本发明专利技术涉及一种用于光片显微技术的设备。这种设备包括用于容纳位于介质(2)中的样本(3)的样本容器(1)。样本容器(1)相对于平面形参照面被对齐。该设备还包括具有照明物镜(6)的照明光学系统，用于以光片照明样本(3)，其中，照明物镜(6)的光学轴线(7)与光片位于这样的平面中，该平面与参照面的法线围成不等于0的照明角度(β)，以及具有检测物镜(8)的检测光学系统，检测物镜(8)的光学轴线(9)与参照面的法线围成不等于0的检测角度(δ)。在这种设备中设有包括一个或多个厚度预定且材料预定的层的分离层系统，用于将样本(3)位于其中的介质(2)与照明物镜(6)和检测物镜(8)空间分离，其中，该分离层系统以平行于参照面的边界面(11)至少在对于照明物镜(6)和检测物镜(8)为照明和探测可到达的区域中接触介质(2)。在此，照明角度(β)和检测角度(δ)是借助检测物镜(8)或照明物镜(6)的数值孔径(NAD，NAB)来预先给定的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于光片显微技术的设备 本专利技术涉及一种用于光片显微技术的设备。这种设备包括用于容纳位于介质中的 样本的样本容器，其中，样本容器相对于平面形参照面被对齐。该设备还包括具有照明物镜 的照明光学系统，用于以光片照明样本，其中，照明物镜的光学轴线与光片位于这样的平面 中，该平面与参照面的法线围成不等于0的照明角度β。该设备还包括具有检测物镜的检 测光学系统，检测物镜的光学轴线与参照面的法线围成不等于〇的检测角度S。照明物镜 和检测物镜在此也可以构建为所谓的双物镜，如例如在ΕΡ 0 866 993 Β1中所描述的那样。 两个物镜于是综合在共同的结构单元中，于是，各个光学系统，即物镜及其所属的光路和位 于其中的光学元件，共享一些元件。 这种设备尤其在检查生物样本时使用，在该检查中，以光片照明样本，光片的平面 与检测的光轴线以不等于0的角度相交。通常在此，光片与通常为检测物镜的光轴线的检 测方向围成直角。借助该也称作SPIM(Selective Plane Illumination Microscopy选择 性平面照明显微镜）的技术可以在较短时间中也建立较厚样本的空间记录。基于光学剖切 结合在垂直于剖面的方向上的相对运动，可以以图像方式、空间延展地示出样本。 SP頂技术优选用于荧光显微镜，在那里该技术也称作LSFM (Light Sheet Fluorescence Microscopy光片焚光显微镜）。相对于诸如共焦激光扫描显微镜或二光子 显微镜的其它已知方法而言，LSFM技术具有多个优点：因为检测可以在宽视场中进行，所 以可以采集更大的样本区域。虽然分辨率比共焦激光扫描显微镜小一些，但是用LSFM技术 还可以分析更厚的样本，因为进入深度更大。此外，在该方法中，样本的光负荷是最小的，这 尤其降低了使样本褪色的风险，因为样本仅通过与检测方向成不为〇的角度的薄光片被照 射。 在此，不仅能使用例如借助圆柱透镜产生的静态光片，还能使用准静态光片。该准 静态光片可以通过用于光束迅速扫描样本的方式来产生。通过使光束经历相对于待观察样 本的极为快速的相对运动以及在此时间上相继地多次连续进行，形成了光片状的照明。在 此，将其上的传感器最终成像样本的相机的积分时间（Integrationszeit)选择为使得扫 描在积分之间内完成。替代具有2D阵列的相机，还可以使用结合检测光学系统中的重新扫 描（Rescan)的阵列传感器。该检测还可以共焦地进行。 SP頂技术如今在文献中被多次描述，例如在DE 102 57 423 A1和基于其的TO 2004/053558 A1 中或者在概览性文章"Selective Plane Illumination Microscopy Techniques in Developmental Biology发育生物学中的选择性平面照明显微镜技术"， J. Huisken 等著，发表于 2009 年，杂志 Development，136 卷，1963 页中。 光片显微镜的主要应用之一在于成像平均尺寸的、大小为100 ym至数毫米的有 机体。通常，这些有机体嵌入在琼脂糖凝胶中，其又位于玻璃毛细管中。玻璃毛细管被从上 方或下方引入到装有水的样本室中，并且将样本从毛细管中挤出一段。用光片照明琼脂糖 中的样本，并且用垂直于光片和由此也垂直于光片光学系统的检测物镜将荧光在照相上成 像。光片显微镜的该方法具有三个大不利。首先，待检查的样本比较大，它源自发育生物 学。此外，由于样本准备和样本室的尺寸，光片较厚并且由此限制了可达到的轴向分辨率。 再者，样本准备是麻烦的，与在荧光显微镜用于检查单个细胞时常用的标准样本准备和标 准样本保持也不兼容。 为了能够至少部分地避开这些限制，近年来实现了 SP頂结构，其中照明物镜和检 测物镜相互垂直，并且分别以45°的角度从上方指向样本。如果例如将样本保持部位于其 上的桌面或者另一水平面看做参照面，则照明角度β和检测角度δ分别为45°。这种结 构例如在 W0 2012/110488 Α2 和在 W0 2012/122027 Α2 中被描述。 样本在这种结构中例如位于皮氏培养皿的底板上。该皮氏培养皿装有水，照明物 镜和检测物镜浸泡在该液体中，水也承担了浸没液体的功能。该方法提供了在轴向上较高 分辨率的优点，因为可以产生更薄的光片。由于该更高的分辨率，于是可以检查更小的样 本。样本准备也变得简单很多。然而，样本准备和样本保持还是非标准的，该标准如在荧光 显微学在单个细胞情况下如今适用。于是皮氏培养皿必须较大，以便将两个物镜都浸泡在 该培养皿中，而不撞到培养皿的边缘。微量滴定板，也称作多孔板是在生物学很多领域中 的标准并且恰也在对单个细胞的荧光显微学分析中使用，微量滴定板在所述方法中无法使 用，因为物镜不能以被浸到格栅状布置在板上的很小的凹处中。另一缺点在于，用该构造难 以短时内分析多个样本（高通量筛选技术），因为物镜在样本变更时必须被清洁，以避免不 同样本间的污染。 本专利技术的任务在于改进开头所述类型的用于光片显微技术的设备，使得尤其简化 对大量样本的分析，方法是，在两个样本间更换时有效避免交叉污染。 该任务在开头描述类型的用于光片显微技术的设备中这样解决，即，该设备包括 具有一个或多个厚度预定且材料预定的层的分离层系统，用于将样本位于其中的介质与照 明物镜和检测物镜空间分离。在此，该分离层系统以平行于参照面的边界面至少在对于照 明物镜和检测物镜为照明样本和检测来自样本的光而可到达的区域中与介质接触，完全地 或至少几乎完全地接触。照明角度β和检测角度S在此是借助检测物镜的数值孔径nad和照明物镜的nab预先给定的。该预先给定在此在如下意义下进行，即，部件相对于彼此布 置为使得在无需其它措施的条件下将所存在的像差最小化。当然，若容忍较大的像差还可 以设置其它角度，而成像质量将下降。 在最简单的情况下，分离层系统还可以仅由唯一的层构成，则该层也可是空气层， 其中，照明物镜和检测物镜构建为干燥物镜。然而分离层系统还可以包括多个层，例如玻璃 或塑料层，其作为薄膜或板将样本容器相对于两个物镜遮盖。在该玻璃或塑料层与物镜之 间于是存在空气层或者具有浸没液体的层，两个物镜与其接触。然而分离层系统还可以由 唯一的流体层构成，只要确保了该流体层不与样本位于其中的介质混合。该流体于是同样 可以用作浸没介质。 通过引入分离层系统，虽然可以有效地避免污染，但是由于照明和检测光是穿过 分离层系统的边界面到达样本位于其中的介质的，所以在为0. 3的低数值孔径的情况下就 会出现极端的成像误差如球面像差和慧差（Koma)。通过倾斜地穿过，增加了另外的不对称 像差，或者其它像差增强。为了将这些像差最小化，因此借助检测物镜或照明物镜的数值 孔径NAD、NAB预先给定照明角度β和检测角度δ。在此，以比检测物镜更大的角度布置具 有较低数值孔径的、通常为照明物镜的物镜。检测物镜很少会有比照明物镜更大的数值孔 径。也常使用对称的配置，其中将照明物镜和检测物镜相同地构造并且两个物镜与法线围 成相同的角度。理想的是，照明角度β和检测角度S之和总为90°。如果与此不同，例如 两个物镜可能以更小的角度布置，则该和小于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于光片显微技术的设备，包括：‑用于容纳位于介质(2)中的样本(3)的样本容器(1)，其中，所述样本容器(1)相对于平面形参照面被对齐，‑具有照明物镜(6)的照明光学系统，用于以光片照明样本(3)，其中，照明物镜(6)的光学轴线(7)与光片位于这样的平面中，该平面与参照面的法线围成不等于0的照明角度β，‑具有检测物镜(8)的检测光学系统，所述检测物镜(8)的光学轴线(9)与所述参照面的法线围成不等于0的检测角度δ，其特征在于，‑所述设备包括具有一个或多个厚度预定且材料预定的层的、用于将样本(3)位于其中的所述介质(2)与所述照明物镜(6)和所述检测物镜(8)空间分离的分离层系统，其中，该分离层系统以平行于所述参照面的边界面(11)至少在对于所述照明物镜(6)和所述检测物镜(8)为照明和检测可到达的区域中接触所述介质(2)，以及，‑所述照明角度β和所述检测角度δ是借助所述检测物镜(8)或所述照明物镜(6)的数值孔径(NAD，NAB)来预先给定的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J西本摩根，T卡尔克布伦纳，H利珀特，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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