a coupling-in mirror.
  • a particularly precise decoupling of the illumination of the sample area from the emission from the sample area can be achieved if the microscope comprises a detection beam path extending from the sample area to a camera and an illumination beam path extending from the illumination unit to the sample area, wherein the detection beam path and the illumination beam path are completely separated from each other are.
  • An exact and low-loss alignment of radiation from the illumination units can be achieved if the epi-illumination is in each case along an illumination beam path from a illumination unit to the sample area and the illumination beam paths are completely separated from each other.
  • the lighting units each comprise a lighting source with at least one LED.
  • a microscope with a camera and with a computing unit is proposed, wherein the computing unit is intended to monitor a process by means of the camera, i. is provided in particular to capture image data during a running within a sample process, such as in particular before and / or during a marking process of a sample by means of dyes.
  • a computing unit is understood in particular to mean a control and / or regulating unit which has one or more processors and in particular one or more memory units with a special operating software stored therein.
  • the term "intended” should be understood to mean specially equipped, designed and / or programmed.
  • a corresponding correction algorithm is stored in a memory unit of the arithmetic unit.
  • the microscope has a computing unit that is provided to perform a calibration based on a reference object, whereby the
  • the ject can be arranged at various regions which appear expedient to the person skilled in the art, in particular in the region of a sample carrier and / or on a sample itself and / or it can also be formed by a known sample itself.
  • the microscope has an arithmetic unit which is intended to evaluate recorded image data, data quantities to be processed by an operator can be reduced, in particular if results can be output in numerical values and / or characteristic quantities, by means of which it can be clearly recognized if a test is positive or negative.
  • the microscope has an at least partially automated adjustment unit for adjusting a position of a sample relative to an optical sensor, in particular a mechanical and / or optical adjustment unit, such as an autofocus unit.
  • a mechanical adjustment unit 20 By means of a mechanical adjustment unit 20, the sample can be relative to the optical
  • Sensor can be moved, and / or the optical sensor can be moved relative to the sample manually and / or advantageously at least partially automated.
  • the at least partially automated adjustment takes place in real time, with un. 5 ter “real time” an adjustment immediately before and / or to be understood during acquisition of measurement data.
  • the microscope has an emission optics that is at least essentially telecentric, on the object side and / or image side, unwanted changes, in particular during focusing, can be avoided, and it can be more uniform Incident angle over an entire field of view of an image sensor can be achieved, whereby an advantageous homogeneous sensitivity can be achieved.
  • the use of microlenses whose performance depends on the angle of incidence 5 is possible.
  • By "essentially” is meant in particular that optics with tolerance-related deviations from a 100% telecentricity should fall under the scope of protection.
  • the microscope has at least one passive optical means for homogenizing an illumination intensity.
  • a passive optical means in contrast to a source of illumination, should be understood to mean, in particular, a lens, a mirror, etc.
  • L5 be used as an optical means with special surface contours, which are for example intended to compensate for at least partially caused by an oblique angle of incidence intensity differences. Furthermore, optics with holographically produced
  • Microstructures were used, whereby an advantageous homogeneity with simultaneously high transmission can be achieved.
  • a microscope can be achieved, at least largely, without moving parts, in particular with respect to a lighting module, which can be made small, light and robust, whereby it is preferably suitable for portable applications, or by moving an arbitrarily large or complex surface can scan.
  • a microscope with an optical scattering unit which comprises optical means, in particular optical scattering means, wherein the scattering unit has at least one optical means which at least reduces beam expansion of the scattering unit, in particular with respect to a scattering unit with exclusively spherical microlenses and / or holographically produced Optics means is provided, whereby an advantageous uniform illumination achieved and losses can be avoided.
  • An LO "scattering unit" is to be understood, in particular, as an assembly unit, in particular a disk, which is provided for the purpose of scattering the light.
  • the optical system L5 medium has an axis extending through an optical axis of the scattering unit axis and in particular if the optical means is substantially cylindrical, cylindrical segment-shaped, conical and / or conical segment-shaped, whereby - based on a starting from the optical axis 20 radially outwardly extending axis - an advantageous orthogonal, tangential to a round scattering scattering can be achieved.
  • conical and / or conical segment-shaped optical means an advantageous arrangement of the optical means adjacent to each other at least largely Ib can be achieved without any gap.
  • the invention also relates to a method for calibrating a microscope. Particularly in the case of fluorescence analysis, the uniform and shadow-free illumination of a sample area in as precisely predetermined intensity as possible is of great importance. For this purpose, it makes sense to calibrate the microscope. It is the object of this part of the invention to provide a method for calibrating a microscope, with which a uniform illumination of a sample area with a predetermined intensity can be achieved in a simple manner.
  • This object is achieved in accordance with the invention by a method for calibrating a microscope, in particular a fluorescence analysis microscope, with a plurality of illuminating units illuminating a sample area from different directions, in which a known sample illuminates, the image of which is evaluated by image processing, an undesirably illuminated partial area of the Determined sample area and at least one illumination parameter of one of the lighting units is changed by means of a specification obtained from the determination. It can be achieved in a simple manner a uniform illumination of a sample area with a given intensity.
  • the lighting parameter can be the radiation intensity of a lighting source of one of the lighting units.
  • the microscope according to the invention can be used in various analyzes which appear meaningful to the person skilled in the art but are particularly advantageous in cell-based analyzes, in immunofluorescence analyzes, in genetic analyzes, as in a so-called ELISA analysis (enzyme-linked immunosorbent assay), in a PCR analysis (pre-polymerase chain reaction), in a real-time PCR analysis, etc., and / or in particular to the number of To determine elements of a sample, such as preferably blood cells in an HIV test.
  • the microscope is ideally suited for at least partially automated biochemical and / or chemical processes, such as, in particular, processes with “biochips” or “chemistry on a chip (lab-on-chip)", whereby more complex biochemical processes are automatically sublimated Microscope be performed.
  • a method with a microscope is proposed in which, prior to a measurement in a sample, a lighting unit is activated whose spectral properties are at least substantially outside an absorbance range of at least one dye used in the sample, thereby at least largely avoiding fading of dyes can be.
  • substantially lying outside an absorbance range is meant in particular that the band ranges do not overlap with respect to the absorbance range of the dye by less than 10%, preferably by less than 5%, and particularly advantageously not
  • a lighting unit is advantageously used, the spectrum of which overlap with one or more wavelength pass bands of an emission filter.
  • connections such as preferably electrical contacts, connections for reagents and / or fluids, etc., can be advantageously provided on a sample carrier, in particular to a sample with current, reagents and / or or fluids.
  • sample information is intended to be understood, markings such as bar codes containing information about the samples, and / or markers used for adjustment or local determinations, and / or reference samples used for calibration, in particular intensity and / or Spectral, serve.
  • 1 shows a microscope for fluorescence analysis
  • 2 shows a lighting support of the microscope in a perspective view with two lighting units shown in an exploded view
  • FIGS. 2 and 3 shows the illumination carrier from FIGS. 2 and 3 in a side view
  • Fig. 6 is a schematically illustrated process flow
  • L5 Fig. 7 a scattering unit in isolation
  • Fig. 8 shows an alternative scattering unit in isolation.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a microscope 2 for fluorescence analysis or a fluorescence analysis microscope with a stand 4, a stand base 6, for example for
  • the slide 8 has connections 94 formed by electrical contacts and fluid connections, in particular for supplying samples.
  • connections 94 formed by electrical contacts and fluid connections, in particular for supplying samples.
  • a lighting module 12 is positioned to illuminate the sample area 10 and above it a Ka and a control unit 16, which controls methods that can be carried out automatically by the microscope 2 and includes image processing for analyzing recorded images of the sample area 10.
  • the control unit 16 is intended to detect
  • the control unit 16 formed by a computing unit and integrated in the camera 14 has a processor unit 66 and a memory unit 68 having a memory unit 68 therein.
  • an eyepiece 18 is arranged to give an operator a direct view of the sample area 10.
  • the illumination module 12 comprises a lighting support 20 shown in FIG. 2 in a perspective view in FIG. 5 for accommodating 16 lighting units 22a, 22b, of which only two are shown in FIG.
  • the lighting units 22a, 22b are each arranged on receiving areas 24 prepared for this purpose and held on the receiving area 24 with two screws in screw holes. Passing centrally through the illumination carrier 20 is a channel 28 for a detection beam path 30 (see FIG. 3) from the sample area 10 to the camera 14.
  • FIG. 1 The illumination carrier 20 and the illumination units 22a, 22b arranged thereon are shown cut in FIG. In the channel 28, a camera holder 32 is introduced with a schematically illustrated, telecentric emission optics 34, in which the camera not shown in Figure 2
  • the camera holder 32 comprises in its interior a schematically illustrated, by an autofocus unit 36 with a motor 38, by means of which a lens 40 can be moved parallel to the detection beam path 30 upwards or downwards for focusing on the sample area 10 or a sample arranged therein, and a jus- days position of the sample relative to an optical Sensor of the camera 14 can be achieved.
  • the autofocus unit 36 is controlled by the control unit 16.
  • the illumination support 20 is made of plastic and manufactured in one piece by means of an injection molding process. It carries all annularly or conically around the detection beam 30 arranged lighting units 22a, 22b.
