[发明专利]显微镜方盒

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月10日提交的名称为“显微镜方盒”的美国临时申请第61/232,583号的优先权，在此将其通过引用全文并入本文中。

技术领域

本发明涉及显微镜方盒。

背景技术

荧光显微是通过成像来自处在样品上或内的像有机分子或无机化合物那样的目标物质的荧光或磷光发射，以研究样品的结构或性质的光显微技术。例如，样品可以用荧光团(fluorophore)来标记，所述荧光团即吸收激发波长附近的光并作为响应发出荧光、从而发出典型地长于激发波长的发射波长上的光的分子。通过检测发出的荧光而获取样品的荧光图像。

全内反射荧光(TIRF)显微是只在样品的表面附近探测荧光的技术。在TIRF中，当光束以临界角或大于临界角照射在样品上时发生入射光的全内反射，该临界角至少部分取决于样品和周围环境的光学性质。尽管入射光被反射，但在样品中生成具有与入射光相同波长的隐失波(evanescent wave)。隐失波在远离样品表面的地方成指数衰减，并且只穿入样品中很浅深度。因此，只有样品表面附近的荧光团被激发。因为通过TIRF只探测样品的很小区域，所以相对于标准荧光显微技术提高了所得图像的信噪比。

发明内容

在一般方面中，显微镜方盒包括外壳，该外壳具有在该外壳的第一壁上的第一开口和在该外壳的第二壁上的第二开口，该第一壁与该第二壁相邻；布置在该第一开口内的激发滤光器；布置在该第二开口内的发射滤光器；以及位于该外壳内的分色镜。该分色镜具有大于或等于1.5mm的厚度。

在另一个方面中，显微镜方盒包括外壳，该外壳包括在该外壳的第一壁上的第一开口和在该外壳的第二壁上的第二开口，该第一壁与该第二壁相邻；布置在该第一开口内的激发滤光器；布置在该第二开口内的发射滤光器；以及位于该外壳内的分色镜。该激发滤光器相对于该外壳的第一壁成角度放置。

这些实施例可以包括如下之一或多种。该分色镜具有在2mm到3mm之间的厚度。该分色镜被放置成接收从第一开口入射的光和从第二开口入射的光。该激发滤光器相对于该外壳的第一壁成角度放置。该激发滤光器与该第一壁之间的角度在0°到10°之间，例如，大约3.75°。该发射滤光器相对于该外壳的第二壁成角度放置。该发射滤光器与该第二壁之间的角度在0°到10°之间，例如，大约4°。

该分色镜与该第一壁之间的角度是可调的。该分色镜与该第一壁之间的角度手动地或通过压电驱动器来调整。该分色镜与该第二壁之间的角度是可调的。该显微镜方盒进一步包括与该第一壁和该第二壁两者接触的第三壁，该分色镜与该第三壁之间的角度是可调的。

该显微镜方盒被配置成可移除地插入显微镜中。该显微镜方盒被配置成接收来自激光器的光。该显微镜方盒由金属制成。该显微镜方盒进一步包括用于附在激光器模拟板(breadboard)上的适配器。该激发滤光器、该发射滤光器、和该分色镜的光学特性根据目标样品的光学特性来选择。

除了别的优点之外，本文所述的显微镜方盒非常适合涉及激光器光源的各种应用。被倾斜的激发滤光器反射的来自激光器的任何入射光不沿着与入射光相同的路径被反射回来。因此防止了反射光重新进入激光器中，避免了引起激光器空腔中的干涉图案和潜在损伤或甚至毁坏激光器的状况。倾斜的发射滤光器有助于减少可以由入射的激光引起的或由样品发出的荧光引起的、以及能在成像面中产生不希望干涉图案的内部反射(即，显微镜方盒内的反射)。

具有光滑表面的极平坦分色镜对于TIRF显微来说是重要的。本文所述的显微镜方盒能够接纳厚分色镜。一般说来，在厚镜上形成平坦、光滑表面比在薄镜上既更廉价又更容易。但是，厚镜可能对光束的路径产生不可忽略影响，可以将这种影响计算出来，以确定显微镜内的光路。而且，较厚的镜片降低了由施加于镜的任何应力或力矩引起的光学效应。

显微镜中的分色镜的角度是可调的，以便使TIRF临界角更好地对准。可调分色镜进一步使显微镜方盒可用在各种显微镜型号中或用于其它非商业、定制应用和用在各种波长上。将分色镜的角度调整成使显微镜方盒的光学元件与特定显微镜的光学元件对准，以达到更精确的TIRF条件。类似地，可以将镜子的角度调整成达到给定激发波长的TIRF条件。可调镜子还具有改进显微镜的转台内的不同显微镜方盒之间的图像配准(image registration)的优点。