[发明专利]显微镜、操作显微镜的方法和对样本进行成像的方法

说明书

用于对样本(61)进行成像的显微镜(1)包括：(i)至少一个照明物镜(2)，其布置成沿着照射路径(22)出射照明光束(21)以照射样本(61)；(ii)成像物镜(3)，其布置成接收包括至少一部分从样本(61)出射的光的检测光(31)，其中，检测光(31)沿着优选与照射路径(22)成约90°的检测轴线(35)传播，并且其中成像物镜(3)具有成像焦平面(34)；(iii)调节装置(4)，用于使照明光束(21)和成像焦平面(34)沿着检测轴线(35)相对于彼此线性地移位；(iv)样本保持器(6)，其布置成接收样本(61)，并具有对照明光束(21)和检测光(31)透明的部分；和(v)保持器支承件，其布置成接收样本保持器(6)并使样本保持器(6)相对于成像物镜(3)移位，使得成像焦平面(34)位于样本保持器(6)内。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求1的前序部分的显微镜，并且更具体地涉及一种操作显微镜的方法、一种对样本进行成像的方法以及一种用于操作显微镜的计算机程序。这种具有布置成使照明光束沿着照射路径出射以照射样本的至少一个照明物镜以及布置成接收包括至少一部分从样本中出射的光的检测光的成像物镜的显微镜用于对样本进行成像和分析样本。

背景技术

光片(LS)或选择性平面照明显微镜(SPIM)是一种荧光显微镜方法，其中照明光束路径(激发光)和检测光束路径(来自样本的出射光)基本上彼此垂直。样本被放置在这些路径在成像物镜的焦平面中的交点处。为了获得最佳图像质量和光学分割，必须将照明光片定位成与成像物镜的焦平面精确相交。

在一些SPIM实施例(下文称为倒置的SPIM装置)中，照明和成像物镜被放置在具有透明底部的样本保持器下方。倒置的SPIM装置的主要优点是可以使多个样本并行成像，并使样本与浸没介质和物镜保持分离。在EP 2 801 855A1中描述的一个这样的实施例中，将照明和成像物镜浸没在折射率基本上类似于样本保持器的透明底部和培养基的浸没介质(通常是水)中以使光学像差最小化。然而，这通常是不可能的，因为许多生物样本在折射率不同于水的介质、凝胶或基质中生长。由于照明光与样本保持器的透明底部的非正交入射角，照明光束可能会在这种介质中发生折射，从而阻止了照明光束与成像物镜的焦平面相交并降低了图像质量。在WO 2015/036589A1中描述的另一种倒置的SPIM装置中，使用具有与照明和检测光束路径正交的透明壁的比色杯来使光学像差最小化。尽管这使照明光束的折射最小化，但是这种比色杯的形状受到限制，可能更难以制造，并且可能会限制具有良好的图像质量的可观察区域。此外，当前的倒置的SPIM装置使用单个照明和成像物镜。在这种物镜布置结构中，样本的吸收或散射部分后面的阴影降低成像质量，这对于光密样本和/或直径大于100μm的样本尤为重要。

因此，需要一种允许对样本进行有效且精确的显微镜或SPIM成像的系统。

发明内容

根据本发明，通过如独立权利要求1的特征所定义的显微镜、对如独立权利要求20的特征所定义的对样本进行成像的方法、如独立权利要求25的特征所定义的操作显微镜的方法以及如独立权利要求30的特征所定义的计算机程序来解决该需求。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。

特别地，本发明涉及一种用于对样本进行成像的显微镜，该显微镜包括至少一个照明物镜、成像物镜、机动化和电子控制的调节装置、样本保持器和保持器支承件。

所述至少一个照明物镜布置成使照明光束沿着照射路径出射以照射样本。由此，照明光束可以是直的，通过合适的光学装置重定向，或具有任何其它合适的形式，特别是光片的形式。它可以是波长范围适合于样本特性的激光束。特别地，该激光束的波长可以适合于荧光团的激发和荧光成像。

成像物镜布置成接收检测光，该检测光包括至少一部分从样本出射的光。因此，从样本出射的光可以特别地包括出射的荧光或由照明物镜出射并被样本重定向或反射的光。检测光沿着与照射路径成角度的检测轴线传播。检测轴线与照射路径之间的角度优选为约90°。成像物镜具有成像焦平面。