  • the microscope has a schematically illustrated automated mechanical adjustment unit 64 with guide rails and not shown actuator units for adjusting a position of the sample relative to the optical sensor of the camera 14.
  • the camera 14 and the illumination module 12 can be moved automatically relative to the sample, parallel and transverse to the detection beam path 30.
  • the adjustment by means of the autofocus unit 36 and the mechanical adjustment unit 64 during operation in real time, ie immediately before and / or during acquisition of measurement data.
  • the camera 14 and the illumination units 22a, 22b can be moved to scan the sample over the sample, controlled by the control unit 16.
  • the respective eight lighting units 22a, 22b are-as shown in FIG. 4-guided around the detection beam path 30 in two conical arrangements, the detection beam path 30 lying in the conical axis of the conical arrangements.
  • the conical surfaces of the two conical arrangements are executed at right angles to each other.
  • Cooling ribs 42 for cooling the illumination carrier 20, which dissipate the heat generated by illumination sources 44a, 44b, lenses 46 and spectral filters 48 to the surroundings of the illumination carrier 20, are disposed between the cone arrangements.
  • the lenses 46 form passive optical means for homogenizing an illumination intensity, namely by having surface contours and / or holographically produced microstructures specially adapted to an angle of incidence of the illumination beam path.
  • a respective illumination beam path 50a, 50b leads.
  • the illumination beam paths 50a, 50b are combined in a coupling-in mirror 52 to the sample area 10.
  • a lighting unit 22a with a lighting unit 22b arranged opposite the direction of the detection beam path 30 forms a double unit whose beam paths 50a and 50b are brought together by the coupling-in mirror 52.
  • the illumination beam paths 50a, 50b meet at right angles to one another.
  • the illumination beam paths 50a, 50b are arranged in a ring shape and at the same angle to the sample area 10 after their combination in the coupling-in mirror 52. They are guided completely by the illumination sources 44a, 44b to the sample area 10 separately from the detection beam path 30. In addition, the illumination beam paths 50a of all the illumination elements are units 22a from the illumination sources 44a to the sample area 10 are guided completely separately from each other.
  • the illumination sources 44a, 44b are light emitting diodes (LEDs), each illumination unit 22a, 22b each having an LED.
  • LEDs light emitting diodes
  • a plurality of LEDs in particular in a plane perpendicular to the illumination beam paths 50a, 50b, may be arranged in each illumination unit 22a, 22b.
  • laser diodes and / or solid-state lasers can be used.
  • the illumination elements which have the same design in their geometry,
  • L5 units 22a, 22b are inserted into the lighting support 20 and bolted there.
  • the illumination sources 44a are at least partially designed differently and emit in operation in different wavelength ranges. Furthermore, the illumination sources 44b are at least partially different.
  • the illumination sources 44a of the illumination units 22a could be made the same and radiate in the same wavelength range. The same applies to the illumination sources 44b of the illumination unit.
  • the illumination sources 44b are expediently designed, at least partially, in their spectral range, different from the illumination sources 44a, in order, by means of the coupling of the illumination beam paths 50b into the illumination beam paths 50a, with the aid of the coupling device.
  • the illumination sources 44a, 44b are in more than two spectral ranges split in order to simultaneously and / or sequentially perform several fluorescence analyzes can. In this case, in particular at least four colors or different spectral ranges are advantageous in order to be able to carry out a plurality of analyzes at the same time and additionally to have sufficient illumination sources 44a, 44b per color in order to illuminate the sample region 10 uniformly using the method described below.
  • the illumination sources 44a, 44b can be controlled separately by the control unit 16.
  • the spectral filters 48 are tuned in their spectral range to the illumination sources 44a, 44b.
  • the coupling-in mirror 52 is designed to be transmissive to radiation of the spectral range of the illumination sources 44a and to be reflective for radiation of the spectral range of the illumination source 44b.
  • a multi-band pass emission filter 60 adapted to the radiation sources is additionally arranged.
  • the microscope 2 has scattering units 96 with optical means 100, 102 arranged in the direction of the light beam downstream of the illumination sources 44a, 44b.
  • the optical means 100 are formed by spherical microlenses or by holographically generated optical means, while the optical means 102 are formed by semi-cylindrical microlenses whose cylindrical axis 108 extend through an optical axis 106 of the scattering unit and are intended to avoid beam expansion by the scattering unit 96 ( Figure 7).
  • optical means 100, 102 are arranged in the radial direction, namely the optical means 100 within a radius Rl and the optical means 102 outside the radius Rl or in a outer edge region between the radius Rl and a radius of the scattering unit 96 is arranged.
  • FIG. 8 shows an alternative scattering unit 98 with conical optical means 104, the conical or central axis 110 of which extends through an optical axis 106 'of the scattering unit 98 and extends from the optical axis 106' to the edge of the scattering unit 98.
  • the optical means 104 are provided according to the optical means 102 to at least reduce or avoid a beam expansion, caused by the scattering unit 98.
  • a known standard sample 54 (see FIG. 5) is introduced into the sample area 10.
  • This standard sample 54 contains structures which are recognized by the image processing of the control unit 16, whereby the autofocus unit 36 is actuated in an autofocus method, the lens 40 is optimally positioned and the standard sample 54 is focused. Subsequently, the standard sample 54 or the sample area 10 is illuminated by some or all of the illumination units 22a, 22b.
  • all the illumination sources 44a radiate in one spectral range or with one color, and all the illumination sources 44b in a different spectral range.
  • the standard sample 54 is illuminated with the illumination sources 44a.
  • the standard sample 54 is from the Image processing of the control unit 16 is examined for its brightness, for example, it is determined that a portion 58 of the sample area 10 is only insufficiently illuminated.
  • those illumination fields 56 that at least partially cover the subarea 58 are illuminated brighter relative to the other illumination fields 56 in such a way that the subarea 58 is illuminated in a desired manner in relation to the entire sample area 10, so that now the entire Sample area 10 is uniformly illuminated as desired.
  • the standard sample 54 is illuminated with all the illumination sources 44b which produce the same illumination fields 56 as the illumination sources 44a, and the method is analogously performed for these illumination sources 44b.
  • the method for calibration can also be carried out simultaneously for several spectral ranges used.
  • each illumination field 56 can be varied not only overall but also regionally in its brightness, as a result of which the entire sample area 10 can be illuminated particularly uniformly with the aid of the calibration method.
  • the control unit 16 is intended to monitor a process by means of the camera, namely to acquire image data by means of dyes before and during a marking process and to detect disturbing effects detected during and / or after the monitoring, at least in part, by means of an algorithm. Furthermore, the control unit is intended to carry out a calibration on the basis of a reference object 62 arranged on a sample, as is indicated in FIG. 5, and / or on the basis of a reference object 62 'separated from a sample on the slide 8.
  • FIG. 6 is a schematic representation of a process
  • LO run exemplified In a method step 70, a sample is inserted into the sample area 10. On the basis of a reference object 62 arranged on the sample, a calibration is carried out in a subsequent method step 72. Subsequently, in a process step
  • L5 74 detected before marking the sample with dyes image data from the sample, to subsequently eliminate in a method step 76 detected parasitics by software.
  • method step 74 sample information attached laterally next to the sample is also detected.
  • a method step 78 the sample is marked with dyes. Subsequently, in a method step 80, the illumination units 22a, 22b are activated, the spectral properties of which outside the absorbance ranges of the
  • sample colorants 15 sample colorants are used, and there are made measuring-optimizing settings.
  • a method step 82 the sample is irradiated with illumination sources 44a, 44b tuned to a first dye having a first wavelength range, image data are acquired and
  • JO is determined the number of cells labeled with the first dye of the sample.
  • the sample is irradiated with illumination sources 44a, 44b tuned to a second dye with a second wavelength range that differs from the first wavelength range, image data are acquired and the number of cells of the sample labeled with the second dye is determined.
  • a further method step 86 the sample is irradiated simultaneously with illumination sources 44a, 44b with the differing wavelength ranges in order to detect the total number of marked cells.
  • the acquired data within the control unit 16 are evaluated in a method step 88, and in a method step 90, an end result of the analysis carried out is output by means of the schematically indicated output unit 92.
  • it can be moved manually and / or also advantageously automatically over the sample by means of the mechanical adjustment unit 64 during the acquisition of image data. In principle, however, other processes that appear appropriate to the person skilled in the art are also conceivable.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Mikroskop (2) , insbesondere einem Fluoreszenzanalysemikroskop, mit einem Beleuchtungsträger (20) und daran angeordneten Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) zur Auflichtbeleuchtung eines Probenbereichs (10) , wobei zumindest zwei Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) eine Doppeleinheit bilden, deren Beleuchtungsstrahlengänge (50a, 50b ) durch einen Einkoppelspiegel (52) zusammengeführt sind. Um einen Probenbereich (10) mit einem kompakten Gerät auf einfache Weise gleichmäßig ausleuchten zu können, wird vorgeschlagen, dass mindestens drei Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) zur gleichzeitigen Auflichtbeleuchtung des Probenbereichs (10) aus unterschiedlichen Richtungen am Beleuchtungsträger (20) angeordnet sind. Das Mikroskop hat einem optischen Streueinheit (96, 98), die Optikmittel (102, 104) umfasst, wobei die Streueinheit wenigstens ein Optikmittel aufweist, da zur Reduzierung einer Strahlaufweitung der Streueinheit vorgesehen ist. Das Optikmittel ist im Wesentlichen zylindrisch, zylindersegmentförmig, kegelförmig und/ oder kegelsegmentförmig ausgebildet.

