光片显微镜制造技术

介绍一种光片显微镜(10)，其包括：探测物镜(32)，该探测物镜用于对样本(44)的位于所述探测物镜(32)的焦点平面(54)中的目标区域(58)成像；照明物镜(20)，该照明物镜用于将照明光束(50)聚焦到所述样本(44)中，其中，所述探测物镜(32)和所述照明物镜(20)以它们的垂直于所述焦点平面(54)朝向的光轴(O

Light microscope

A light slice microscope (10) is introduced, which includes a detection objective (32) for imaging the target area (58) of the sample (44) in the focus plane (54) of the detection objective (32); a illumination objective (20) for focusing the illumination beam (50) into the sample (44), wherein the detection objective (32) and the illumination objective (20) are perpendicular to each other The optical axis (o) facing the focus plane (54)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光片显微镜本专利技术涉及一种光片显微镜，其包括：探测物镜，该探测物镜用于对样本的位于探测物镜的焦点平面中的目标区域成像；照明物镜，该照明物镜用于将照明光束聚焦到样本中，其中，探测物镜和照明物镜以它们的垂直于焦点平面朝向的光轴彼此相对，并且在它们之间规定了含有焦点平面的样本空间；样本保持器，该样本保持器带有至少一个布置在样本空间中的承载面，样本可放置在该承载面上；和带有转向面的光转向装置，该转向面在样本空间中相对于探测物镜的光轴侧向错开地布置，且被设计用来使得通过照明物镜—优选聚焦的—照明光束在垂直于探测物镜的光轴的方向上转向，从而转向了的照明光束形成聚焦到焦点平面中的光片式的照明光分布，其中，光转向装置具有面向承载面的碰撞区段，该碰撞区段为承载面规定了抵靠到光转向装置上的机械的止挡，该止挡防止承载面共平面地布置在焦点平面中。本专利技术还涉及用于光片显微镜的改装套件。近来，特别是在荧光显微术中，使用所谓的光片或光板片显微镜，其中，仅照射样本中的一个薄层。与传统的荧光显微镜相比，光片显微镜因而可实现更高的分辨率和更低的曝光量，从而减少了由于生物样本中的因褪色或光致应力而产生的并非所愿的效应。因此，光片显微镜可特别有益地用于活生物体的荧光研究。从现有技术中已知用于实现光片显微镜的各种不同的光学布置。在本专利技术的上下文中，这里应特别提及通过两个分开的物镜进行照明和探测的布置。在这种情况下，照明物镜和探测物镜通常彼此垂直地布置。然而，各物镜的这种垂直布置尤其具有如下缺点：即其不能直截了当地集成到已有的显微镜系统例如共焦系统或扫描显微镜中。r>为了避免该缺点，申请人以DE102012109577A1提出了一种布置，其中，不同于前述的垂直布置，照明物镜和探测物镜沿着竖直轴—例如在倒置式显微镜座架中实施—彼此相对。为了在这种布置中也能产生垂直于探测轴的光片，使得沿着竖直的座架轴穿过照明物镜的照明光束朝向反射镜系统，该反射镜系统使得照明光束以直角偏转，以便在探测物镜的水平的焦点平面中按常规方式以光片式的照明光分布来照射样本。样本的位于焦点平面中的目标区域于是通过探测物镜被成像到照相机传感器上。前述的反射镜系统由两个反射镜部件构成，这些反射镜部件以45°的角度布置在探测物镜的光轴两侧。相应的反射镜部件的沿光轴测得的延展通过光横截面来确定，照明光束在反射镜部件的位置具有该光横截面。由于照明物镜被设计用来使得照明光束聚焦，从而该照明光束在样本的目标区域中沿着探测物镜的光轴具有其最小的延展，所以，相比于在样本的目标区域中，照明光束的光横截面在相应的反射镜部件的位置仍明显较大。因此，反射镜部件平行于探测物镜的光轴具有至少与光横截面的延展相应的延展，这需要比较繁琐的样本制备。因而所使用的样本保持器的通常设计成透明的盖玻片的承载面不能精确地位于探测物镜的用光片照明的焦点平面中，因为盖玻片在其到达焦点平面之前在其靠近探测物镜时与安置在探测物镜上的反射镜系统相撞。