用来在荧光显微术中对培养基进行自动聚焦的方法和设备技术

技术编号:8659576 阅读:196 留言:0更新日期:2013-05-02 06:32
本发明专利技术涉及用来对生物材料(6)进行自动检验的装置和方法,其包括显微镜(8),在该显微镜的十字工作台(9)上,生物材料(6)设置在载片(1)或分析板与至少一个盖片(4)之间;至少一个用于对生物材料(6)进行照明的光源(15、16)以及摄影单元(17),该摄影单元拍摄至少一张生物材料(6)的借助显微镜(8)的物镜(10)放大的图片并传递给分析处理单元。在此设置标记(7),该标记能由用来对生物材料(6)进行自动聚焦的装置(11)识别,从而能在识别该标记(7)的基础上通过十字工作台(9)的有针对性的运动来实施聚焦。所述技术方案的特征在于:生物材料(6)设置在通过破碎和分割覆盖玻璃制成的生物芯片(2)上,该生物芯片安置在载片(1)上,而且标记(7)位于生物芯片(2)的表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用来对生物材料进行自动检验的方法以及设备,其包括显微镜,生物材料在该显微镜的十字工作台上设置在载片或者分析板(Analyseplatte)与至少一个盖片之间;至少一个用于对生物材料进行照明的光源以及摄影单元,该摄影单元拍摄至少一张借助显微镜的物镜放大的生物材料的图片并且传递给分析处理单元。所介绍的技术方案设置有一个标记,该标记能够由用来对生物材料进行自动聚焦的装置识别,其中,能够通过以对所述标记的识别为基础使十字工作台有针对性地运动来实施聚焦。
技术介绍
荧光显微术在医学诊断领域中是用来检验患者试样的标准方法。在这种情况下,在这个领域中对这种技术的进一步开发的努力还在于提高自动化程度,以便因此最小化误差概率并且改善显微术的经济性。为了实现对实验室中自动化程度的提高,一方面可考虑进一步自动化对需检验的试样的处理、特别是稀释步骤以及培养步骤,或另一方面更有效地设计对经过处理的试样的特别是视觉分析处理的过程。在下文中还将进一步阐述的本专利技术涉及到试样分析处理或者诊断领域,其中,在荧光显微术方面也基本上已知生成需检验的试样的数码图像数据并且为了完成诊断而将这些图像数据传递给其上安装有专用实验室软件的数据处理单元而且进行计算机辅助的分析处理。在这种至少部分自动化的荧光显微术中,特别是为了在完成化验诊断时能够保障高质量保持不变,生成和选择高质量的图片具有突出的重要性。所拍摄图片的重要的质量特征最终在于它们的清晰度,因而需检验的生物材料的聚焦具有特别的重要性。为了对需检验的生物材料或者培养基进行聚焦通常情况下在不同的平面中拍摄大量的图片,在电子分析处理期间这些图片中在质量上不合格的图片又被废弃。在用于显微镜的自动聚焦方面已知有各种不同的技术方案。其中,通常用在入射光显微镜中的主动式自动聚焦系统在这里的出众之处在于借助辅助光源在需检验的试样的表面上或在覆盖试样的覆盖玻璃上投射光点或记号,分析处理所述光点的形状、位置或大小并且在分析处理的基础上聚焦在试样表面上或覆盖玻璃表面上。例如由DE3446727C2已知一种这样构造的主动式自动聚焦系统并且应该能够实现快速自动聚焦。在透射光显微镜中通常情况下用被动式自动聚焦系统代替主动式自动聚焦系统。如其例如由DE3439304C2已知的那样,在对拍摄的图像数据进行比较的基础上测算出聚焦面,即在其内拍摄到最清晰的图片的平面。可是因为为了达到令人满意的结果必须实施多次搜索,所以这种系统经常较慢。由DE102010035104已知另外一种特殊的主动式自动聚焦系统。