[发明专利]显微术的布置和校正像差的布置

说明书

本发明涉及一种显微术的布置(1)，包括具有照明镜头(2)的照明光学单元以通过照明束路径在样品平面(4)的样品区域中照明位于样品保持件(7)上的样品(5)，其中照明镜头(2)的光轴(A1)位于与样品平面(4)的法线形成非零的照明角(α1)的平面中，将样品保持件(7)关于该样品平面(4)取向，并且在平面中实现照明。此外，在检测束路径中存在具有检测镜头(3)的检测光学单元，该检测镜头(3)的光轴(A2)与样品平面(4)的法线形成非零的检测角(α2)。照明镜头(2)和/或检测镜头(3)包括布置在束路径中的照明校正元件(2KE)和/或检测校正元件(3KE)。根据本发明，样品保持件(7)和镜头(2、3)具有在它俩之间的弯月形透镜(10)，该弯月形透镜布置在照明束路径中和检测束路径中并且配置为校正像差。照明校正元件(2KE)和/或检测校正元件(3KE)配置为校正剩余的像差。

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分的显微术的布置。

背景技术

光片显微术的主要应用中的一个在于以几百μm上至若干毫米的尺寸来成像例如有机体的中型样品。通常，这些样品包埋在琼脂糖中并且布置在玻璃毛细管中。出于检查样品的目的，将玻璃毛细管引入到充满水的样品室。将具有样品的琼脂糖稍微地按压出毛细管并且由光片照明。通过检测物镜，将样品中激发的并且从样品发出的荧光成像到特别是照相机的检测器上，该检测物镜垂直于光片并且因此还垂直于光片光学单元(＝照明光学单元，照明物镜)。

根据现有技术，光片显微术的显微镜0的布局(SPIM布局、单平面照明显微术)包括具有第一光轴A1的照明物镜2和具有第二光轴A2的检测物镜3(下面也称为SPIM物镜)，将照明物镜2和检测物镜3各自从上方相对于样品平面4以45°的角α1或α2且关于彼此成直角指引到样品平面4上(参见图1a)。布置在样品平面4中所提供的样品区域中的样品5位于例如实施为培养皿的样品保持件7的基底上，该样品平面4还用作参考平面。用例如水的介质8填充样品保持件7，并且在应用光片显微术期间将两个SPIM物镜2、3浸没在介质8中(未示出)。样品平面4延伸在由笛卡尔坐标系中的X轴X和Y轴Y所跨越的XY平面中。第一光轴A1和第二光轴A2延伸在由笛卡尔坐标系中的Y轴Y和Z轴Z所跨越的平面YZ中。

图1b示意性示出了根据现有技术具有倒置布置的照明物镜2和检测物镜3的显微镜0，其中照明物镜2和检测物镜3布置在样品平面4的下方。再次，角度α1和α2各为45°。

该方法提供了轴线方向上的高分辨的优点，因为薄光片6(同样参见图1a)可以通过照明物镜2来产生。由于更高的分辨率，可以检查更小的样品5。此外，显著地降低了麻烦的背景荧光并且由此改进了信噪比。

为了在诸如多孔板的标准样品容器中促进更简易的样品准备，可以维持45°配置但是具有倒置布置中的两个SPIM物镜2、3，将两个SPIM物镜2、3从下方穿过样品保持件7的透明基底指向样品平面4(图1b)。在这个布置中，必须通过使用特别的光学元件来校正由样品保持件7引起的像差，该样品保持件7相对于光轴A1和A2倾斜并且以盖玻片的形式出现。穿过样品保持件7的基底照明布置在样品平面4中的样品5并且检测样品5的激发的荧光。可以使用诸如多孔板、培养皿和/或物体支撑件的样品保持件7，并且特别地在高通量筛选的情况下可以避免样品5的污染。

如例如从US 3305294 A获悉，如果例如Alvarez操纵器12的Alvarez板(图1b，Alvarez板以简单的方式指示)布置在照明物镜2和/或检测物镜3的束路径中，则其他技术难题发生。Alvarez板以它们校正像差的方式来实施，该像差可能恰好发生在例如盖玻片的样品保持件7和相应的物镜2、3的光轴A1、A2之间设定的角的情况下。导致较差成像质量的不需要的像差已经发生在小角度偏离(例如＜0.1°)的情况下。因此，例如在实验开始之前必须将盖玻片对准使得角度偏离位于可容许的公差内。此外，如果除了角以外，在物镜2、3或者可能出现的附加的透镜以及盖玻片之间的距离也是可调整的，使得样品5或其将要成像的区域位于检测物镜3的像平面BE中，则是有帮助的。