Description

Mikroskop
Stand der Technik
Die Erfindung geht insbesondere aus von einem Mikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 29 44 214 ist ein Fluoreszenzanalysemikroskop bekannt, bei dem eine Probe mit mehreren Beleuchtungsquellen aus verschiedenen Richtungen beleuchtet wird. Die Beleuchtungsquellen strahlen hierbei in jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbereichen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere, ein Mikroskop anzugeben, bei dem eine Probe möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Er- findung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Mikroskop, insbesondere einem Fluoreszenzanalysemikroskop, mit einem Beleuchtungsträger und daran angeordneten Beleuchtungseinheiten zur Auflichtbeleuchtung eines Probenbereichs. Es wird vorgeschlagen, dass mindestens drei Beleuchtungseinheiten zur gleichzeitigen Auflichtbeleuchtung des Probenbereichs aus unterschiedlichen Richtungen am Beleuchtungsträger angeordnet sind. Hierdurch kann der Probenbereich gleichmäßig ausgeleuchtet werden, wo- 5 durch - insbesondere bei der Fluoreszenzanalyse - eine hohe und gleichmäßige Abstrahlung ohne Abschattungsbereiche des Probenbereichs erzielt werden kann. Es können Proben mit einer großen Fläche, wie vorzugsweise mit einer Fläche mit einem Durchmesser größer als 3 mm, in einem Bild erfasst wer- LO den, und es kann zudem eine hohe Auflösung, vorzugsweise eine Auflösung von größer als 8 Mpixel erreicht werden.
Zur Erhöhung der Symmetrie sind die Beleuchtungseinheiten zweckmäßigerweise gleich ausgeformt. Die Beleuchtungseinhei-
L5 ten umfassen jeweils mindestens eine Beleuchtungsquelle. Diese Beleuchtungsquellen sind zweckmäßigerweise in Art und Abstrahlcharakteristik gleich ausgeführt, wodurch eine gleichmäßige Beleuchtung des Probenbereichs einfach erreichbar ist. Die Beleuchtungsquellen sind vorteilhafterweise separat von
-0 einer Steuereinheit ansteuerbar, so dass die gleichmäßige Beleuchtung, beispielsweise durch eine Kalibrierung, besonders einfach und zuverlässig erreicht werden kann. Die Beleuchtungseinheiten strahlen zweckmäßigerweise jeweils in gleichem Winkel auf den Probenbereich, wodurch eine besonders homogene
.5 Ausleuchtung erreichbar ist.
Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn am Beleuchtungsträger Beleuchtungseinheiten mit Beleuchtungsquellen angeordnet sind, die mit verschiedenen Wellenlängenbereichen strahlen, 30 wodurch mehrere Tests bzw. Analysen gleichzeitig und/oder sequentiell hintereinander durchgeführt werden können, bei- spielsweise mit zwei oder mehr Farbstoffen. Ferner können vorteilhafte Gesamtauswertungen ermöglicht werden.
Ferner weist das Mikroskop vorzugsweise einen Multiband- 5 passemissionsfilter auf, der über mehrere Passbänder verfügt, wodurch eine vorteilhafte Erfassung von Emissionen mehrerer Farbstoffe erreicht werden kann und ein Wechsel eines Filters bei der Durchführung verschiedener Analysen vermieden werden kann. Bewegliche Teile und dadurch bedingte Fehlerquellen und .0 Kosten können vermieden werden. Es kann der Durchsatz bzw. die Anzahl pro Zeiteinheit erhöht werden, wodurch zusammen mit der Ersparnis von Reagenzen eine erhebliche Kostenersparnis ermöglicht wird.
.5 In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheiten gleich ausgeformt und an mehreren dafür vorgesehenen Aufnahmebereichen des Beleuchtungsträgers angeordnet sind. Hierdurch kann ein modula- rer Aufbau des Mikroskops erreicht werden, wobei Beleuch- iθ tungseinheiten einfach austauschbar sind und die Beleuchtung des Probenbereichs besonders einfach und kostengünstig an gewünschte Messungen angepasst werden kann. Die Beleuchtungseinheiten sind vorteilhafterweise am Beleuchtungsträger angesteckt und können zusätzlich daran verschraubt sein.
!5
Die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung des Probenbereichs kann weiter gesteigert werden, wenn am Beleuchtungsträger mindestens vier Beleuchtungseinheiten angeordnet sind, deren Beleuchtungsstrahlengänge ringförmig zum Probenbereich angeord-
50 net sind. Außerdem kann hierdurch eine kompakte Anordnung des Mikroskops erreicht werden. Bei einer hohen Anzahl von Be- leuchtungseinheiten am Beleuchtungsträger kann der Beleuchtungsträger ein Kühlelement, wie beispielsweise eine Kühlrippe, aufweisen. Das Kühlelement weist hierbei eine zur Kühlung vorgesehene und speziell zur Kühlung geeignete Formgebung 5 auf.
Eine präzise Ausrichtung von Beleuchtungsstrahlengängen zu einem Detektionsstrahlengang kann auf einfache Weise erreicht werden, wenn der Beleuchtungsträger einen Kanal für einen De-
LO tektionsstrahlengang vom Probenbereich zu einer Kamera bildet. In diesen Kanal kann eine Detektionsoptik eingefügt, beispielsweise eingesteckt werden, wobei eine aufwendige Justierung der Beleuchtungsstrahlengänge zum Detektionsstrahlengang entfallen kann.
L5
Es wird außerdem vorgeschlagen, dass das Mikroskop einen Detektionsstrahlengang vom Probenbereich zu einer Kamera um- fasst, wobei der Beleuchtungsträger ringförmig um den Detektionsstrahlengang angeordnet ist. Hierdurch kann eine kompak-
.0 te Anordnung des Mikroskops bei gleichzeitiger homogener Beleuchtung des Probenbereichs erreicht werden. Ein stabiles, kompaktes und einfach zu montierendes Mikroskop kann erreicht werden, wenn der Beleuchtungsträger einstückig ausgeführt ist. Der Beleuchtungsträger ist zweckmäßigerweise im Spritz-
.5 gussverfahren gefertigt. Mit gleichem Vorteil trägt der Beleuchtungsträger zweckmäßigerweise alle Beleuchtungseinheiten des Mikroskops.
Die Kompaktheit des Mikroskops kann weiter gesteigert werden, 10 wenn die Beleuchtungseinheiten in zwei Kegelanordnungen am
Beleuchtungsträger angeordnet sind. Es kann durch die Kegel- formen eine sehr homogene Beleuchtung des Probenbereichs erzielt werden. Eine Ober- und Unterseite des Beleuchtungsträgers kann zur kompakten Anordnung von Beleuchtungseinheiten ausgenutzt werden, wenn eine Kegelspitze einer der Kegelan- Ordnungen oberhalb und eine unterhalb des Beleuchtungsträgers zu liegen kommt.
Die Kompaktheit des Mikroskops kann weiter gesteigert werden, wenn zumindest zwei Beleuchtungseinheiten eine Doppeleinheit bilden, deren Beleuchtungsstrahlengänge durch einen Einkoppelspiegel zusammengeführt sind.
Eine besonders präzise Entkopplung der Beleuchtung des Probenbereichs von der Abstrahlung aus dem Probenbereich kann erreicht werden, wenn das Mikroskop einen vom Probenbereich zu einer Kamera reichenden Detektionsstrahlengang und einen von einer Beleuchtungseinheit zum Probenbereich reichenden Beleuchtungsstrahlengang umfasst, wobei der Detektionsstrahlengang und der Beleuchtungsstrahlengang vollständig separat voneinander geführt sind.
Eine exakte und verlustarme Ausrichtung von Strahlung aus den Beleuchtungseinheiten, insbesondere bei Verwendung von Beleuchtungsquellen verschiedener Abstrahlungswellenlängen, kann erreicht werden, wenn die Auflichtbeleuchtung jeweils entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs von einer Beleuchtungseinheit zum Probenbereich erfolgt und die Beleuchtungsstrahlengänge vollständig separat voneinander geführt sind.
Klein bauende Beleuchtungseinheiten mit für die Fluoreszenzanalyse besonders geeigneten Abstrahlungscharakteristiken können erreicht werden, wenn die Beleuchtungseinheiten jeweils eine Beleuchtungsquelle mit zumindest einer LED umfassen.
Ferner wird ein Mikroskop mit einer Kamera und mit einer Re- cheneinheit vorgeschlagen, wobei die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, mittels der Kamera einen Prozess zu überwachen, d.h. insbesondere dazu vorgesehen ist, Bilddaten während eines innerhalb einer Probe ablaufenden Prozesses zu erfassen, wie insbesondere vor und/oder während eines Markierprozesses einer Probe mittels Farbstoffen. Dabei soll unter einer Recheneinheit insbesondere eine Steuer- und/oder Regelungseinheit verstanden werden, die einen oder mehrere Prozessoren und insbesondere eine oder mehrere Speichereinheiten mit einer darin gespeicherten speziellen Betriebssoftware aufweist. Ferner soll unter "vorgesehen" speziell ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung können zusätzliche nützliche Informationen gewonnen werden und das Messergebnis kann verbessert werden, und zwar insbesondere, wenn die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, während des Prozesses erkannte Störeffekte zumindest teilweise zu eliminieren, wie insbesondere mittels eines softwaregestützten Korrekturverfahrens, um ein Signalrauschen zu reduzieren. Vorzugsweise ist in einer Speichereinheit der Recheneinheit ein entsprechender Korrekturalgorithmus gespeichert.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Mikroskop eine Recheneinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, anhand eines Refe- renzobjekts eine Kalibrierung durchzuführen, wodurch das
Messergebnis einfach verbessert werden kann. Das Referenzob- jekt kann dabei an verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Bereichen angeordnet sein, wie insbesondere im Bereich eines Probenträgers und/oder an einer Probe selbst und/oder es kann auch von einer bekannten Probe selbst gebil- 5 det sein.
Weist das Mikroskop eine Recheneinheit auf, die dazu vorgesehen ist, erfasste Bilddaten auszuwerten, können von einem Bediener zu verarbeitende Datenmengen reduziert werden, und 10 zwar insbesondere, wenn Ergebnisse in Zahlenwerten und/oder Kenngrößen ausgegeben werden können, anhand derer eindeutig erkannt werden kann, ob ein Test positiv oder negativ ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge- L5 schlagen, dass das Mikroskop eine zumindest teilautomatisierte Justageeinheit zur Justage einer Position einer Probe relativ zu einem optischen Sensor aufweist, wie insbesondere eine mechanische und/oder optische Justageeinheit, wie beispielsweise eine Autofokuseinheit. Mittels einer mechanischen 20 Justageeinheit kann dabei die Probe relativ zum optischen
Sensor bewegt werden, und/oder der optische Sensor kann relativ zur Probe manuell und/oder vorteilhaft zumindest teilautomatisiert bewegt werden. Vorzugsweise findet die zumindest teilweise automatisierte Justage in Echtzeit statt, wobei un- .5 ter "Echtzeit" eine Justage unmittelbar vor und/oder während einer Erfassung von Messdaten verstanden werden soll.
Weist das Mikroskop eine zumindest im Wesentlichen telezent- rische Emissionsoptik auf, objektseitig und/oder bildseitig, 30 können unerwünschte Änderungen, insbesondere während einer Fokussierung, vermieden werden, und es kann ein uniformer Lichteinfallswinkel über ein gesamtes Sichtfeld eines Bildsensors erreicht werden, wodurch eine vorteilhafte homogene Empfindlichkeit erzielt werden kann. Ferner ist der Einsatz von Mikrolinsen, deren Leistungsfähigkeit vom Einfallswinkel 5 abhängig ist, möglich. Unter "im Wesentlichen" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass Optiken mit toleranzbedingten Abweichungen von einer 100%-Telezentrizität unter den Schutzbereich fallen sollen.
LO Ferner wird vorgeschlagen, dass das Mikroskop wenigstens ein passives Optikmittel zur Homogenisierung einer Beleuchtungsintensität aufweist. Dabei soll unter einem "passiven Optikmittel" im Gegensatz zu einer Beleuchtungsquelle insbesondere eine Linse, ein Spiegel usw. verstanden werden, wobei vor-
L5 zugsweise Optikmittel mit speziellen Oberflächenkonturen eingesetzt werden, die beispielsweise dazu vorgesehen sind, durch einen schrägen Einfallswinkel bedingte Intensitätsunterschiede zumindest teilweise auszugleichen. Ferner werden besonders vorteilhaft Optikmittel mit holographisch herge-
-0 stellten Mikrostrukturen eingesetzt, wodurch eine vorteilhafte Homogenität mit gleichzeitig hoher Transmission erreicht werden kann.
Es kann ein Mikroskop zumindest weitgehend ohne bewegliche .5 Teile, insbesondere bezogen auf ein Beleuchtungsmodul, erreicht werden, das klein, leicht und robust ausgeführt werden kann, wodurch es vorzugsweise für tragbare Anwendungen geeignet ist, oder das durch Bewegung eine beliebig große oder komplexe Fläche abtasten kann. 10 Ferner wird ein Mikroskop mit einer optischen Streueinheit vorgeschlagen, die Optikmittel, insbesondere optische Streumittel, aufweist, wobei die Streueinheit wenigstens ein Optikmittel aufweist, das zumindest zur Reduzierung einer 5 Strahlaufweitung der Streueinheit, insbesondere gegenüber einer Streueinheit mit ausschließlich sphärischen Mikrolinsen und/oder holographisch hergestellten Optikmitteln, vorgesehen ist, wodurch eine vorteilhafte gleichmäßige Ausleuchtung erreicht und Verluste vermieden werden können. Unter einer LO "Streueinheit" soll insbesondere eine Montageeinheit, wie insbesondere eine Scheibe, verstanden werden, die zur Streuung des Lichts vorgesehen ist.
Vorteilhafte Effekte können erzielt werden, wenn das Optik- L5 mittel eine durch eine optische Achse der Streueinheit verlaufende Achse aufweist und insbesondere, wenn das Optikmittel im Wesentlichen zylindrisch, zylindersegmentförmig, kegelförmig und/oder kegelsegmentförmig ausgebildet ist, wodurch - bezogen auf eine sich ausgehend von der optischen 20 Achse radial nach außen erstreckende Achse - eine vorteilhafte orthogonale, zu einer runden Streueinheit tangentiale Streuung erzielt werden kann. Mit kegel- und/oder kegelsegmentförmig ausgebildeten Optikmitteln kann eine vorteilhafte Anordnung der Optikmittel nebeneinander zumindest weitgehend Ib ohne Zwischenraum erzielt werden.
Sind ausgehend von einer optischen Achse der Streueinheit in radialer Richtung unterschiedliche Optikmittel angeordnet, können in verschiedenen Bereichen gezielt unterschiedliche, 30 vorteilhafte Streueffekte erzielt werden. Insbesondere sind vorteilhaft in einem äußeren Randbereich der Streueinheit spezielle Optikmittel angeordnet, die zumindest zur Reduzierung einer Strahlaufweitung vorgesehen sind.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Ka- librieren eines Mikroskops. Insbesondere bei der Fluoreszenzanalyse ist die gleichmäßige und schattenfreie Ausleuchtung eines Probenbereichs in einer möglichst genau vorherbestimmten Intensität von großer Bedeutung. Hierzu ist das Kalibrieren des Mikroskops sinnvoll. Es ist die Aufgabe dieses Teils der Erfindung, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Mikroskops anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine gleichmäßige Beleuchtung eines Probenbereichs mit vorgegebener Intensität erreicht werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Mikroskops, insbesondere eines Fluoreszenzanalysemikroskops, mit mehreren einen Probenbereich aus verschiedenen Richtungen beleuchtenden Beleuchtungseinheiten, bei dem eine bekannte Probe beleuchtet, deren Bild von einer Bildverarbeitung ausgewertet, ein in unerwünschter Weise beleuchteter Teilbereich des Pro- benbereichs ermittelt und zumindest ein Beleuchtungsparameter einer der Beleuchtungseinheiten mittels einer aus der Ermittlung erhaltenen Vorgabe verändert wird. Es kann eine gleichmäßige Beleuchtung eines Probenbereichs mit vorgegebener Intensität auf einfache Weise erreicht werden. Der Beleuch- tungsparameter kann die AbStrahlungsintensität einer Beleuchtungsquelle einer der Beleuchtungseinheiten sein.
Das erfindungsgemäße Mikroskop kann bei verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Analysen eingesetzt wer- den, jedoch besonders vorteilhaft bei Zell-basierten Analysen, bei Immunfluoreszenzanalysen, bei genetischen Analysen, wie beispielsweise bei einer so genannten ELISA-Analyse (en- zyme-linked iminunosorbent assay) , bei einer PCR-Analyse (pre- polymerase chain reaction) , bei einer Realtime PCR-Analyse usw., und/oder insbesondere, um die Anzahl von Elementen ei- ner Probe zu ermitteln, wie vorzugsweise Blutzellen bei einem HIV-Test. Ferner ist das Mikroskop bestens geeignet für wenigstens teilautomatisierte Bio- und/oder Chemieverfahren, wie insbesondere Verfahren mit „Biochips" oder „Chemie-auf - einem-Chip (Lab-on-Chip) ", wobei komplexere biochemische Pro- zesse automatisch unter dem Mikroskop durchgeführt werden.
