具有显微镜的显微术布置及其操作方法技术

本发明专利技术涉及操作具有第一显微镜(1)和至少一个其他显微镜(3)的显微术布置(M)的方法，其中显微镜(1、3)各具有光轴(2.1、4.1)且光轴(2.1、4.1)不重合。根据本发明专利技术的方法包含步骤A至F，其中设定三维参考坐标系；将实施为接收且保持样品载体(7)的载体设备(6)引入到由光轴(2.1)相交的第一显微镜(1)的样品平面(9)中且引入到第一显微镜(1)的光轴(2.1)上；在光轴(2.1)上设定参考点(11)；将载体设备(6)递送到其他显微镜(3)，其中参考点(11)的当前坐标被连续捕获并且与其他显微镜(3)的光轴(4.1)的坐标比较；将参考点(11)带入到第二光轴(4.1)上。此外，本发明专利技术涉及显微术布置(M)。

【技术实现步骤摘要】
具有显微镜的显微术布置及其操作方法
本专利技术涉及操作具有第一显微镜和至少一个其他显微镜的显微术布置的方法，并且涉及显微术布置。
技术介绍
如果通过不同显微镜和/或不同显微术方法检查将要检查的样品，则当将样品从一个显微镜转移到其他显微镜时找到(寻回)将要检查的样品的区域(感兴趣区域，ROI)是有问题的。在对表示为“传统”的样品的显微镜检查的工作流程中，将所述样品放置在适当的载物体上并且相对于显微镜的光轴设定。随后，可以如果需要的话首先通过目镜，以低放大率和大视场(FoV)记录样品的概览图像，以便于识别样品的感兴趣区域(ROI)。随后，可以使用不同的检查方法(例如(荧光)对比方法、DIC(微分干涉对比)、偏振对比、相位对比、霍夫曼(Hoffmann)调制对比、暗场照明等)来检查样品。如果仅使用一个显微镜系统应该应用不同的检查方法，则该一个显微镜系统必须具有目镜束路径和至少一个照相机束路径。另外，需要例如反射的光和透射的光照明、物镜交换装置、滤光器交换装置、(多个)光瞳匹配(pupilengagement)、针对例如DIC(微分干涉对比)的部件等。用于显微镜的臂可以促进显微镜的倒置或正置布置。为了允许不同的检查方法的应用，臂需要其他例如用于激光扫描显微镜(LSM)、全内反射荧光显微镜(TIRF显微镜)、荧光方法(例如光漂白后荧光恢复；FRAP)的接口、光阑相关性的Vivatome、旋转盘、产生结构照明的单元(例如Apotome等)、或其组合。在这些系统中，样品实质上保持在相同位置处，并且所以可以使用不同物镜和/或方法来检查相同的样品区域。在此缺点是，许多接口或许多光学路径和切换装置不得不在照明侧和检测侧二者保持可用，以便于能够操作所有选择项(方法、模式)。此外，常规臂总是不得不具有例如物镜旋转器的物镜交换设备，以便于能够操作不同模式(例如，在提供概览图像和具有高分辨率的图像之间的变化)。自然而然地，相对于独立的、固定装配的物镜，这样的物镜交换设备对光学系统的稳定性有损害(所谓的偏移)。与其相比的是具有指定物镜布置的专用的显微术系统，其非常具体地设计用于诸如SPIM的一种检查方法。作为示例，这些不允许物镜交换。甚至诸如DIC、偏振对比等的替代性对比方法只可能在非常受限的范围使用这些物镜布置。如果使用专用检查方法且例如使用常规显微术二者来检查同一个样品，则采用相关联的方法(如从光和电显微镜术的组合已知的)是必要的。在此，将样品从专用系统运输到常规显微镜，反之亦然，会出现寻回样品中的ROI的问题。该进程还称为“穿梭和找到”。这可以或是使用非常精确制造的样品框(其形成参考坐标系)、或是通过有标记的样品容器(其例如具有列举的网格)来实行，基于其可以在相应的其他显微镜系统中寻回该期望位置。然而，该进程是耗时的且需要密集工作，并且不确保以令人满意的方式在模式之间快速且重复的交换。现有技术已经公开了实施为以不同检查方法检查样品的显微镜布置。DE102012014768B4已经描述了具有第一和第二成像光学单元的显微镜，该第一和第二成像光学单元彼此间隔开布置。它们用于使用第一照明辐射来将第一和第二物场成像到第一和第二像场中。另外，使用第二照明辐射将第三物场成像到第三像场中的第三成像光学单元是存在的。