为了补偿在样本保持器的承载面与焦点平面之间的由此导致的轴向偏移，必须在设置于承载面上的基座上制备样本。尽管该基座只有几百微米高，但它特别是在从无基座的制备切换时使得样本制备变得困难，这种制备比如在宽视野显微术或共焦显微术中很常见。对于其它现有技术，参见出版物：Chen,B.-C.等人的“Latticelight-sheetmicroscopy:imagingmoleculestoembryosathighspatiotemporalresolution.Science346,1257998(2014)”；Planchon,T.A.等人的“Rapidthree-dimensionalisotropicimagingoflivingcellsusingBesselbeamplaneillumination.,Nat.Methods8,417(2011)”；和Wu,Y.等人的“Invertedselectiveplaneilluminationmicroscopy(iSPIM)enablescoupledcellidentitylineagingandneurodevelopmentalimaginginCaenorhabditiselegans.PNAS108,17708(2011)”。由这些出版物公开了一些布置，在这些布置中，照明物镜和探测物镜分别位于盖玻片的同一侧，并且相对于该盖玻片设置成45°的角度。在DE102013107297A1中公开了一种光片显微镜，其中，照明物镜和探测物镜同样布置在盖玻片的一侧，其中，照明物镜或探测物镜相对于盖玻片所形成的相应角度借助相应物镜的数值孔径预先设定。最后，由DE102012110077A1已知一种光片式显微镜，其中，照明物镜和探测物镜位于盖玻片的相反侧。在此，探测物镜像通常的那样垂直于盖玻片朝向。相比之下，照明物镜相对于盖玻片倾斜。本专利技术的目的是，对开篇所述类型的光片显微镜加以改进，从而它能实现高精度地成像，并且样本制备简单。本专利技术通过一种光片显微镜来实现该目的，该光片显微镜包括：探测物镜，该探测物镜用于对样本的位于探测物镜的焦点平面中的目标区域成像；照明物镜，该照明物镜用于将照明光束聚焦到样本中，其中，探测物镜和照明物镜以它们的垂直于焦点平面朝向的光轴彼此相对，并且在它们之间规定了含有焦点平面的样本空间；样本保持器，该样本保持器带有至少一个布置在样本空间中的承载面，样本可放置在该承载面上；和带有转向面的光转向装置，该转向面在样本空间中相对于探测物镜的光轴侧向错开地布置，且被设计用来使得通过照明物镜—优选聚焦的—照明光束在垂直于探测物镜的光轴的方向上转向，从而转向了的照明光束形成聚焦到焦点平面中的光片式的照明光分布，其中，光转向装置具有面向承载面的碰撞区段，该碰撞区段为承载面规定了抵靠到光转向装置上的机械的止挡，该止挡防止承载面共平面地布置在焦点平面中。根据本专利技术，承载面以预定的倾斜角相对于焦点平面倾斜，从而承载面的一部分布置在焦点平面中。本专利技术因而规定，样本保持器的承载面相对于照明物镜和/或探测物镜的焦点平面倾斜，该焦点平面与通过光片式的照明光分布所形成的照明平面重叠，以便使得承载着样本的承载面的一部分位于照明物镜和/或探测物镜的焦点平面中。由此可以实现无基座地直接在样本保持器的承载面上制备或布置样本。这特别是当显微镜同时用作宽视野显微镜和/或共焦显微镜时明显便于使用光片显微镜工作，其中，通常本来就直接在承载面或载物片或盖玻片上且在无基座的情况下进行样本制备。本专利技术的光转向装置例如以一个唯一的反射镜部件的形式来实现，该反射镜部件相对于探测物镜的光轴侧向偏移地布置，进而相对于样本的待通过探测物镜成像的目标区域侧向偏移地布置。在这种情况下，光转向装置也可以这样来设计：它具有多个反射面，以便能够根据意愿来改变在照明平面内部、进而在焦点平面内部的照明方向，以便例如从略微不同的方向对样本予以照明。本专利技术的优点在于，本专利技术的样本照明无需样本基座的辅助也可以按简单的方式在本来就存在的显微镜系统上实现。只需要倾斜的承载面以及相应设计的可轻易地加装的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光片显微镜(10)，包括：/n探测物镜(32)，该探测物镜用于对样本(44)的位于所述探测物镜(32)的焦点平面(54)中的目标区域(58)成像；/n照明物镜(20)，该照明物镜用于将照明光束(50)聚焦到所述样本(44)中，/n其中，所述探测物镜(32)和所述照明物镜(20)以它们的垂直于所述焦点平面(54)朝向的光轴(O