Ferner wird ein Verfahren mit einem Mikroskop vorgeschlagen, bei dem vor einer Messung bei einer Probe eine Beleuchtungseinheit aktiviert wird, deren spektrale Eigenschaften zumin- dest im Wesentlichen außerhalb eines Absorbanzbereichs zumindest eines bei der Probe eingesetzten Farbstoffs liegen, wodurch ein Ausbleichen von Farbstoffen zumindest weitgehend vermieden werden kann. Unter „im Wesentlichen außerhalb eines Absorbanzbereichs liegend" soll insbesondere verstanden wer- den, dass sich die Bandbereiche bezogen auf den Absorbanzbe- reich des Farbstoffes um weniger als 10%, vorzugsweise um weniger als 5% und besonders vorteilhaft nicht überschneiden. Um die Beleuchtung für einen Autofokusprozess einzusetzen, wird vorteilhaft eine Beleuchtungseinheit eingesetzt, deren Spektrum sich mit einem oder mehreren Wellenlängenpassbändern eines Emissionsfilters überschneiden.
Wird bei einer Messung zumindest eine Einheit des Mikroskops über eine Probe bewegt, können größere Bereiche einfach er- fasst bzw. gescannt werden, und es können durch eine Bewegung der Probe bedingte Störeffekte vermieden werden. Kann eine Bewegung der Probe unter dem Mikroskop vermieden werden, können Anschlüsse, wie vorzugsweise elektrische Kontakte, Anschlüsse für Reagenzen und/oder Fluide usw., an einem Probenträger bzw. Objektträger vorteilhaft vorgesehen werden, und zwar insbesondere, um eine Probe mit Strom, Reagenzen und/oder Fluiden zu versorgen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass ein Teil der Abbildung bzw. des Messfelds zur Erfassung von „Probeninformationen" verwen- det wird, vorzugsweise gleichzeitig mit der Erfassung der
Proben. Unter „Probeninformationen" sollen verstanden werden, Markierungen, wie beispielsweise Barcodes, die Informationen über die Proben enthalten, und/oder Markierungen, die zur Justage oder örtliche Bestimmungen dienen, und/oder Referenz- proben, die zur Kalibration, insbesondere Intensität und/oder Spektral, dienen.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Mikroskop zur Fluoreszenzanalyse, Fig. 2 einen Beleuchtungsträger des Mikroskops in einer perspektivischen Ansicht mit zwei in einer Explosionsansicht dargestellten Beleuchtungseinheiten,
5 Fig. 3 den Beleuchtungsträger aus Figur 2 in einer
Schnittdarstellung mit eingesetzten Beleuchtungseinheiten,
Fig. 4 den Beleuchtungsträger aus den Figuren 2 und 3 in einer Seitenansicht,
LO Fig. 5 einen von Einstrahlungsbereichen überdeckten
Probenbereich in einer schematischen Darstellung,
Fig. 6 einen schematisiert dargestellten Verfahrensablauf, L5 Fig. 7 eine Streueinheit in Alleinstellung und
Fig. 8 eine alternative Streueinheit in Alleinstellung.
.0 Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Mikroskop 2 zur Fluoreszenzanalyse bzw. ein Fluoreszenzanalysemikroskop mit einem Ständer 4, einem Ständerfuß 6, beispielsweise zur
15 Auflage auf einen Tisch, und einem Objektträger 8, in dessen zentraler Position zur Verdeutlichung ein Probenbereich 10 dargestellt ist. Der Objektträger 8 weist von elektrischen Kontakten und von Fluidanschlüssen gebildete Anschlüsse 94 auf, insbesondere zur Versorgung von Proben. Oberhalb des
30 Probenbereichs 10 ist ein Beleuchtungsmodul 12 zur Beleuchtung des Probenbereichs 10 positioniert und darüber eine Ka- mera 14 und eine Steuereinheit 16, die von dem Mikroskop 2 automatisch durchführbare Verfahren steuert und eine Bildverarbeitung zur Analyse aufgenommener Bilder des Probenbereichs 10 umfasst. Die Steuereinheit 16 ist dazu vorgesehen, erfass-
5 te Bilddaten auszuwerten, um anschließend über eine schematisch dargestellte Ausgabeeinheit 92 Endergebnisse ausgeben zu können. Die von einer Recheneinheit gebildete und in der Kamera 14 integrierte Steuereinheit 16 weist eine Prozessoreinheit 66 und eine Speichereinheit 68 mit einer darin ge-
LO speicherten Betriebssoftware auf. Oberhalb der Steuereinheit 16 ist ein Okular 18 angeordnet, um einem Bediener einen direkten Blick auf den Probenbereich 10 zu gewähren.
Das Beleuchtungsmodul 12 umfasst einen in Figur 2 in einer .5 perspektivischen Ansicht dargestellten Beleuchtungsträger 20 zur Aufnahme von 16 Beleuchtungseinheiten 22a, 22b, von denen in Figur 2 nur zwei gezeigt sind. Die Beleuchtungseinheiten 22a, 22b sind jeweils an dafür vorbereiteten Aufnahmebereichen 24 angeordnet und mit zwei Schrauben in Schraublöchern !0 26 jeweils am Aufnahmebereich 24 gehalten. Zentral durch den Beleuchtungsträger 20 hindurchgeführt ist ein Kanal 28 für einen Detektionsstrahlengang 30 (siehe Figur 3) vom Probenbereich 10 zur Kamera 14.
!5 Der Beleuchtungsträger 20 und die daran angeordneten Beleuchtungseinheiten 22a, 22b sind in Figur 3 geschnitten dargestellt. In den Kanal 28 ist ein Kamerahalter 32 mit einer schematisch dargestellten, telezentrischen Emissionsoptik 34 eingeführt, in den die in Figur 2 nicht dargestellte Kamera
10 14 eingesteckt ist. Der Kamerahalter 32 umfasst in seinem Inneren eine schematisch dargestellte, von einer Autofokusein- heit 36 gebildete Justageeinheit mit einem Motor 38, durch die eine Linse 40 parallel zum Detektionsstrahlengang 30 nach oben oder unten zur Fokussierung auf den Probebereich 10 bzw. eine darin angeordnete Probe bewegt werden kann und eine Jus- tage einer Position der Probe relativ zu einem optischen Sensor der Kamera 14 erreicht werden kann. Die Autofokuseinheit 36 wird durch die Steuereinheit 16 gesteuert. Der Beleuchtungsträger 20 ist aus Kunststoff ausgeführt und mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens einstückig hergestellt. Er trägt alle ringförmig bzw. kegelförmig um den Detektionsstrahlengang 30 angeordneten Beleuchtungseinheiten 22a, 22b. Zusätzlich weist das Mikroskop eine schematisch dargestellte automatisierte mechanische Justageeinheit 64 mit Führungsschienen und nicht näher dargestellten Aktuatoreinheiten zur Justage einer Position der Probe relativ zum optischen Sensor der Kamera 14 auf. Mittels der Justageeinheit 64 können die Kamera 14 und das Beleuchtungsmodul 12 automatisiert relativ zur Probe bewegt werden, und zwar parallel und quer zum Detektionsstrahlengang 30. Die Justage mittels der Autofokuseinheit 36 und der mechanischen Justageeinheit 64 erfolgt während des Betriebs in Echtzeit, d.h. unmittelbar vor und/oder während einer Erfassung von Messdaten. Mittels der mechanischen Justageeinheit 64 können die Kamera 14 und die Beleuchtungseinheiten 22a, 22b zum Abscannen der Probe über die Probe, ge- steuert von der Steuereinheit 16, bewegt werden.
Die jeweils acht Beleuchtungseinheiten 22a, 22b sind - wie in Figur 4 dargestellt ist - in zwei Kegelanordnungen um den Detektionsstrahlengang 30 herumgeführt, wobei der Detekti- onsstrahlengang 30 in der Kegelachse der Kegelanordnungen liegt. Hierbei kommt die gedachte Kegelspitze einer der Ke- gelanordnungen oberhalb und die gedachte Kegelspitze der anderen Kegelanordnung unterhalb des Beleuchtungsträgers 20 zu liegen. Die Kegelflächen der beiden Kegelanordnungen sind rechtwinklig zueinander ausgeführt. Zwischen den Kegelanord- nungen sind Kühlrippen 42 zur Kühlung des Beleuchtungsträgers 20, die die von Beleuchtungsquellen 44a, 44b, Linsen 46 und Spektralfiltern 48 erzeugte Wärme an die Umgebung des Beleuchtungsträgers 20 abführen. Die Linsen 46 bilden passive Optikmittel zur Homogenisierung einer Beleuchtungsintensität, und zwar, indem diese speziell an einen Einfallswinkel des Beleuchtungsstrahlengangs angepasste Oberflächenkonturen und/oder holographisch hergestellte Mikrostrukturen aufweisen.
Von den Beleuchtungsquellen 44a, 44b zum Probenbereich 10 führt jeweils ein Beleuchtungsstrahlengang 50a, 50b. Die Beleuchtungsstrahlengänge 50a, 50b werden in einem Einkoppelspiegel 52 zum Probenbereich 10 hin vereinigt. Hierbei bildet jeweils eine Beleuchtungseinheit 22a mit einer in Richtung des Detektionsstrahlengangs 30 gegenüber angeordneten Beleuchtungseinheit 22b eine Doppeleinheit, deren Strahlengänge 50a bzw. 50b durch den Einkoppelspiegel 52 zusammengeführt sind. Im Einkoppelspiegel 52 treffen die Beleuchtungsstrahlengänge 50a, 50b rechtwinklig aufeinander.