在此，第一、第二和第三物场布置在物平面中，第一和第二像场布置为在像平面中重叠。第一照明辐射的波长比第二照明辐射的波长更长。物场的中心位于直线上，并且第一和第二物场围绕第三物场。WO2014/173547涉及感兴趣的物体的多维定位的显微术方法和设备。在此，使用的是参考坐标系的至少两个参考标记，以便于确立在参考坐标系中关联物体的位置。因此确立的位置可以由第二显微镜使用，以便于重新定位物体。弗劳恩霍夫光电学、系统工程和图像开发研究所发布的新闻稿(于2014年1月24日所发布的新闻稿)已经公开了由机器人所操作的多个不同显微镜的显微术布置。机器人具有中央控制单元，并且以定位精确度将相应的样品转移至不同显微镜。
技术实现思路
本专利技术基于提出以不同检查方法来检查样品的替代项的目的，其中在检查方法之间变化的情况下促使精确地重新定位样品的感兴趣区域。同时，应该提出设备类型选项，以便于确保高的重新定位精确度。该目的通过具有关于精确重新定位选项的权利要求1的特征的方法、以及根据关于显微术布置的权利要求5来实现。有利的发展是从属权利要求的主题。该方法设计为操作具有第一显微镜和至少一个其他显微镜的显微术布置，其中显微镜中的每一个具有光轴且光轴不重合。根据本专利技术的方法包括步骤A至F。其他中间步骤可以在方法的其他配置中实行。在步骤A中，设定三维参考坐标系，其中第一显微镜的光轴范围的坐标和其他显微镜的其他光轴范围的坐标是已知或已确立的。已知或已确立的坐标储存并且用作参考轴线。作为示例，借助以下方式设定参考坐标系：与参考坐标系的轴线之一重合的第一显微镜的光轴，和光轴与第一显微镜的物镜的前置镜头相交的点，例如该点设定为参考坐标系的限定点，例如零点或原点。如果显微术布置恰好具有两个显微镜，则其他显微镜是第二存在显微镜。相比之下，如果存在多于两个显微镜，则其他显微镜是接下来将要使用的显微镜。这无须必需是在空间上最靠近第一显微镜的显微镜。可以以本领域技术人员已知的方式来捕获并且储存光轴中的一个的范围的坐标。作为示例，范围的坐标表示为矢量(点和方向)。当第一物镜在第一显微镜中位于工作位置时，第一光轴由第一物镜给定，并且所以通过第一物镜捕获或可捕获样品的图像数据。因此，由位于工作位置中的其他显微镜的其他物镜来给定的第二光轴。步骤B中，将实施为接收且保持样品载体的载体设备引入到由第一光轴相交的第一显微镜的样品平面中并且引入到第一显微镜的光轴上。为了实行该方法，将要成像的物体，例如样品，优选地布置在样品载体中或样品载体上。样品平面是相应显微镜或当前所用的物镜的本质特征并且优选地由显微镜的相应焦平面给定。步骤C包含设定与光轴重合的参考点以及确立已设定的参考点的坐标。步骤D中，将载体设备递送到其他显微镜，其中参考点的当前坐标被连续捕获并且与其他显微镜的光轴的坐标比较。步骤E中，取决于通过在参考点的当前坐标和其他显微镜的光轴的坐标之间比较而确立的差异而生成控制命令，步骤F中通过该控制命令控制载体设备的其他递送运动，使得以参考点与其他光轴重合的方式来定位载体设备。本专利技术的核心构想由连续捕获载体设备的坐标构成，并且由此可选地由样品的坐标构成。这确保了样品从不离开参考坐标系，并且确保了可以寻回样品的每个区域并且将其作为目标，而不用特别标记和/或“穿梭和找到”的含义内的方法。如果以非常短间隔(特别地每秒若干次)捕获坐标，则提供坐标的连续捕获。作为示例，以每秒至少五个、十个、二十个、五十个、一百个或一千个捕获的频率来实行捕获。作为示例，可以取决于载体设备的移位速度来选择并且调整连续捕获的频率。因此，在低移位速度的情况下，还可以选择低捕获频率，反之亦然。连续捕获还可以通过以下来实现：通过载体设备的计数运动单元，例如借助于致动器的依赖于旋转方向的旋转和/或步进电机的依赖于方向的步骤被捕获、评估并且必要的话被储存。该构想特别地有利于将需要非常特定光学或机械布置的显微术方法与常规方法结合。因此，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作显微术布置(M)的方法，所述显微术布置(M)具有第一显微镜(1)和至少一个其他显微镜(3)，其中所述显微镜(1、3)中的每一个具有光轴(2.1、4.1)且所述光轴(2.1、4.1)不重合，所述方法包含：‑步骤A，其中设定三维参考坐标系，其中所述第一显微镜(1)的光轴(2.1)的范围的坐标和所述其他显微镜(3)的其他光轴(4.1)的范围的坐标是已知或已确立的并且用作参考轴线；‑步骤B，其中将实施为接收且保持样品载体(7)的载体设备(6)引入到由所述光轴(2.1)相交的所述第一显微镜(1)的样品平面(9)中并且引入到所述第一显微镜(1)的光轴(2.1)上；‑步骤C，其中设定与所述光轴(2.1)重合的参考点(11)并且确立所述参考点(11)的坐标；‑步骤D，其中将所述载体设备(6)递送到所述其他显微镜(3)，其中所述参考点(11)的当前坐标被连续捕获并且与所述其他显微镜(3)的光轴(4.1)的坐标比较；‑步骤E，其中取决于通过在所述参考点(11)的当前坐标和所述其他显微镜(3)的光轴(4.1)的坐标之间比较而确立的差异，生成控制命令。‑步骤F，其中所述载体设备(6)的其他递送运动通过所述控制命令来控制，使得以所述参考点(11)与所述其他光轴(4.1)重合的方式来定位所述载体设备(6)。...

【技术特征摘要】
2017.08.15 DE 102017214189.11.一种操作显微术布置(M)的方法，所述显微术布置(M)具有第一显微镜(1)和至少一个其他显微镜(3)，其中所述显微镜(1、3)中的每一个具有光轴(2.1、4.1)且所述光轴(2.1、4.1)不重合，所述方法包含：-步骤A，其中设定三维参考坐标系，其中所述第一显微镜(1)的光轴(2.1)的范围的坐标和所述其他显微镜(3)的其他光轴(4.1)的范围的坐标是已知或已确立的并且用作参考轴线；-步骤B，其中将实施为接收且保持样品载体(7)的载体设备(6)引入到由所述光轴(2.1)相交的所述第一显微镜(1)的样品平面(9)中并且引入到所述第一显微镜(1)的光轴(2.1)上；-步骤C，其中设定与所述光轴(2.1)重合的参考点(11)并且确立所述参考点(11)的坐标；-步骤D，其中将所述载体设备(6)递送到所述其他显微镜(3)，其中所述参考点(11)的当前坐标被连续捕获并且与所述其他显微镜(3)的光轴(4.1)的坐标比较；-步骤E，其中取决于通过在所述参考点(11)的当前坐标和所述其他显微镜(3)的光轴(4.1)的坐标之间比较而确立的差异，生成控制命令。-步骤F，其中所述载体设备(6)的其他递送运动通过所述控制命令来控制，使得以所述参考点(11)与所述其他光轴(4.1)重合的方式来定位所述载体设备(6)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，-步骤D中，将所述参考点(11)的坐标与目标在所述其他显微镜(3)的光轴(4.1)上的目标点(12)的设定点坐标比较；-步骤E中，取决于通过在所述参考点(11)的当前坐标和所述目标点(12)的坐标之间比较而确立的差异，生成控制命令；并且-步骤F中，所述载体设备(6)的其他递送运动通过所述控制命令来控制，使得以所述参考点(11)与所述目标点(12)重合的方式来定位所述载体设备(6)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，-步骤C中，捕获物体区域的图像数据并且将所述参考点(11)设定在捕获的物体区域内，其中所述物体区域的坐标是已知或已确立的并且被储存；并且-在步骤F之后，其他物体区域的图像数据通过所述其他显微镜(3)来捕获，其中所述参考点(11)位于所述其他物体区域中。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述图像数据的捕获之前或期间，沿着所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T卡尔克布伦纳，S佩尔甘德，J西本摩根，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