在该文献中介绍了一种用来对微弱发光的培养基进行自动聚焦的装置,该装置应该保障快速的图像聚焦。较快的聚焦一方面应该提高自动显微术的效率而另一方面应该使荧光染料的褪色在聚焦期间最小化。所介绍的技术方案的出众之处在于首先在透射光模式中进行多次拍摄并且借助已知的分析处理方法从中确定最清晰的图片。在切断透射光源之后,使显微镜的十字工作台向在透射光模式中确定的聚焦面运动。为了生成荧光图像,现在激活激发光源。但是由于荧光在不同的平面内能够关于培养基的浓度发生变化,所以通常情况下还需要相对在透射光模式中确定的聚焦面对荧光中的聚焦面进行调整。不过为了确定精确的聚焦面,由于之前在透射光模式中完成的预聚焦,只需在比较小的搜索范围内拍摄少量的图片。最终借助数码相机拍摄位于精确的聚焦面内的荧光图像并且为了进行进一步诊断而传递给数据处理单元。进一步开发荧光显微术中的自动聚焦系统的目的始终是使用于聚焦所需的时间或者在聚焦期间所拍摄的以及不被用于之后的培养基检验的图片的数量最小化。为此由DE10100247A1已知用来在荧光显微术中对培养基进行自动聚焦的另一种方法,通过该方法物镜焦点高度准确并且尽管如此在比较短的时间间隔内也可确定。在这种情况中介绍了一种干涉显微镜,在该干涉显微镜中载片单元的面设有光学显微镜可探测到的涂层。反射的光由探测器探测并且借助探测信号推断出在干涉显微镜的目标区域内的相位。通过这种方式最后能够以适宜的方式对干涉显微镜进行校准。为了借助抗体使特殊的蛋白质可见,此前所介绍的自动聚焦或至少部分自动聚焦的显微镜得到多次应用。通过这种方式确定了在哪种组织中具有特异的蛋白质以及该蛋白质定位在细胞的哪个区间内。在很多情况下由组织切片构成的固定的组织被用于这种抗体染色。通过如下方式生成所述的组织切片首先制造健康的组织的冷冻切片并置于载物玻璃的表面上,特别是载片的或覆盖玻璃的表面上。接着使所述组织解冻并干燥。通常情况下,组织切片在已知的测试系统中固定在标准载片上,其中,为每个组织切片才用一个单独的标准载片。除了此前介绍的借助设置在标准载片上的组织切片对患者试样进行检验的可能性以外,还已知了欧蒙股份公司(Euroimmun AG)的所谓的生物芯片技术。这个技术与总是将组织切片固定在为检验而准备的标准载片上的传统的间接免疫荧光技术不同,该技术由于需检验的试样的小型化而提供了使自身抗体与感染抗体的确定标准化的可能性。通过这种方式使实验室内的工作得到简化而且效率更高。欧蒙公司的生物芯片涉及的是带有生物材料的比较小的载体。在这种情况下充分利用了如下效果只要将组织切片置于承载切片的培养基上并且与该培养基又共同固定在载片上或分析板上,则为了检验就可以制造和采用很小的组织切片。标准覆盖玻璃是指约100微米至200微米的薄的、矩形的或圆形的、通常面积为18X 18平方毫米的玻璃片,而生物芯片则是涂敷有适宜的生物材料的覆盖玻璃碎片,因此这些碎覆盖玻璃碎片通常具有较小的表面。因此与标准覆盖玻璃相比,生物芯片的出众之处一方面在于明显小得多的空间需求,另一方面在于所需组织的量得到明显减少。在制造生物芯片时,首先同样将所需组织的冰冻切片置于标准覆盖玻璃上,然后使其部分解冻并干燥。接着通过在组织切片的区域内用金刚石刀或者激光生成缺口线,沿着这些缺口线使涂层的覆盖玻璃断裂并且这样分成切片,使带有组织的覆盖玻璃成碎片。为了能够实现更好的、特别是更有效的检验,将生物芯片置于载片的合适的反应区(Reaktions-feld)上。就此而论,可考虑在一个载片上设置多个用于相应的生物芯片的反应区,其中,也可以在一个反应区上设置一个以上的生物芯片,优选带有不同的组织。为了特别有效地设计对患者试样的检验,通过在一个载片上准备大量的、带有相应的生物芯片的反应区而构成适宜的生物芯片一马赛克 (Biochip-Mosaike )。为了检验患者试样,不论是采用位于标准覆盖玻璃上的组织切片还是采用生物芯片或者特殊的生物芯片一马赛克 ,在原则上试样的处理过程、特别是患者血清的稀释过程以及组织切片的培养过程和借助显微镜的视觉检验过程都是相同的。在处理试样期间,在应该检验是否存在特异抗体的、稀释的患者血清中以及在一种结合物(Konjugat)中培养组织,该结合物包括通常从动物身上获得的抗体,这些抗体被用荧光材料做了记号并且是针对患者血清中被怀疑的抗体。只要患者血清具有抗组织切片的抗原的抗体,则不仅这种抗体结合在组织切片上而且被荧光标记的二次抗体(Sekundaerantikoerper)也结合在黏附在组织切片上的人体抗体上。借助突光显微镜最终可以发现结合在相应的组织结构上的荧光染料。在用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.23 DE 102010035104.01.用来对生物材料(6)进行自动检验的设备,其包括:显微镜(8),所述生物材料(6)在该显微镜的十字工作台(9)上设置在载片(I)或分析板与至少一个盖片(4)之间;至少一个用于对所述生物材料(6)进行照明的光源(15、16);以及摄影单元(17),该摄影单元拍摄至少一张所述生物材料(6)的借助所述显微镜(8)的物镜(10)放大的图片并传递给分析处理单元,其中,设置有标记(7),该标记能够由用来对所述生物材料(6)进行自动聚焦的装置(11)识别,并且能够在识别所述标记(7)的基础上通过所述十字工作台(9)的有针对性的运动来实施聚焦,其特征在于:所述生物材料(6)设置在通过破碎和分割覆盖玻璃而制成的生物芯片(2)上,该生物芯片安置在所述载片(I)上,而且所述标记(7)位于所述生物芯片(2)的表面上。2.如权利要求1所述的设备,其特征在于:所述生物芯片(2)的标记(7)构造成网格线图案。3.如权利要求1所述的设备,其特征在于:所述生物芯片(2)的标记(7)具有至少三个轮廓,这些轮廓的中心点等距地间隔开。4.如权利要求3所述的设备,其特征在于:所述轮廓构造成圆圈。5.如权利要求1至4之任一项所述的设备,其特征在于:确定包围所述标记(7)的区域,在该区域内不拍摄图片和/或拍摄的图片在分析处理单元中在处理时不被使用。6.如权利要求1所述的设备,其特征在于:标记(7)至少局部地平面地覆盖生物芯片(2)。7.如权利要求1或6所述的设备,其特征在于:标记(7)平面地覆盖所述生物芯片(2)的朝向所述生物材料(6)的那侧。8.如权利要求1至7之任一项所述的设备,其特征在于:所述标记(7)具有硅。9.如权利要求1至7之任一项所述的设备,其特征在于:所述标记(7)具有金属。10.如权利要求1至7之任一项所述的设备,其特征在于:所述标记(7)具有电介体。11.如权利要求1至7之任一项所述的设备,其特征在于:所述标记(7)具有铬。12.如权利要求1至11之任一项所述的设备,其特征在于:所述标记(7)被汽化渗镀和/或喷镀在所述生物芯片(2)上。13.如权利要求1至12之任一项所述的设备,其特征在于:所述用来对所述生物材料(6)进行自动聚焦的装置(11)具有至少一个激光辐射源或多色辐射源和探测器,该探测器至少部分地接收由所述标记(...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·莫林
申请(专利权)人:欧蒙医学诊断技术有限公司
类型:
国别省市:

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