Die Beleuchtungsstrahlengänge 50a, 50b sind - nach ihrer Vereinigung im Einkoppelspiegel 52 - ringförmig und in gleichem Winkel zum Probenbereich 10 angeordnet. Sie sind von den Beleuchtungsquellen 44a, 44b bis zum Probenbereich 10 vollstän- dig separat zum Detektionsstrahlengang 30 geführt. Außerdem sind die Beleuchtungsstrahlengänge 50a aller Beleuchtungsein- heiten 22a von den Beleuchtungsquellen 44a bis zum Probenbereich 10 vollständig separat voneinander geführt.
Die Beleuchtungsquellen 44a, 44b sind Licht emittierende Dio- 5 den (LEDs) , wobei jede Beleuchtungseinheit 22a, 22b jeweils eine LED aufweist. Zur Verbesserung des unten beschriebenen Verfahrens zur gleichmäßigen Ausleuchtung des Probenbereichs 10 können in jeder Beleuchtungseinheit 22a, 22b jeweils mehrere LEDs, insbesondere in einer Ebene senkrecht zu den Be- LO leuchtungsstrahlengängen 50a, 50b, angeordnet sein. Alternativ und/oder zusätzlich zu herkömmlichen LEDs können Laser- Dioden und/oder Festkörperlaser eingesetzt werden.
Die in ihrer Geometrie gleich ausgeführten Beleuchtungsein-
L5 heiten 22a, 22b sind in den Beleuchtungsträger 20 eingesteckt und dort verschraubt. Die Beleuchtungsquellen 44a sind zumindest teilweise verschieden ausgeführt und strahlen im Betrieb in verschiedenen Wellenlängenbereichen ab. Ferner sind die Beleuchtungsquellen 44b zumindest teilweise verschieden aus-
.0 geführt und strahlen im Betrieb in verschiedenen Wellenlängenbereichen ab. Grundsätzlich könnten die Beleuchtungsquellen 44a der Beleuchtungseinheiten 22a gleich ausgeführt sein und im gleichen Wellenlängenbereich abstrahlen. Das Gleiche gilt für die Beleuchtungsquellen 44b der Beleuchtungseinhei-
15 ten 22b. Ferner sind die Beleuchtungsquellen 44b zweckmäßigerweise zumindest teilweise in ihrem Spektralbereich unterschiedlich zu den Beleuchtungsquellen 44a ausgeführt, um durch die Einkopplung der Beleuchtungsstrahlengänge 50b in die Beleuchtungsstrahlengänge 50a mit Hilfe des Einkoppel-
50 spiegeis 52 die Einkoppelverluste zu minimieren. Die Beleuchtungsquellen 44a, 44b sind in mehr als zwei Spektralbereiche aufzuteilen, um simultan und/oder auch sequentiell mehrere Fluoreszenzanalysen durchführen zu können. Hierbei sind insbesondere mindestens vier Farben bzw. unterschiedliche Spektralbereiche von Vorteil, um gleichzeitig mehrere Analysen durchführen zu können und zusätzlich genügend Beleuchtungsquellen 44a, 44b pro Farbe zur Verfügung zu haben, um den Probenbereich 10 mit dem unten beschriebenen Verfahren gleichmäßig ausleuchten zu können. Hierzu sind die Beleuchtungsquellen 44a, 44b durch die Steuereinheit 16 separat an- steuerbar. Die Spektralfilter 48 sind in ihrem Spektralbereich auf die Beleuchtungsquellen 44a, 44b abgestimmt. Der Einkoppelspiegel 52 ist für Strahlung des Spektralbereichs der Beleuchtungsquellen 44a transmittierend und für Strahlung des Spektralbereichs der Beleuchtungsquelle 44b reflektierend ausgeführt. Im Kanal 28 ist zudem ein auf die Strahlenquellen abgestimmter Multibandpassemissionsfilter 60 angeordnet.
Ferner weist das Mikroskop 2 in Lichtstrahlrichtung nach den Beleuchtungsquellen 44a, 44b angeordnete Streueinheiten 96 mit Optikmitteln 100, 102 auf. Die Optikmittel 100 werden von sphärischen Mikrolinsen oder von holographisch erstellten Optikmitteln gebildet, während die Optikmittel 102 von halbzy- linderförmigen Mikrolinsen gebildet werden, deren Zylinderachse 108 durch eine optische Achse 106 der Streueinheit verlaufen und dazu vorgesehen sind, eine Strahlaufweitung durch die Streueinheit 96 zu vermeiden (Figur 7). Ausgehend von der optischen Achse 106 der Streueinheit 96 sind in radialer Richtung unterschiedliche Optikmittel 100, 102 angeordnet, und zwar sind die Optikmittel 100 innerhalb eines Radius Rl und die Optikmittel 102 außerhalb des Radius Rl bzw. in einem äußeren Randbereich zwischen dem Radius Rl und einem Radius der Streueinheit 96 angeordnet.
In Figur 8 ist eine alternative Streueinheit 98 mit kegelförmigen Optikmitteln 104 dargestellt, deren Kegel- bzw. Mittelachse 110 durch eine optische Achse 106' der Streueinheit 98 verläuft und sich ausgehend von der optischen Achse 106' bis zum Rand der Streueinheit 98 erstreckt. Die Optikmittel 104 sind entsprechend den Optikmitteln 102 dazu vorgesehen, eine Strahlaufweitung, hervorgerufen durch die Streueinheit 98, zumindest zu reduzieren bzw. zu vermeiden.
Zum Kalibrieren des Mikroskops 2 wird eine bekannte Standardprobe 54 (siehe Figur 5) in den Probenbereich 10 eingebracht. Diese Standardprobe 54 enthält Strukturen, die durch die Bildverarbeitung der Steuereinheit 16 erkannt werden, wodurch in einem Autofokusverfahren die Autofokuseinheit 36 angesteu- ert, die Linse 40 optimal positioniert und die Standardprobe 54 fokussiert wird. Anschließend wird die Standardprobe 54 bzw. der Probenbereich 10 durch einige oder alle der Beleuchtungseinheiten 22a, 22b beleuchtet.
Beispielsweise strahlen alle Beleuchtungsquellen 44a in einem Spektralbereich bzw. mit einer Farbe, und alle Beleuchtungsquellen 44b in einem anderen Spektralbereich. In diesem Fall wird beispielsweise zuerst die Standardprobe 54 mit den Beleuchtungsquellen 44a beleuchtet. Jede Doppeleinheit aus je- weils einer Beleuchtungseinheit 22a, 22b beleuchtet nun den Probenbereich 10 mit einem Beleuchtungsfeld 56, so dass der Probenbereich 10 mit acht sich überdeckenden Beleuchtungsfeldern 56 beleuchtet ist. Die Standardprobe 54 wird von der Bildverarbeitung der Steuereinheit 16 auf ihre Helligkeit hin untersucht, wobei z.B. festgestellt wird, dass ein Teilbereich 58 des Probenbereichs 10 nur ungenügend beleuchtet ist. Nun werden diejenigen Beleuchtungsfelder 56, die den Teilbe- reich 58 zumindest teilweise überdecken, relativ zu den anderen Beleuchtungsfeldern 56 in der Weise heller beleuchtet, dass der Teilbereich 58 im Verhältnis zum gesamten Probenbereich 10 in einer erwünschten Weise beleuchtet wird, so dass nunmehr der gesamte Probenbereich 10 wie gewünscht gleichmä- ßig ausgeleuchtet ist. Anschließend wird die Standardprobe 54 mit allen Beleuchtungsquellen 44b beleuchtet, die die gleichen Beleuchtungsfelder 56 wie die Beleuchtungsquellen 44a erzeugen, und das Verfahren wird für diese Beleuchtungsquellen 44b analog durchgeführt. Das Verfahren zum Kalibrieren kann jedoch auch für mehrere verwendete Spektralbereiche gleichzeitig durchgeführt werden.
Bei Verwendung mehrerer LEDs pro Beleuchtungseinheit 22a, 22b kann jedes Beleuchtungsfeld 56 nicht nur insgesamt, sondern auch regional in seiner Helligkeit variiert werden, wodurch der gesamte Probenbereich 10 mit Hilfe des Kalibrierverfahrens besonders gleichmäßig ausgeleuchtet werden kann.
Mit der so erreichten Kalibrierung der Ausleuchtung des Pro- benbereichs 10 können mit dem Mikroskop 2 quantitative Auswertungen besonders zuverlässig reproduzierbar und einfach durchgeführt werden.
Die Steuereinheit 16 ist dazu vorgesehen, mittels der Kamera einen Prozess zu überwachen, und zwar vor und während eines Markierprozesses mittels Farbstoffen Bilddaten zu erfassen und während und/oder nach der Überwachung erkannte Störeffekte zumindest teilweise mittels eines Algorithmus zu eliminieren. Ferner ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, anhand eines auf einer Probe angeordneten Referenzobjekts 62 - wie 5 dies in Figur 5 angedeutet ist, und/oder anhand eines auf dem Objektträger 8 von einer Probe getrennten Referenzobjekts 62' eine Kalibrierung durchzuführen.
In Figur 6 ist ein schematisiert dargestellter Verfahrensab-
LO lauf beispielhaft dargestellt. In einem Verfahrensschritt 70 wird eine Probe in den Probenbereich 10 eingelegt. Anhand eines an der Probe angeordneten Referenzobjekts 62 wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt 72 eine Kalibrierung durchgeführt. Anschließend werden in einem Verfahrensschritt
L5 74 vor einer Markierung der Probe mit Farbstoffen Bilddaten von der Probe erfasst, um anschließend in einem Verfahrensschritt 76 erkannte Störeffekte softwaretechnisch zu eliminieren. In dem Verfahrensschritt 74 werden zudem seitlich neben der Probe angebrachte Probeninformationen erfasst.
>0
In einem Verfahrensschritt 78 wird die Probe mit Farbstoffen markiert. Anschließend werden in einem Verfahrensschritt 80 die Beleuchtungseinheiten 22a, 22b aktiviert, deren spektrale Eigenschaften außerhalb der Absorbanzbereiche der bei der
15 Probe eingesetzten Farbstoffe liegen, und es werden messoptimierende Einstellungen vorgenommen. In einem Verfahrensschritt 82 wird die Probe mit auf einen ersten Farbstoff abgestimmten Beleuchtungsquellen 44a, 44b mit einem ersten Wellenlängenbereich bestrahlt, Bilddaten werden erfasst und es
JO wird die Anzahl von mit dem ersten Farbstoff gekennzeichneten Zellen der Probe ermittelt. In einem Verfahrensschritt 84 wird die Probe mit auf einen zweiten Farbstoff abgestimmten Beleuchtungsquellen 44a, 44b mit einem zweiten, vom ersten Wellenlängenbereich differierenden Wellenlängenbereich bestrahlt, Bilddaten werden er- fasst und es wird die Anzahl von mit dem zweiten Farbstoff gekennzeichneten Zellen der Probe ermittelt.
Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt 86 die Probe gleichzeitig mit Beleuchtungsquellen 44a, 44b mit den differierenden Wellenlängenbereichen bestrahlt, um die Gesamtanzahl der markierten Zellen zu erfassen. Anschließend werden die erfassten Daten innerhalb der Steuereinheit 16 in einem Verfahrensschritt 88 ausgewertet und in einem Verfahrensschritt 90 wird ein Endergebnis der durchgeführten Analy- se mittels der schematisch angedeuteten Ausgabeeinheit 92 ausgegeben. Anstatt einer Erfassung von Bilddaten in den Verfahrensschritten 82 bis 86 bei ruhender Kamera 14, kann dieselbe mittels der mechanischen Justageeinheit 64 während der Erfassung von Bilddaten manuell und/oder auch vorteilhaft au- tomatisiert über die Probe bewegt werden. Grundsätzlich sind jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Abläufe denkbar.
13.06.06 Bezugszeichen
2 Mikroskop 50b Beleuchtungsstrahlen¬
4 Ständer gang
6 Ständerfuß 52 Einkoppelspiegel
8 Objektträger 54 Standardprobe
10 Probenbereich 56 Beleuchtungsfeld
12 Beleuchtungsmodul 58 Teilbereich
14 Kamera 60 Multibandpassemissions
16 Steuereinheit filter
18 Okular 62 Referenzobj ekt
20 Beleuchtungsträger 64 Justageeinheit
22a Beleuchtungseinheit 66 Prozessoreinheit
22b Beleuchtungseinheit 68 Speichereinheit
24 Aufnahmebereich 70 Verfahrensschritt
26 Schraubenloch 72 Verfahrensschritt
28 Kanal 74 Verfahrensschritt
30 Detektionsstrahlengang 76 Verfahrensschritt
32 Kamerahalter 78 Verfahrensschritt
34 Emissionsoptik 80 Verfahrensschritt
36 Autofokuseinheit 82 Verfahrensschritt
38 Motor 84 Verfahrensschritt
40 Linse 86 Verfahrensschritt
42 Kühlrippe 88 Verfahrensschritt
44a Beleuchtungsquelle 90 Verfahrensschritt
44b Beleuchtungsquelle 92 Ausgabeeinheit
46 Linse 94 Anschlüsse
48 Spektralfilter 96 Streueinheit
50a Beleuchtungsstrahlen98 Streueinheit gang 100 Optikmittel 102 Optikmittel
104 Optikmittel
106 Achse
108 Achse
110 Achse
R Radius
Rl Radius

Claims

13.06.06Ansprüche
1. Mikroskop (2), insbesondere Fluoreszenzanalysemikroskop, mit einem Beleuchtungsträger (20) und daran angeordneten Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) zur Auflichtbeleuchtung eines Probenbereichs (10), d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , d a s s mindestens drei Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) zur gleichzeitigen Auflichtbeleuchtung des Probenbereichs (10) aus unterschiedlichen Richtungen am Beleuchtungsträger (20) angeordnet sind.
2. Mikroskop (2) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) gleich ausgeformt und an mehreren dafür vorbereiteten Aufnahmebereichen (24) des Beleuchtungsträgers (20) angeordnet sind.
3. Mikroskop (2) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s am Beleuchtungsträger (20) mindestens vier Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) angeordnet sind, deren Beleuchtungsstrahlengänge (50a, 50b) ringförmig zum Probenbereich (10) angeordnet sind.
4. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der
Beleuchtungsträger (20) einen Kanal für einen Detektions- strahlengang (30) vom Probenbereich (10) zu einer Kamera (14) bildet.
5. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Detektions- strahlengang (30) vom Probenbereich (10) zu einer Kamera (14), wobei der Beleuchtungsträger (20) ringförmig um den De- tektionsstrahlengang (30) angeordnet ist.
6. Mikroskop (2) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Beleuchtungseinhei- ten (22a, 22b) in zwei Kegelanordnungen am Beleuchtungsträger (20) angeordnet sind.
7. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zu- mindest zwei Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) eine Doppeleinheit bilden, deren Beleuchtungsstrahlengänge (50a, 50b) durch einen Einkoppelspiegel (52) zusammengeführt sind.
8. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen vom Probenbereich (10) zu einer Kamera (14) reichenden Detektionsstrah- lengang (30) und einen von einer Beleuchtungseinheit (22a, 22b) zum Probenbereich (10) reichenden Beleuchtungsstrahlengang (50a, 50b) , wobei der Detektionsstrahlengang (30) und der Beleuchtungsstrahlengang (50a, 50b) vollständig separat voneinander geführt sind.
9. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Auflichtbeleuchtung jeweils entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs (50a, 50b) von einer Beleuchtungseinheit (22a, 22b) 5 zum Probenbereich (10) erfolgt und die Beleuchtungsstrahlengänge (50a, 50b) vollständig separat voneinander geführt sind.
10. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) jeweils eine Beleuchtungsquelle (44a, 44b) mit zumindest einer LED umfassen.
11. Mikroskop (2) mit einer Kamera (14) und mit einer Re- L5 cheneinheit, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, mittels der Kamera (14) einen Prozess zu überwachen.
20 12. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zumindest zwei Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) Beleuchtungsquellen (44a, 44b) aufweisen, die im Betrieb mit verschiedenen Wellenlängenbereichen strahlen. ?5
13. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t du r c h einen Multiband- passemissionsfilter (60).
14. Mikroskop (2) zumindest nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, während des Prozesses erkannte Störeffekte zumindest teilweise zu eliminieren.
5
15. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Recheneinheit, die dazu vorgesehen ist, anhand eines Referenzobjekts (62) eine Kalibrierung durchzuführen.
LO
16. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Recheneinheit, die dazu vorgesehen ist, erfasste Bilddaten auszuwerten.
L5
17. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine zumindest teilautomatisierte Justageeinheit (64) zur Justage einer Position einer Probe relativ zu einem optischen Sensor.
?0
18. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine zumindest im Wesentlichen telezentrische Emissionsoptik (34).
.5 19. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens ein passives Optikmittel zur Homogenisierung einer Beleuchtungsintensität .
20. Mikroskop (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t du r c h einen Objektträger
(8) mit Anschlüssen (94) .
21. Mikroskop (2) mit einer optischen Streueinheit (96, 98), die Optikmittel (100, 102, 104) umfasst, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Streueinheit (96, 98) wenigstens ein Optikmittel (102, 104) aufweist, das zumindest zur Reduzierung einer Strahlaufweitung der Streueinheit (96, 98) vorgesehen ist.
22. Mikroskop (2) nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Optikmittel (102, 104) eine durch eine optische Achse (106) der Streueinheit (96, 98) verlaufende Achse (108, 110) aufweist.
23. Mikroskop (2) nach Anspruch 21 oder 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Optikmittel (102, 104) im Wesentlichen zylindrisch, zylindersegmentför- mig, kegelförmig und/oder kegelsegmentförmig ausgebildet ist.
24. Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ausgehend von einer optischen Achse (106) der Streueinheit (96) in radialer Richtung unterschiedliche Optikmittel (100, 102) angeordnet sind.
25. Verfahren zum Kalibrieren eines Mikroskops (2), insbesondere eines Fluoreszenzanalysemikroskops, mit mehreren einen Probenbereich (10) aus verschiedenen Richtungen beleuchtenden Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) , bei dem eine bekann- te Probe beleuchtet, deren Bild von einer Bildverarbeitung ausgewertet, ein in unerwünschter Weise beleuchteter Teilbereich (58) des Probenbereichs (10) ermittelt und zumindest ein Beleuchtungsparameter einer der Beleuchtungseinheiten (22a, 22b) mittels einer aus der Ermittlung erhaltenen Vorga- be verändert wird.
26. Verfahren mit einem Mikroskop (2) zumindest nach dem O- berbegriff des Patentanspruchs 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t: , d a s s eine Probe bei einem Prozess sequentiell und/oder gleichzeitig mit zumindest zwei Beleuchtungsquellen (44a, 44b) mit verschiedenen Wellenlängenbereichen bestrahlt wird.
27. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und/oder insbesondere mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder nach einem der Ansprüche 25 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s vor einer Messung bei einer Probe eine Beleuchtungseinheit (22a, 22b) aktiviert wird, deren spektrale Eigenschaften zumindest im Wesentlichen außerhalb eines Absorbanzbereichs zumindest eines bei der Probe eingesetzten Farbstoffs liegen.
28. Verfahren mit einem Mikroskop (2) zumindest nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mittels der Kamera (14) ein Prozess einer Probe überwacht wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mittels der Kamera (14) vor und/oder während eines Markierprozesses mittels Farbstoffen Bilddaten erfasst werden.
30. Verfahren zumindest nach Anspruch 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s während und/oder nach der Überwachung erkannte Störeffekte zumindest teilweise eliminiert werden.
31. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Zell-basierte Analyse durchgeführt wird.
32. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Immunfluoreszenzanalyse durchgeführt wird.
33. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 32, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine genetische Analyse durchgeführt wird.
34. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 33, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zumindest ein wenigstens teilautomatisiertes Bio- und/oder Chemieverfahren eingesetzt wird.
35. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 34, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Anzahl von Elementen einer Probe ermittelt wird.
36. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 35, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zumindest eine Einheit des Mikroskops (2) bei einer Messung über eine Probe bewegt wird.
37. Verfahren mit einem Mikroskop (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und/oder insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein Teil der Abbildung und/oder des Messfelds zur Erfassung von Probeninformationen verwendet wird.
38. Verfahren nach Anspruch 37, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Probeninformationen gleichzeitig mit einer Probe erfasst werden.
EP06762028A 2005-06-13 2006-06-13 Mikroskop Withdrawn EP1894051A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005027312A DE102005027312A1 (de) 2005-06-13 2005-06-13 Mikroskop
PCT/EP2006/005665 WO2006133899A2 (de) 2005-06-13 2006-06-13 Mikroskop

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1894051A2 true EP1894051A2 (de) 2008-03-05

Family

ID=37103327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06762028A Withdrawn EP1894051A2 (de) 2005-06-13 2006-06-13 Mikroskop

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20090310213A1 (de)
EP (1) EP1894051A2 (de)
DE (1) DE102005027312A1 (de)
WO (1) WO2006133899A2 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004026093B4 (de) * 2004-05-25 2006-04-13 Leica Microsystems Cms Gmbh System und Verfahren zur Bildaufnahme und Bilddarstellung von Präparaten
US8296088B2 (en) 2006-06-02 2012-10-23 Luminex Corporation Systems and methods for performing measurements of one or more materials
US7852663B2 (en) 2008-05-23 2010-12-14 Seagate Technology Llc Nonvolatile programmable logic gates and adders
US7855911B2 (en) 2008-05-23 2010-12-21 Seagate Technology Llc Reconfigurable magnetic logic device using spin torque
US7834385B2 (en) * 2008-08-08 2010-11-16 Seagate Technology Llc Multi-bit STRAM memory cells
US8482970B2 (en) 2008-08-08 2013-07-09 Seagate Technology Llc Multi-bit STRAM memory cells
US8254021B2 (en) 2009-06-23 2012-08-28 Raytheon Canada Limited Method and apparatus for specimen illumination in a microscope
US8363317B2 (en) 2009-06-23 2013-01-29 Raytheon Canada Limited Method and apparatus for focusing a microscope
DE102009041183A1 (de) * 2009-09-11 2011-03-24 Carl Zeiss Imaging Solutions Gmbh Verfahren zum automatischen Fokussieren eines Mikroskops auf ein vorbestimmtes Objekt sowie Mikroskop zum automatischen Fokussieren
US20130170024A1 (en) * 2010-09-14 2013-07-04 Applied Precision, Inc. Oblique-illumination systems and methods
WO2012096619A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-19 Applied Precision, Inc. Systems and methods for camera-based image processing in microscopy instruments
DE102011055426A1 (de) 2011-11-16 2013-05-16 Sensovation Ag Mikroskopieverfahren zur Erkennung biologischer Zielobjekte
JP2013143329A (ja) * 2012-01-12 2013-07-22 Olympus Corp 照明装置
CN103777336B (zh) * 2012-10-22 2017-09-05 承奕科技股份有限公司 显微光学撷取装置用荧光辅具模组、基架及该装置
DE102014104518B4 (de) * 2014-03-31 2022-02-03 J & M Analytik Ag Multifunktionsmesskopf
JP2016120535A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 株式会社ディスコ 加工装置
US20170343476A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Molecular Devices, Llc Imaging system with oblique illumination
US11662316B2 (en) 2018-05-30 2023-05-30 Sony Corporation Fluorescence observation apparatus and fluorescence observation method
CN111464719A (zh) * 2019-01-21 2020-07-28 崔利 显微摄像头模块及具备该模块的便携终端

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8915535U1 (de) * 1989-03-02 1990-10-25 Carl Zeiss, 89518 Heidenheim Auflicht-Objektbeleuchtungseinrichtung
WO2003060443A1 (en) * 2001-12-21 2003-07-24 Spectral Dimensions, Inc. Spectrometric process monitoring
US7330305B2 (en) * 2002-04-26 2008-02-12 Optiscan Pty Ltd Laser scanning confocal microscope with fibre bundle return
US7173256B2 (en) * 2004-03-26 2007-02-06 Fox John S Fluorescent image calibration step wedge, and use thereof in illumination for fluorescent imaging and automatic exposure
JP5058815B2 (ja) * 2004-11-24 2012-10-24 バッテル メモリアル インスティチュート 細胞撮像用の光学システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006133899A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006133899A2 (de) 2006-12-21
DE102005027312A1 (de) 2006-12-14
US20090310213A1 (en) 2009-12-17
US20100302631A1 (en) 2010-12-02
WO2006133899A3 (de) 2007-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1894051A2 (de) Mikroskop
DE19914279C1 (de) Anordnung zum optischen Auslesen der Information von einem matrixförmigen Substrat mit einer Vielzahl von Einzelproben
DE19949029C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung einer Kulturflüssigkeit
DE69030733T2 (de) Zweifarben Kamera Mikroskop sowie Methodologie zur Anfärben von Zellen sowie Analyse
EP1949082B1 (de) Multispektrale beleuchtungsvorrichtung
DE69113960T2 (de) ATR-Objektiv und Verfahren zur Probenuntersuchung.
DE10004191A1 (de) Hochleistungs-Grossfeld-Rastermikroskop
DE112005001294T5 (de) Halbleiteroberflächenprüfungsvorrichtung sowie Beleuchtungsverfahren
EP3044567B1 (de) Küvette für eine inverse fluoreszenz-untersuchung
DE10017823A1 (de) Mikroskopische Beleuchtungsvorrichtung
DE102006036504A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Höhenprofils eines strukturierten Substrats
DE102014103640A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Untersuchen von Oberflächeneigenschaften
DE112012002316T5 (de) Makrobereichskamera für ein Infrarot(IR)-Mikroskop
EP3452857A1 (de) Beleuchtungsmodul für winkelselektive beleuchtung
DE19803106A1 (de) Konfokales Mikrospektrometer-System
DE102004016361B4 (de) Optisches Analysenmessgerät für Fluoreszenzmessungen an Multiprobenträgern
DE60205406T2 (de) Optisches zweiwellenlängen-fluoreszenzanalysegerät
DE102018218046A1 (de) Filtervorrichtung für ein Optikmodul für ein Chiplabor-Analysegerät, Optikmodul für ein Chiplabor-Analysegerät und Verfahren zum Betreiben eines Optikmoduls für ein Chiplabor-Analysegerät
DE19936999A1 (de) Anordnung zum Erfassen der Fluoreszenzstrahlung von matrixförmigen Probenträgern
DE19701703A1 (de) Mikroskopisches System zur Erfassung der Emissionsverteilung und Verfahren zu dessen Betrieb
EP3614130B1 (de) Vorrichtung zur ermittlung optischer eigenschaften von proben
DE202005020273U1 (de) Partikelanalysesystem
DE102005048188B4 (de) Verwendung einer Einrichtung zur Fluoreszenzphotometrie von in Durchflussküvetten befindlichen Flüssigkeiten mit Markern
DE10228477A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Spektraldetektors
DE102022202634A1 (de) Vorrichtung, Einrichtung und Verfahren zur Bestrahlung einer insbesondere biologischen Probe mit einem holografisch-optischen Bauelement

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080110

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20080421

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150225