[发明专利]用于确定样本介质的波长相关折射率的光显微镜和方法

说明书

通过使用根据本发明的方法，确定用光显微镜(100)检验的样本介质的波长相关折射率。使用所述光显微镜对具有未知折射率的样本介质进行样本测量。将照明光(22)照射到所述样本介质并且测量来自所述样本介质的检测光。借助所述样本测量来测量照明光和/或检测光的样本测量焦点位置。使用其中基于介质的折射率来表达照明光和/或检测光的焦点位置(25)的数学模型，从所述样本测量焦点位置导出所述样本介质的所述折射率。此外，描述了一种用于执行所述方法的光显微镜。

技术领域

本发明在第一方面涉及一种用于根据权利要求1的前序部分来确定用光显微镜检验的样本介质的波长相关折射率的方法。

在本公开中，术语“样本介质”可以指稍后添加待检验样本的介质，例如液体。当然，表述“样本介质”也可以指已经添加样本的介质。

在第二方面，本发明涉及一种根据权利要求12的前序部分的光显微镜。

背景技术

一般来说，存在用于检验样本的多种不同类型的光显微镜。通常，用照明光照射位于样本介质内的样本，并检测来自样本的检测光。

因此，通用光显微镜包括照明光源，用于在待检验的样本介质的方向上发射照明光。此外，通用光显微镜包括用于测量来自样本介质的检测光的物镜和相机设备。

照明光和检测光在样本介质中的传播基本上取决于样本介质的折射率。折射率也被称为折射数或折射系数。折射率也可能与波长有关。通常光显微镜被配置用于一定的折射率或用于折射率的分布/范围，其中也考虑采用的盖玻片的折射率。光显微镜也可以被配置用于与波长相关的折射率，即，光显微镜的光学性质根据波长而设计，使得不同波长的照明光和/或检测光具有相同或相似的光束路径。特别地，可以使用消色差物镜或复消色差物镜。

如果使用具有光显微镜不被调整/配置到的折射率的样本介质，则测量质量受到负面影响。例如，由于在成像中可能出现像差或颜色错误，因此清晰度可能会恶化。

为了避免这些问题，使用具有已知波长相关折射率的特定样本介质。但是，这可能导致高成本。此外，在实际样本加入到此介质中之前通常仅针对样本介质将折射率调节至期望值。通常不考虑样本本身是否对折射率有影响。

通常有可能预先确定样本介质的折射率。但是，这涉及到关于设备的额外努力和用户所需的时间。因此，在实践中，测量通常使用光显微镜进行，其中样本介质的折射率未知并且偏离理想值，在所述理想值处将获得最佳可能的图像质量。

在下文中，描述了其中上述问题尤其相关的情况。一组重要的光显微镜是光片荧光显微镜。在这些显微镜中，照明光束路径横向于(通常垂直于)检测光束路径。为此，照明物镜垂直于检测物镜。或者，照明光束路径和检测光束路径也可以通过单个物镜彼此横向地延伸。照明光作为薄片/平面被引导到样本介质中。这被称为光片。检测光束路径横向或垂直于光片。在被照亮的平面状区域中，样本中的荧光团被激发。这个示例中，待检测的检测光因此可以是荧光。通常，使用折射率n接近水的折射率即n＝1.33的水溶液用作样本介质。样本的理想折射率通常在相似的数量级上。通常针对这种情况调整照明物镜和检测物镜并生成清晰的样本图像。然而，如果样本例如经过化学处理/清理后使其对深层组织中的荧光测量透明，则会出现问题。因此，折射率n和折射率波长相关性n(λ)，即色散，可能因此强烈地偏离水的折射率和色散。因此，为了避免折射率的变化，通常使用折射率已被调整为样本的折射率的样本介质。例如，样本介质可以直接对应于使用的清洁介质。为此目的对检测和照明物镜进行光学调整。然而，波长相关折射率一般主要取决于样本介质的相应组成/配方。在实验室中单独制造样本介质时，波长相关折射率也可能在批次之间发生变化。这对照射和检测光束路径都有不利影响。一些光显微镜包括Corr环或其它校正装置，以将光显微镜调整为样本介质的另一折射率；然而，只有当暂时检验的样本介质的折射率是已知时这种措施才能有效地进行。通常情况并非如此。

发明内容

可以认为本发明的一个目的是提供一种光显微镜和一种方法，其能够以特别简单的方式确定样本介质的波长相关折射率。