[发明专利]荧光显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及荧光显微镜。

具体地，本发明涉及一种荧光显微镜，其包含：外壳，带有被设计成发出激发光的激发光源；滤光器件，将激发光与由荧光物质生成的荧光分开；物镜；基片座；位置敏感光检测器；和用于位置敏感光检测器的成像透镜。

背景技术

这种类型的荧光显微镜广泛应用在研究荧光样本或样品的荧光研究中。如果需要，本身不发荧光的样本可以配有荧光物质。如果用适当光(通常但不排他地是可见光或紫外光)照射这样的样本或样品，样本中的荧光物质将被波长比激发光长的荧光点亮。荧光的强度往往很低，这意味着，几乎在所有情况下，都可以借助于滤光片滤出激发光。然后，原则上，弱荧光是唯一可见的图像。

实际上，人们常常对微生物进行荧光研究。这通常牵涉到较高的放大率，物镜上最好大于50倍直到100倍，和总共大约1000倍，以便能够通过肉眼检查。除此之外，使用的基片的典型尺寸是，例如，直径25毫米。这样的尺寸常常是必需的，例如，在微生物样本的情况中，其中，应该让一定量的样本液体经过基片，以便获得集中在基片上的、随后要研究的微生物颗粒。在该过程中，样本液体经过基片中的细孔眼，颗粒保留在基片的表面上。

已知荧光显微镜的缺点是测量时间可以变得非常长。例如，在所希望分辨能力小于1微米和基片具有25毫米的直径，以及测量时间为每个图像几秒的微生物研究的情况下，总测量时间达到多个小时甚至一天也并不罕见。

发明内容

本发明的目的是提供在保持分辨能力的同时使测量时间短得多的荧光显微镜。

这个目的是通过根据本发明的荧光显微镜达到的，该荧光显微镜包含含有基于晶片的过滤膜的基片，其中，过滤膜由适合光刻处理技术的材料制成，过滤膜包含通过光刻引入的连续孔眼的图案。

具体地，过滤膜是借助于晶片制造的。事实是可以使这样的晶片特别平坦，以便可以使呈现晶片表面形状的过滤膜同样格外平坦，尤其是平坦到对于提供1微米或更小分辨能力(例如，0.5微米)的荧光显微镜的设置，实质上可以锐聚焦地成像整个基片表面。这意味着在例如3毫米的直径上，基片应该平坦到0.5微米内。

光刻技术一方面提供了提供这样平坦基片的技术，另一方面使得可能将非常多、轮廓分明的孔眼引入基片中。可以想到，对于例如，0.1-1微米的孔眼尺寸，孔隙率是5-20％，甚至高达40％。其结果是，正如下文更详细说明的那样，可以有利地使基片小得多。此外，与这种类型的基片(孔眼尺寸小于0.19微米)有关的滤液将是无菌的。

由硅制成的这种类型的过滤膜由fluXXion提供。来自fluXXion的硅过滤膜具有非常薄的附加优点，并且，由于轮廓分明的大量孔眼，还具有非常高的透过率。其结果是，可以提供在仍然具有相同总透过率的同时，具有明显比迄今为止习惯使用的基片小的尺度的基片。例如，可以用具有具体地说小于10毫米(例如，3毫米)的直径的硅过滤膜取代具有25毫米的直径的现有技术基片。这意味着处在样本液体中的待研究材料以比针对现有技术基片高得多的浓度经过过滤膜。实际上，这也意味着需要研究小得多的区域。例如，要研究的区域从25毫米直径的面积减小到3毫米直径的面积意味着节省了大约50倍的时间。

就此而言，基片，即，过滤膜无需由硅制成，而是如上所述，可以由适合光刻技术的材料制成。具体地说，基片实质上由硅、硅化合物、蓝宝石、硅酸盐玻璃或它们的组合组成。这样的材料具有确凿的对这些技术适应性、良好的机械特性、良好的耐化学性、和低的固有荧光性。可想到组合材料包括例如所谓的SoS，即蓝宝石上外延硅。

更具体地说，基片实质上包含硅。这种元素极其适合光刻处理，并且已经开发出最佳的相关技术。

具体地说，基片的表面可以掺杂一种或多种元素，以便提高一种或多种特性，尤其是硬度或耐化学性。基片具有渗氮或渗碳表面是有利的。使硅基片局部地渗氮或渗碳分别产生非常硬和耐用氮化硅或碳化硅层，从而进一步提高了机械特性。

在有利实施例中，基片实质上包含碳化硅或二氧化硅。取代仅仅使表面渗碳，整个基片也可以实质上由碳化硅制成，一种替代物是石英(二氧化硅)。

在现有技术荧光显微镜中经常发生的另一个问题是基片可能发荧光。这意味着在荧光测量结果中存在背景信号或噪声。这种背景信号可以干扰待研究材料的真实测量结果。因此，最好提供不发荧光或只在低水平上发荧光的基片。这个目的是通过实质上包含上述材料的基片达到的。