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170410 DE 102017107733.21.一种光片显微镜(10)，包括：
探测物镜(32)，该探测物镜用于对样本(44)的位于所述探测物镜(32)的焦点平面(54)中的目标区域(58)成像；
照明物镜(20)，该照明物镜用于将照明光束(50)聚焦到所述样本(44)中，
其中，所述探测物镜(32)和所述照明物镜(20)以它们的垂直于所述焦点平面(54)朝向的光轴(O2、O1)彼此相对，并且在它们之间规定了含有所述焦点平面(54)的样本空间(38)；
样本保持器(40)，该样本保持器带有至少一个布置在所述样本空间(38)中的承载面(42)，所述样本(44)可放置在该承载面上；和
带有转向面(48)的光转向装置(46)，该转向面在所述样本空间(38)中相对于所述探测物镜(32)的光轴(O1)侧向错开地布置，且被设计用来使得通过所述照明物镜(20)聚焦的照明光束(50)在垂直于所述探测物镜(32)的光轴(O1)的方向上转向，从而转向了的照明光束(50)形成聚焦到所述焦点平面(54)中的光片式的照明光分布(52)，
其中，所述光转向装置(46)具有面向所述承载面(42)的碰撞区段(86)，该碰撞区段为所述承载面(42)规定了抵靠到所述光转向装置(46)上的机械的止挡，该止挡防止所述承载面(42)共平面地布置在所述焦点平面(54)中，
其特征在于，所述承载面(42)以预定的倾斜角相对于所述焦点平面(54)倾斜，从而所述承载面(42)的一部分布置在所述焦点平面(54)中。


2.如权利要求1所述的光片显微镜(10)，其特征在于，所述承载面(42)至少部分地设计成透明，其中，所述照明物镜(20)使得所述照明光束(50)透过所述承载面(42)的透明的部分而指向所述转向面(48)，和/或，所述承载面(42)—必要时与浸入介质和/或样本介质配合作用地—经过设计，从而所述照明光束(50)的尽量少的部分在所述承载面(42)上例如通过抗反射涂层被反射。


3.如权利要求2所述的光片显微镜(10)，其特征在于，所述照明物镜(20)被设计用来使得所述照明光束(50)在垂直的入射方向上朝向所述承载面(42)的透明的部分。


4.如权利要求3所述的光片显微镜(10)，其特征在于，所述样本保持器构造成显微镜载物台插入件。


5.如前述权利要求中任一项所述的光片显微镜(10)，其特征在于，所述光转向装置(46)安置在所述探测物镜(32)的面向所述样本(44)的部分上，或者安置在所述照明物镜(20)上。


6.如前述权利要求中任一项所述的光片显微镜(10)，其特征在于，所述照明物镜(20)和所述转向面(48)配合作用，使得通过聚焦的照明光束(50)在所述焦点平面(54)中形成的光片式的照明光分布(52)在所述探测物镜(32)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗罗里安·法尔巴赫，维尔纳·克尼贝尔，
申请(专利权)人：莱卡微系统CMS有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE