显微镜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种显微镜，包括：带有第一光轴的形成为用于产生光片的照明物镜，和带有第二光轴的形成为用于检测从样本平面发出的光的检测物镜。照明物镜和检测物镜相互且相对于样本平面定向为使得第一光轴和第二光轴在样本平面内相交且相互形成基本上直角。光轴和与和样本平面正交地指向的参考轴形成不同于零的角度。此外，存在形成为用于样本平面的远场照明的概览照明设备，其具有带有第三光轴的照明光学器件，使得检测物镜提供且形成为用于检测光片的光以及照明光学器件的光。

【技术实现步骤摘要】
显微镜
本技术涉及光片显微镜。
技术介绍
光片显微镜主要用于其尺寸从数百微米至数毫米的中等尺寸的例如有机体的样本的成像。通常，这些样本嵌入到琼脂内且布置在玻璃毛细管内。为检查样本，将玻璃毛细管放置到填充以水的样本室内且将琼脂与样本成块地从玻璃毛细管压出。样本以光片照亮且以垂直于光片且因此也垂直于光片光学器件的的检测物镜将从样本发出的荧光成像到照相机上。用于光片显微镜(SPIM结构，单平面照明显微镜SinglePlaneIlluminationMicroscopy)的显微镜结构根据现有技术包括照明光学器件2和检测光学器件3(在后文中也称为SPIM物镜)，所述照明光学器件2和检测光学器件3与样本平面4成45°角度且相互垂直地从上方指向到样本平面4上(见图1a)。布置在样本平面4内的样本5例如处在形成为培养皿的样本保持部7的底部上。样本保持部7以例如水的液体8填充且两个SPIM物镜2、3在光片显微镜使用期间浸入到液体8内。样本平面4在通过笛卡尔坐标系的X轴X和Y轴Y张成的平面X-Y内延伸。第一光轴A1和第二光轴A2在通过笛卡尔坐标系的X轴X和Y轴Y张成的平面X-Y内走向。此方式提供的优点是在轴向方向上的高分辨率，因为通过照明物镜2可生成薄的光片6。由于更高的分辨率，可检查更小的样本5。此外，明显地降低了干扰的背景荧光且因此改进了信号/背景比。根据现有技术，平行于样本平面4和样本保持部7产生概览图像，这通过以处于样本5下方的远场物镜20垂直地通过样本保持部7的透明底部拍摄远场图像来实现。样本5的透射光照明和对于透射光的记录在此不可进行，因为两个SPIM物镜2、3相互太靠近并排布置。为实现在例如多波板的标准样本保持器内的更简单的样本准备，可尽管保持45°构造但将两个SPIM物镜2、3以相反的布置从下方通过样本保持部7的透明的底部指向到样本平面4内(见图1b)。在此布置中，通过相对于光轴A1和A2倾斜的且以盖玻片的形式存在的样本保持部7所产生的像差必需通过特殊的光学元件修正(DE102013107297A1，DE102013112596A1)。通过样本保持部7的底部将布置在样本平面4内的样本5照亮且检测样本的被激励的荧光。可使用样本保持器7，例如多波板、培养皿和/或物体载体，且可避免特别地在高通过率扫描时的样本的污染。在竖立的且相反的构造中存在的问题是通过远场物镜通过样本必需将关注的区域作为概览图像成像。对于竖立布置，这意味着通常远场物镜必需通过数毫米的液体观察，所述液体例如为如缓冲液的水溶液。如果例如使用多波板，则在所述多波板的各个凹陷内在液体表面上形成产生棱镜效应的明显的弯月面，使得此成像主要地仅以很低的NA可进行。另外的解决方法建议，将照明和/或检测物镜移动、旋转和/或倾斜，以可将远场物镜定位。对比方法通常用于在显微镜内可视化对比差的物镜(例如，相位物镜)，且经常以荧光成像补充。以此，在透射光中将例如细胞或组织切片的样本整体地成像，且分析其状态。近来开发了对比差的物镜(相位物镜)的对比强化的另外的可能性，其以另外的方式提供了与“经典方法”相同的或类似的信息含量。其示例为半光瞳对比、倾斜照明(obliqueillumination)和TIE(TransportofIntensityEquation)。从WO2012/110488A2中已知了一种显微镜，所述显微镜具有用于照亮样本的光程和至少一个检测光程。所述显微镜包括处在照明光程内的聚焦单元以用于聚焦照明辐射。聚焦单元限定了基本上二维的照明区域，所述照明区域在照明光程的方向上且横向于照明光程延伸。此外，将界定元件布置在照明光程内，所述界定元件形成为用于选择地照亮照明区域的部分。通过WO2012/110488A2此外公开了显微镜方法。所有这些对比方法在很大程度上透明的样本5的情况下要求透射照明，所述投射照明由于以上所述的原因可能不容易整合到带有45°SPIM布置的显微镜1内。
技术实现思路
本技术的任务在于建议由于光片显微镜的可能性，通过所述光片显微镜的可能性实现平行于样本平面的概览图像的拍摄，其中概览图像具有高的信息含量，特别是具有高的对比。此任务通过一种显微镜解决。显微镜包括带有第一光轴的形成为用于产生光片的照明物镜，其中光片至少部分地产生或可产生在样本平面内，且包括带有第二光轴的形成为用于检测从样本平面发出的光的检测物镜，其中照明物镜和检测物镜相互且相对于样本平面布置为使得第一光轴和第二光轴在样本平面内相交且相互形成直角，且使得第一光轴和第二光轴与和样本平面正交地指向的参考轴形成不同于零的角度。此外，存在形成为用于样本平面的远场照明的概览照明设备，其具有带有第三光轴的照明光学器件。根据本技术，检测物镜提供且形成为用于检测光片的光以及概览照明设备的光。样本平面在下文中用作参考平面。显微镜可形成为竖立式显微镜。显微镜可在另外的构造中形成为相反的显微镜。因为照明光学器件的第三光轴与检测物镜的第二光轴以不同于0°的角度定向，所以强制地导致了倾斜概览照明或远场照明(在下文中简称为：照明)，而不必如在常规的三角架(Stativ)和设备中通常的情况在照明光学器件的光程内引入遮光器。倾斜照明实现了(与平行于检测物镜的光轴进行的照明情况相比)带有更强的对比的概览图像或远场图像的拍摄。根据本技术的显微镜的照明光学器件不必强制地但可以浸入到样本保持部的液体内(所谓的水浸)。而是可以以(空气)聚光器将样本通过空气-水界面照亮。这可实现是因为在此所出现的在照明中的像差对于成像是不严重的。在有利的构造中，第三光轴与参考平面重合。照明因此基本上垂直于参考平面进行。根据显微镜的几何形状例如将聚光器垂直于样本保持部布置，使得样本的处在检测物镜的视野(FieldofView)内的区域被照亮或可被照亮。第一光轴和第二光轴相互基本上成直角。与直角的偏差有利地至多为使得在视野内在检测物镜的光轴的方向上出现的角度偏移所导致的第一和第二光轴的偏差不再超过检测物镜的景深。第一光轴或第二光轴都不处在样本平面内。第一光轴或第二光轴与参考平面形成的角度基本上凑成90°。根据本技术的显微镜有利地不要求用于拍摄概览图像的附加的远场物镜，以此与根据现有技术的显微镜相比，此显微镜要求更小的空间、构造更简单且可更廉价地制造。概览照明设备的光的检测提供在透射光内。在显微镜的可能的构造中，照明光学器件形成为聚光器、物镜或棱镜。为实现概览图像的高对比，在显微镜的可能的构造中可导致散射的倾斜照明。检测物镜和照明光学器件的数值孔径(NA)在另外的构造中相互匹配使得二者重叠，且存在数值孔径的重叠区域。数值孔径的重叠可例如以二维或三维图形方式确定和/或虚拟地图示，这通过将显微镜的各数值孔径以其实际位置和定向图示和/或仿真来进行。被共同地使用的平面或空间表示了数值孔径的重叠区域。为根据偏振对比、微分干涉对比(DIC,differentialinterferencecontrast)或Hoffmann对比的原理影响概览图像的对比，在显微镜的另外的实施中在照明光学器件的光程中和在检测物镜的光程中分别布置一个偏振器，在另外的实施中此外也布置至少一个相位片、Hoffmann光学器件或DIC-棱镜。Hoffma本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微镜(1)，包括：带有第一光轴(A1)的形成为用于产生光片(6)的照明物镜(2)，其中光片(6)至少部分地产生或可产生在样本平面(4)内，和带有第二光轴(A2)的形成为用于检测从样本平面(4)发出的光的检测物镜(3)，其中：照明物镜(2)和检测物镜(3)相互且相对于样本平面(4)定向为使得第一光轴(A1)和第二光轴(A2)在样本平面(4) 内相交且相互形成基本上直角，和第一光轴(A1)和第二光轴(A2)分别与和样本平面(4)正交地指向的参考轴(B)形成不同于零的角度，和形成为用于样本平面(4)的远场照明的概览照明设备，其具有带有第三光轴(A3)的照明光学器件(9)，其特征在于，检测物镜(3)提供且形成为用于检测光片(6)的光以及照明光学器件(9)的光。

【技术特征摘要】
2016.03.21 DE 102016204653.51.一种显微镜(1)，包括：带有第一光轴(A1)的形成为用于产生光片(6)的照明物镜(2)，其中光片(6)至少部分地产生或可产生在样本平面(4)内，和带有第二光轴(A2)的形成为用于检测从样本平面(4)发出的光的检测物镜(3)，其中：照明物镜(2)和检测物镜(3)相互且相对于样本平面(4)定向为使得第一光轴(A1)和第二光轴(A2)在样本平面(4)内相交且相互形成基本上直角，和第一光轴(A1)和第二光轴(A2)分别与和样本平面(4)正交地指向的参考轴(B)形成不同于零的角度，和形成为用于样本平面(4)的远场照明的概览照明设备，其具有带有第三光轴(A3)的照明光学器件(9)，其特征在于，检测物镜(3)提供且形成为用于检测光片(6)的光以及照明光学器件(9)的光。2.根据权利要求1所述的显微镜(1)，其特征在于，照明光学器件(9)的第三光...

【专利技术属性】
技术研发人员：J西本摩根，H利珀特，T卡尔克布伦纳，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE