HU231357B1 - Method and apparatus for analysing fluorescence of a sample - Google Patents

Method and apparatus for analysing fluorescence of a sample Download PDF

Info

Publication number
HU231357B1
HU231357B1 HUP1600037A HUP1600037A HU231357B1 HU 231357 B1 HU231357 B1 HU 231357B1 HU P1600037 A HUP1600037 A HU P1600037A HU P1600037 A HUP1600037 A HU P1600037A HU 231357 B1 HU231357 B1 HU 231357B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
fluorescence
fluorescent
holographic
recording
sensor
Prior art date
Application number
HUP1600037A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
László 30% Orzó
Ákos 20% Zarándy
Balázs 20% Wittner
Domonkos 15% Gergelyi
Márton Zsolt 15% Kiss
Original Assignee
Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézet filed Critical Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézet
Priority to HUP1600037A priority Critical patent/HU231357B1/en
Priority to PCT/HU2016/000078 priority patent/WO2017130009A1/en
Publication of HUP1600037A1 publication Critical patent/HUP1600037A1/en
Publication of HU231357B1 publication Critical patent/HU231357B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1434Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers using an analyser being characterised by its optical arrangement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458Fluorescence microscopy
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/45Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
    • G01N21/453Holographic interferometry
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/16Microscopes adapted for ultraviolet illumination ; Fluorescence microscopes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6419Excitation at two or more wavelengths
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4788Diffraction
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/0447In-line recording arrangement

Description

Eljárás és berendezés minta fluoreszcencia-vizsgálatáraProcedure and equipment for fluorescence testing of a sample

A találmány minta fluoreszcencia-vizsgálatára szolgáló eljárásra és berendezésre vonatkozik. A találmány szerinti vizsgált minta előnyösen áttetsző és folyékony, és a találmány a mintában fluoreszcens objektumok azonosítására szolgál.The invention relates to a method and equipment for the fluorescence examination of a sample. The test sample according to the invention is preferably transparent and liquid, and the invention is used to identify fluorescent objects in the sample.

Hagyományos áramlási-citométerek (flow-citométerek) képesek nagy sebességgel számolni fluoreszcens tulajdonsággal rendelkező (autofluoreszcens (pl. klorofill), illetve fluoreszcensen festett, jelölt) objektumokat egy áramló folyadékmintában. Viszont jellemzően nem képesek megfelelő felbontású képet alkotni az áthaladó mért objektumokról.Conventional flow cytometers are capable of high-speed counting of objects with fluorescent properties (autofluorescent (e.g. chlorophyll) or fluorescently dyed, labeled) in a flowing liquid sample. However, they are typically not able to create a sufficiently high-resolution image of the passing measured objects.

Az áramló testek számlálásán túl alakjuknak, térbeli formájuknak a meghatározása is lényeges lehet, ennek érdekében a fluoreszcens tulajdonságokkal rendelkező objektumokat tartalmazó folyadékmintákat holografikus vizsgálatnak is alávetik.In addition to counting the flowing bodies, determining their shape and spatial form can also be important, for this purpose, liquid samples containing objects with fluorescent properties are also subjected to holographic examination.

Több olyan megoldás ismert, amelyben egyetlen érzékelővel készítenek a folyadékmintáról holografikus és fluoreszcencia- (fluoreszcens tulajdonságokat megjelenítő) felvételeket időben egymás után. Ilyen megoldást ismertetnek az US 2004/0156098 A1, US 7,362,449 B2 és US 2012/0148140 A1 dokumentumokban. Ezen megoldások nagy hátránya, hogy a két felvétel között a vizsgált objektumok (akár az álló folyadékban tapasztalható természetes mozgásuk következtében is) elmozdulhatnak. A mozgásra való érzékenység miatt ezen megoldások nem alkalmasak áramló közegek vizsgálatára. Az ilyen megoldások további nagy hátránya, hogy mivel a holografikus és a fluoreszcencia-felvétel ugyanazon érzékelővel készül, ez az érzékelő sem fluoreszcencia-, sem a holografikus felvételnek megfelelően nem választható meg, azaz egyik típusú felvételre sem lehet az érzékelő paramétereit optimálisan megválasztani.Several solutions are known in which holographic and fluorescence (displaying fluorescent properties) images of the liquid sample are taken one after the other in time with a single sensor. Such a solution is described in US 2004/0156098 A1, US 7,362,449 B2 and US 2012/0148140 A1. A major disadvantage of these solutions is that between the two shots, the examined objects can move (even as a result of their natural movement in still liquid). Due to their sensitivity to movement, these solutions are not suitable for testing flowing media. Another big disadvantage of such solutions is that since the holographic and fluorescence recordings are made with the same sensor, this sensor cannot be selected according to either fluorescence or holographic recordings, i.e. the parameters of the sensor cannot be chosen optimally for either type of recording.

- 2 Fluoreszcencia-felvétel és holografikus felvételkészítést is alkalmaznak az US 2015/0056607 A1 dokumentumban, de ezekkel különböző térrészben elhelyezkedő mintát vizsgálnak, azaz a két mérés csak statisztikailag kombinálható.- 2 Fluorescence recording and holographic recording are also used in document US 2015/0056607 A1, but with these they examine a sample located in a different part of space, i.e. the two measurements can only be combined statistically.

Az US 2014/0376816 A1 dokumentumban áramló folyadékban lévő objektumok analizálására és válogatására alkalmas eszközt ismertetnek. A dokumentumban ismertetnek egy olyan megoldást, amelyben egy adott térrészről holografikus és fluoreszcens leképezést is rögzítenek leképző optika alkalmazása nélkül egyetlen érzékelő szomszédos területeire. Annak érdekében, hogy az érzékelő különböző területeire vetítődjön a holografikus érzékelőrészhez tartozó kép és a fluoreszcencia-érzékelőrészhez tartozó kép, az érzékelőt viszonylagosan messze kell tenni a vizsgálandó mintát tartalmazó cellától. Leképző optikai hiányában emiatt azonban rendkívül gyenge fluoreszcens jelet lehet rögzíteni és a holografikus képnek is nagyon gyenge lesz a felbontása. Ráadásul, az érzékelő kiválasztását és működési paramétereit nem lehet specifikusan a fluoreszcens vagy a holografikus mérésre optimalizálni, mert mindkét funkciót egyszerre kell kiszolgálnia.Document US 2014/0376816 A1 describes a device suitable for analyzing and sorting objects in a flowing liquid. The document describes a solution in which a holographic and fluorescent image is recorded from a given area of space without the use of imaging optics on adjacent areas of a single sensor. In order for the image belonging to the holographic sensor part and the image belonging to the fluorescence sensor part to be projected onto different areas of the sensor, the sensor must be placed relatively far from the cell containing the sample to be tested. However, in the absence of a reducing optic, an extremely weak fluorescent signal can be recorded and the resolution of the holographic image will be very poor. In addition, the selection and operating parameters of the sensor cannot be specifically optimized for fluorescence or holographic measurement, because it must serve both functions simultaneously.

Az US 2014/0376816 A1 dokumentumban egy olyan kiviteli alakot is ismertetnek, amelyben egy képalkotó zóna egy áramlási csatorna mentén két részre van osztva. Ezen két rész egyike holografikus felvétel, a másik fluoreszcencia-felvétel készítésére alkalmas. Ezek a felvételek tehát egy áramlási csatorna mentén készülnek. Az US 2014/0376816 A1 dokumentum mindkét fentebb ismertetett kiviteli alakjában egyazon érzékelő két különböző területén készül a holografikus és a fluoreszcencia-felvétel.US 2014/0376816 A1 also describes an embodiment in which an imaging zone is divided into two parts along a flow channel. One of these two parts is suitable for holographic recording, the other for fluorescence recording. These recordings are therefore made along a flow channel. In both of the above-described embodiments of document US 2014/0376816 A1, the holographic and fluorescence recordings are made in two different areas of the same sensor.

Bizonyos ismert megoldásokban egyetlen kamerával rögzítik mind a fluoreszcens, mind a holografikus képet, azonban a detektálandó fényerő (ami meghatározza a detektálásukhoz szükséges expozíciós időt és erősítést, érzékenységet) egészen eltérő, így a rögzítéshez szükséges felbontásnak is különböznie kellene optimális esetben, de ez a közös kamera miatt nem lehetséges. Ezen ismert megoldásokban ráadásul több különböző féle fluoreszcens jel egyszerre történő mérése is igen nehéz (vagy megoldhatatlan).In certain known solutions, both fluorescent and holographic images are recorded with a single camera, however, the brightness to be detected (which determines the exposure time and amplification and sensitivity required for their detection) is quite different, so the resolution required for recording should also differ in the optimal case, but this common not possible because of the camera. In these known solutions, it is also very difficult (or impossible) to measure several different types of fluorescent signals at the same time.

- 3 A közös érzékelő miatt semmiképpen nem lehet szinkron mérni, ami miatt viszont átfolyós minta esetén a fluoreszcens és a holografikus kép regisztrációja szinte lehetetlen (extrémen lassú átfolyás esetén lehetséges csak nagy hibával).- 3 Because of the common sensor, it is absolutely impossible to measure synchronously, which makes the registration of the fluorescent and holographic image almost impossible in the case of a flowing sample (in the case of extremely slow flow, it is only possible with a large error).

Az ismert megoldások fényében felmerült az igény olyan eljárás és berendezés iránt, amelyekkel egy mintában található fluoreszcens objektumok nagy részletességgel rekonstruálhatók, és a nem-fluoreszcens objektumoktól elválaszthatók.In the light of the known solutions, the need arose for a procedure and equipment with which fluorescent objects in a sample can be reconstructed in great detail and can be separated from non-fluorescent objects.

A találmány elsődleges célja olyan eljárás és berendezés megalkotása, amelyek a lehető legnagyobb mértékben mentesek a technika állása szerinti megoldások hátrányaitól.The primary goal of the invention is to create a process and equipment that are as free as possible from the disadvantages of the state-of-the-art solutions.

A találmány további célja olyan eljárás és berendezés megalkotása, amelyekkel biztosítható fluoreszcens objektumok holografikus képének jó felbontással történő előállítása és a fluoreszcens objektumok elkülönítése a nem-fluoreszcens objektumoktól.Another goal of the invention is to create a method and device that can be used to produce a holographic image of fluorescent objects with good resolution and to separate fluorescent objects from non-fluorescent objects.

A találmány további célja olyan eljárás és berendezés megalkotása, amelyekben a fenti cél elérése mellett a holografikus rekonstrukció erőforrás igénye lényegesen csökkenthető ismert megoldásokhoz viszonyítva.Another goal of the invention is to create a method and equipment in which, in addition to achieving the above goal, the resource requirements of holographic reconstruction can be significantly reduced compared to known solutions.

A találmány célja olyan eljárás és berendezés megalkotása, amelyekben az alkalmazott fluoreszcencia-érzékelő és holografikus érzékelő paraméterei az ilyen eszközökkel szemben támasztott igényeknek megfelelően, egymástól függetlenül választhatók meg.The purpose of the invention is to create a method and equipment in which the parameters of the fluorescence sensor and holographic sensor used can be selected independently of each other in accordance with the requirements of such devices.

A találmány vonatkozásában kitűzött célokat az 1. igénypont szerinti eljárással és a 8. igénypont szerinti berendezéssel értük el. A találmány előnyös kiviteli alakjai az aligénypontokban vannak meghatározva.The objectives set in relation to the invention were achieved by the method according to claim 1 and the device according to claim 8. Advantageous embodiments of the invention are defined in the subclaims.

A továbbiakban a találmány példaképpeni előnyös kiviteli alakjait rajzokkal ismertetjük, ahol azHereinafter, exemplary preferred embodiments of the invention are described with drawings, where

1. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakját szemléltető blokkvázlat, aFigure 1 is a block diagram illustrating an embodiment of the device according to the invention, a

- 4 2A-2C ábrák a találmány szerinti eljárás egy kiviteli alakjában a felvételkészítési rendet szemléltető vázlatos grafikonokat szemléltetnek, a- Figures 4 2A-2C show schematic graphs illustrating the recording order in one embodiment of the method according to the invention, the

3A ábra egy példaképpeni fluoreszcencia-felvétel, aFigure 3A is an exemplary fluorescence recording, a

3B ábra a 3A ábrához tartozó holografikus felvétel, aFigure 3B is the holographic image corresponding to Figure 3A, a

3C ábra a 3B ábrán bekeretezett rész rekonstrukciója, és aFigure 3C is a reconstruction of the part framed in Figure 3B, and a

4. ábra egy további példaképpeni fluoreszcencia-felvétel.Figure 4 is another exemplary fluorescence recording.

A találmány szerinti eljárás minta fluoreszcencia-vizsgálatára szolgál. Amint az alább be fogjuk mutatni, a találmány szerinti eljárás különösen előnyösen alkalmazható folyékony, áttetsző mintára. Egy ilyen mintában jellemzően a víz, mint folyékony áttetsző közeg szállít olyan fluoreszcens objektumokat, amelyek megfelelő fluoreszcens gerjesztés hatására fluoreszcens fény emittálnak, azaz fluoreszcens választ adnak. A fluoreszcens válasz hullámhossza eltér a gerjesztő fény hullámhosszától, és jellemzően a válasz hosszabb hullámhosszú, mint a gerjesztés.The method according to the invention is used for the fluorescence examination of a sample. As will be shown below, the method according to the invention can be particularly advantageously applied to a liquid, transparent sample. In such a sample, water, as a liquid translucent medium, typically carries fluorescent objects that emit fluorescent light upon appropriate fluorescent excitation, i.e. give a fluorescent response. The wavelength of the fluorescence response differs from the wavelength of the excitation light, and typically the response has a longer wavelength than the excitation.

A találmány szerinti eljárással vizsgált mintát célszerűen átfolyósan, a mintatartón megfelelő (megfelelően lassú) sebességgel átvezetjük.The sample examined by the method according to the invention is preferably flowed through the sample holder at a suitable (suitably slow) speed.

A találmány szerinti eljárás mindemellett természetesen alkalmas álló minta vizsgálatára is. A találmány szerinti eljárás továbbá alkalmas olyan szilárd minta vizsgálatára, amelyben kellőképpen vékony ahhoz, hogy a benne lévő fluoreszcens objektumokat gerjesszük és emittált fényüket érzékelni tudjuk. Az ilyen vékony mintákról a találmány szerinti eljárás megvalósításához szükséges holografikus felvétel jellemzően készíthető. Megfelelően rövid expozíciós időkkel a találmány szerinti eljárás és berendezés gáz halmazállapotú minták vizsgálatára is alkalmas.In addition, the method according to the invention is naturally also suitable for examining a stationary sample. The method according to the invention is also suitable for examining a solid sample in which it is thin enough to excite the fluorescent objects in it and detect their emitted light. The holographic recording required for the implementation of the method according to the invention can typically be made of such thin samples. With sufficiently short exposure times, the method and equipment according to the invention are also suitable for testing gaseous samples.

A találmány szerinti eljárás példaképpen előnyösen a találmány szerinti berendezéssel hajtható végre, amelynek egy kiviteli alakját az 1. ábrán szemléltetjük.For example, the method according to the invention can preferably be carried out with the device according to the invention, an embodiment of which is illustrated in Figure 1.

A találmány szerinti eljárás során a minta egy adott vizsgált mintatérfogatát (azaz egy éppen vizsgálat alatt lévő mintatérfogatot) fluoreszcens gerjesztő fénnyel bevilágítjuk és az adott vizsgált mintatérfogatnak a fluoreszcens gerjesztő fényDuring the method according to the invention, a specific examined sample volume of the sample (i.e. a sample volume currently under examination) is illuminated with fluorescent excitation light and the fluorescent excitation light of the given sample volume examined

- 5 hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényét leképezve fluoreszcenciafelvételt készítünk. A fluoreszcens emittált fény leképezése történhet közvetlenül (leképző elem közbeiktatása nélkül) az érzékelő síkjára, vagy - amint lentebb látni fogjuk - előnyösen leképzőlencse közbeiktatásával. Az 1. ábrán szemléltetett kiviteli alakban az adott vizsgált mintatérfogat a mintának az a része, amely a gerjesztés során éppen 10 mintatartó-térrészben tartózkodik.- 5 by mapping the emitted fluorescent light, we make a fluorescence recording. The fluorescent emitted light can be imaged directly (without the interposition of an imager element) on the plane of the sensor, or - as we will see below - preferably by the interposition of an imager lens. In the embodiment illustrated in Fig. 1, the given sample volume under investigation is the part of the sample that is located in the 10 sample holder spaces during the excitation.

Fluoreszcencia-felvételen olyan felvételt értünk, amely fluoreszcens objektumok által kibocsátott emittált fluoreszcens fény érzékelőre való leképezésével készül, azaz fluoreszcens forrásból származó fény leképzésének megjelenítésére szolgál. A holografikus felvételen pedig olyan felvételt értünk, amelyen holografikus információt rögzítünk; a holografikus felvétel holografikusan rekonstruálható információt tartalmaz.By fluorescence recording, we mean a recording that is made by mapping the emitted fluorescent light emitted by fluorescent objects onto a sensor, i.e. it is used to display the mapping of light from a fluorescent source. By holographic recording we mean a recording on which holographic information is recorded; the holographic recording contains information that can be holographically reconstructed.

A találmány szerinti eljárásban a fluoreszcencia-felvétel készítésével időben átfedő módon az adott vizsgált mintatérfogatról holografikus felvételt készítünk. A találmány szerinti eljárásban tehát a fentiek szerint meghatározott ugyanazon adott vizsgált mintatérfogatról készítünk időben átfedő módon fluoreszcenciafelvételt és holografikus felvételt.In the method according to the invention, a holographic recording is made of the sample volume under investigation in a time-overlapping manner with the fluorescence recording. In the method according to the invention, therefore, a fluorescence recording and a holographic recording are made in a time-overlapping manner on the same sample volume determined as above.

A fluoreszcencia-felvétel alatt tehát azt értjük, hogy a gerjesztés hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényről (azaz a fluoreszcens válaszról) készítünk felvételt, azaz a felvételen a fluoreszcens választ rögzítjük; a fluoreszcenciafelvételen a lehető legnagyobb mértékben kizárólag azon objektumokról látható információ, amelyek fluoreszkálnak (fluoreszcens választ adnak a megfelelő fluoreszcens gerjesztésre).By fluorescence recording, we mean that we make a recording of the fluorescent emitted light (i.e. the fluorescent response) emitted as a result of excitation, i.e. the fluorescent response is recorded on the recording; in the fluorescence recording, as much as possible, only information about objects that fluoresce (give a fluorescent response to the corresponding fluorescent excitation) is visible.

A holografikus felvétel pedig az adott vizsgált mintatérfogat hologramját tartalmazza, amelyet egy megfelelő holografikus elrendezéssel készítünk az adott vizsgált mintatérfogatról. Egy ilyen elrendezés lehet például az 1. ábra szerinti kiviteli alakban szemléltetett in-line holografikus elrendezés, de értelemszerűen alkalmazhatók más holografikus elrendezések is. A holografikus felvétel előnyösen egy digitális holografikus felvétel, az alkalmazott érzékelő pedig egy digitális holografikus érzékelő. Digitális holografikus elrendezésAnd the holographic recording contains the hologram of the given examined sample volume, which is made with a suitable holographic arrangement of the given examined sample volume. Such an arrangement can be, for example, the in-line holographic arrangement illustrated in the embodiment according to Figure 1, but other holographic arrangements can also be used by definition. The holographic recording is preferably a digital holographic recording and the sensor used is a digital holographic sensor. Digital holographic layout

- 6 alkalmazása esetén a találmányban alkalmazni tudjuk a digitális holográfiával járó előnyöket.- In case of application of 6, the advantages associated with digital holography can be applied in the invention.

A fluoreszcencia-felvételt és a holografikus felvételt egyaránt az adott vizsgált mintatérfogatról készítjük, és ebbe a mintatérfogatba érkezik a gerjesztő fény is.The fluorescence recording and the holographic recording are both taken from the given sample volume under investigation, and the excitation light also arrives in this sample volume.

A gerjesztő fény természetéből fakadóan nem feltétlenül világítja meg a teljes adott vizsgált mintatérfogatot egyenletesen, azonban a gerjesztő fényt előnyösen úgy alkalmazzuk, hogy inkább egy kicsit nagyobb térfogatot világítson meg, mint az adott vizsgált mintatérfogat. Ez utóbbi esetben az adott vizsgált mintatérfogatban lévő fluoreszcens objektumok mindegyike előnyösen gerjeszthető.Due to the nature of the excitation light, it does not necessarily illuminate the entire given sample volume uniformly, however, the excitation light is preferably used in such a way that it illuminates a slightly larger volume than the given sample volume. In the latter case, all of the fluorescent objects in the given sample volume can be advantageously excited.

A fluoreszcencia-felvétel tehát az adott vizsgált mintatérfogatról készül. Az adott vizsgált mintatérfogatról való felvételkészítésen azt értjük, hogy az adott vizsgált mintatérfogat, azaz annak az érzékelőn egy kétdimenziós vetülete a lehető legnagyobb mértékben meg fog jelenni a fluoreszcencia-felvételen (rákerül a fluoreszcencia-felvételre), és ezenkívül megjelenhet az adott vizsgált mintatérfogaton kívül eső részekről is információ. A holografikus felvétel készítését is így kell érteni (mivel a holografikus nyaláb is jellemzően túllóg oldalirányban az adott vizsgált mintatérfogaton). Az ily módon készített felvételeken meg lehet keresni a közös részt, amely lényegében az adott vizsgált mintatérfogat leképezése lesz.The fluorescence recording is therefore made from the given sample volume under investigation. By taking a picture of the given sample volume, we mean that the given sample volume, i.e. a two-dimensional projection of it on the sensor, will appear as much as possible on the fluorescence recording (it will be added to the fluorescence recording), and in addition, the area outside the given sample volume may appear information about parts. The making of a holographic recording should also be understood in this way (since the holographic beam also typically overhangs laterally over the given sample volume). In the recordings made in this way, you can search for the common part, which will essentially be a mapping of the given sample volume.

A találmány szerinti eljárás során továbbá a fluoreszcencia-felvételen fluoreszcens objektum-azonosítási lépést hajtunk végre, és amennyiben a fluoreszcens objektum-azonosítási lépésben az adott vizsgált mintatérfogatban legalább egy fluoreszcens objektumot azonosítunk, akkor a legalább egy fluoreszcens objektumhoz a fluoreszcencia-felvételen rendre legalább egy objektum pozíciót rendelünk, valamint a holografikus felvételt rekonstruálva rekonstruált holografikus felvételt állítunk elő és a rekonstruált holografikus felvételen a legalább egy objektum pozíció alapján a legalább egy fluoreszcens objektum rekonstruált modelljét (rekonstruált képét, háromdimenziós modelljét) azonosítjuk. A rekonstruált kép azonosításán azt értjük, hogy meghatározzuk, hogy a teljes holografikus felvétel rekonstrukciójából mely elkülöníthetőIn addition, during the method according to the invention, a fluorescent object identification step is performed on the fluorescence recording, and if at least one fluorescent object is identified in the given sample volume in the fluorescent object identification step, then at least one object on the fluorescence recording is corresponding to at least one fluorescent object we assign a position, and by reconstructing the holographic recording, we create a reconstructed holographic recording, and we identify the reconstructed model (reconstructed image, three-dimensional model) of at least one fluorescent object based on the position of at least one object in the reconstructed holographic recording. By identifying the reconstructed image, we mean determining which can be separated from the reconstruction of the entire holographic recording

- 7 rekonstruált modell tartozik a fluoreszcens objektumhoz. A fluoreszcens objektum-azonosítási lépést lentebb részletesen taglaljuk, ebben a lépésben megvizsgáljuk a fluoreszcencia-felvételt és megállapítjuk, hogy a rögzített információk alapján van-e azon felvétel-részlet (akár csak egy képpont), amely egy fluoreszcens objektumhoz tartozik, azaz a fluoreszcens objektum által emittált fény képződött le a fluoreszcencia-felvétel azon részére.- 7 reconstructed models belong to the fluorescent object. The fluorescent object identification step is discussed in detail below, in this step we examine the fluorescence recording and determine whether, based on the recorded information, there is a part of the recording (even just one pixel) that belongs to a fluorescent object, i.e. the fluorescent object light emitted by was formed in that part of the fluorescence recording.

Az eljárás ezen további lépéseit tehát csak akkor hajtjuk végre, ha a fluoreszcens objektum-azonosítási lépésben legalább egy fluoreszcens objektumot beazonosítunk a fluoreszcencia-felvétel alapján. Amennyiben az aktuálisan jelen lévő adott vizsgált mintatérfogatban található fluoreszcens objektum, akkor a fluoreszcencia-felvételen emittált fényének leképezése, azaz képe (továbbiakban: objektum-képe) jelenik meg. Ezen objektum-kép segítségével lehet a fluoreszcens objektumokat a fluoreszcencia-felvételen beazonosítani. Azt kell tehát a fluoreszcens objektum-azonosítási lépésben megvizsgálni, hogy található-e fluoreszcens objektum objektum-képe a fluoreszcencia-felvételen és ha van ilyen objektum-kép egyáltalán, akkor minden ilyen objektum-képet beazonosítani. A beazonosítással az objektum-kép helye alapján minden egyes fluoreszcens objektumhoz objektum pozíciót rendelünk. Amennyiben az éppen vizsgált mintatérfogat nem tartalmaz olyan fluoreszcens objektumot, amelyről (értékelhető) objektum-kép lenne leképezve a fluoreszcencia-érzékelőn, akkor az eljárás jelen lépéseit nem végezzük el (átfolyós minta esetén ilyenkor továbbmegyünk egy további mintatérfogat vizsgálatára).These additional steps of the method are therefore only performed if at least one fluorescent object is identified based on the fluorescence recording in the fluorescent object identification step. If a fluorescent object is currently present in the given sample volume under investigation, the mapping of its emitted light, i.e. its image (hereinafter: object image) is displayed on the fluorescence recording. With the help of this object image, the fluorescent objects can be identified in the fluorescence recording. Therefore, in the fluorescent object identification step, it is necessary to check whether there is an object image of a fluorescent object in the fluorescence recording and, if there is such an object image at all, then to identify all such object images. With identification, we assign an object position to each fluorescent object based on the location of the object image. If the currently examined sample volume does not contain a fluorescent object of which an (evaluable) object image is mapped on the fluorescence sensor, then the current steps of the procedure are not carried out (in the case of a flowing sample, in this case we proceed to the examination of an additional sample volume).

Az objektum pozíció kisméretű, pontszerű objektum-képekre értelemszerűen meghatározható, ha egy objektum-kép nagyobb kiterjedésű, akkor ahhoz valamilyen módon - például az objektum-kép mértani középpontját kijelölve - kell objektum pozíciót rendelni.The object position can by definition be determined for small, point-like object images, if an object image is larger, then an object position must be assigned to it in some way - for example, by selecting the geometric center of the object image.

Amennyiben tehát beazonosítottunk (találtunk) legalább egy fluoreszcens objektumot az adott vizsgált mintatérfogatban, rekonstruáljuk a szintén az ahhoz a mintatérfogathoz tartozó holografikus felvételt. Ez a rekonstruált holografikus felvétel tartalmazni fogja a beazonosított fluoreszcens objektum rekonstruált képét, azaz háromdimenziós modelljét. A rekonstruált holografikus felvételIf we have identified (found) at least one fluorescent object in the given sample volume, we reconstruct the holographic recording also belonging to that sample volume. This reconstructed holographic recording will contain a reconstructed image, i.e. a three-dimensional model, of the identified fluorescent object. The reconstructed holographic recording

- 8 azonban jellemzően olyan további objektumok rekonstruált képét (3D modelljét) is fogja tartalmazni, amelyek nem lettek fluoreszcens objektumként beazonosítva (a hologram-rekonstrukciót nem tudjuk erre nézve szelektíven végrehajtani). A jellemzően nagyszámú rekonstruált objektum közül a legalább egy fluoreszcens objektumot a találmány szerinti eljárással nagyon előnyösen könnyedén meg tudjuk találni. Mivel a fluoreszcencia-felvételt és a holografikus felvételt a fentiek szerint egyaránt az adott vizsgált mintatérfogatról készítettük, meghatározható, hogy a holografikus felvételen mely pozíció tartozik a fluoreszcencia-felvétel alapján beazonosított objektum pozícióhoz. A holografikus felvételen meghatározott pozíció alapján pedig megadható, hogy mely rekonstruált kép (3D modell) tartozik a fluoreszcens objektumhoz. Természetesen több fluoreszcens objektum jelenléte esetén a több objektum pozíció alapján több 3D modellt választunk ki ily módon.- 8, however, will typically also contain the reconstructed image (3D model) of additional objects that have not been identified as fluorescent objects (we cannot perform the hologram reconstruction selectively in this regard). Among the typically large number of reconstructed objects, at least one fluorescent object can be very advantageously found easily with the method according to the invention. Since the fluorescence recording and the holographic recording were taken from the given sample volume as described above, it can be determined which position on the holographic recording belongs to the position of the object identified on the basis of the fluorescence recording. Based on the position determined on the holographic recording, it is possible to specify which reconstructed image (3D model) belongs to the fluorescent object. Of course, in the case of the presence of several fluorescent objects, several 3D models are selected in this way based on the positions of several objects.

A találmány szerinti berendezés tehát működése során az előnyösen átfolyó mintában keresi a fluoreszcensen emittáló objektumokat. Amikor detektál egy ilyet a fluoreszcencia-felvételen, akkor az ezzel párhuzamosan rögzített holografikus kép alapján rekonstruálja az adott fluoreszcens objektum képét. Ehhez kihasználja, hogy a két felvétel lényegében ugyanarról a mintatérfogatról készül és időben átfedően, így a fluoreszcencia-felvételen beazonosított pozíció megkereshető a holografikus felvételen. A megkereséshez a fentiek szerint a két felvétel előnyösen térben és időben egymáshoz regisztrálva van, amin azt értjük, hogy a két felvételen azonosítva van az a tartomány (ablak), amely mindkét felvételen megjelenik, és ezek között meghatározzuk a hozzárendelést, azaz, hogy az egyiken meghatározott pozícióhoz a másikon milyen pozíció tartozik.During its operation, the device according to the invention preferably searches for fluorescently emitting objects in the flowing sample. When it detects such a thing in the fluorescence recording, it reconstructs the image of the given fluorescent object based on the parallel recorded holographic image. To do this, he takes advantage of the fact that the two recordings are made of essentially the same sample volume and overlap in time, so that the position identified on the fluorescence recording can be found on the holographic recording. For the search, according to the above, the two recordings are preferably registered to each other in space and time, by which we mean that the region (window) that appears in both recordings is identified on the two recordings, and the assignment is determined between them, i.e. that on one what position on the other side belongs to a specific position.

Összefoglalva, a fluoreszcens (fluoreszkáló) objektum fluoreszcencia-felvétel alapján meghatározott pozíciója megmutatja, hol található az objektum a cellában (x, y koordinátákat szolgáltat), míg fluoreszcens objektum pontos mélységét (z) a holografikus rekonstrukció határozza meg (az adott objektum holografikus felvételen való megtalálásához azonban elegendő az x, y koordináták ismerete).In summary, the position of the fluorescent (fluorescent) object determined on the basis of the fluorescence recording shows where the object is located in the cell (provides x, y coordinates), while the exact depth (z) of the fluorescent object is determined by the holographic reconstruction (the given object in the holographic recording however, knowing the x, y coordinates is sufficient to find it).

- 9 A fentiek szerint a találmány kiterjed egy olyan, minta fluoreszcencia-vizsgálatára alkalmas berendezésre is, amelyen a találmány szerinti eljárás példaképpen végrehajtható. A találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakját az 1. ábrán szemléltetjük.- 9 According to the above, the invention also covers a device suitable for the fluorescence examination of a sample, on which the method according to the invention can be carried out as an example. An embodiment of the device according to the invention is illustrated in figure 1.

Az ábra szerinti berendezés tartalmaz - a vizsgálat alá vetett - minta egy adott vizsgált mintatérfogatának befogadására alkalmas 10 mintatartó-térrészt, a 10 mintatartó-térrész fluoreszcens gerjesztő fénnyel való bevilágítására alkalmas egy vagy több, a jelen kiviteli alakban kettő 12a, 12b gerjesztő fényforrást, a 10 mintatartó-térrészben vizsgálat során tartózkodó adott vizsgált mintatérfogatnak a fluoreszcens gerjesztő fény hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényét leképezve fluoreszcencia-felvétel készítésére alkalmas 14 fluoreszcenciaérzékelőt, és az adott vizsgált mintatérfogatról holografikus felvétel készítésére alkalmas, holografikus 16 fényforrást és holografikus 18 érzékelőt tartalmazó holografikus elrendezést. A 10 mintatartó térrész fala jellemzően átlátszó, azaz a gerjesztő fény, az emittált fény és a holografikus fényforrás fénye át tudnak azon hatolni (előnyösen fénytörés, intenzitáscsökkenés nélkül).The apparatus according to the figure contains - 10 sample holder spaces suitable for receiving a given sample volume of the sample subjected to the test, one or more, in the present embodiment two, 12a, 12b excitation light sources suitable for illuminating the sample holder space 10 with fluorescent excitation light, the 10 14 fluorescence sensors suitable for recording fluorescence by mapping the fluorescent emitted light of a given sample volume in the sample holder space during the test, and a holographic arrangement containing 16 holographic light sources and 18 holographic sensors suitable for making a holographic recording of the given sample volume. The wall of the sample holding space part 10 is typically transparent, i.e. the excitation light, the emitted light and the light of the holographic light source can penetrate it (preferably without refraction or reduction in intensity).

Fluoreszcencia-érzékelőn olyan érzékelőt értünk, amely fluoreszcens objektumok által kibocsátott emittált fluoreszcens fény rögzítésére szolgál, azaz amelyre fluoreszcens forrásból származó fényt képzünk le. A holografikus érzékelőn pedig olyan érzékelőt értünk, amely holografikus információ rögzítésére szolgál. Mindkét érzékelő (képalkotó eszköz) fényérzékelő (jellemzően eltérő felbontással, érzékenységgel), csak a funkciójuk tér el, azaz, hogy milyen fény (az emittált fluoreszcens fény vagy a holografikus fényforrás fénye) rögzítésére alkalmazzuk ezen érzékelőket. Nevükben a fluoreszcencia és a holografikus jelző tehát nem valamely eleve meglévő tulajdonságuk megjelenítésére, csupán az érzékelők egymástól való megkülönböztetésére szolgál; így ez a jelző akár el is hagyható. Ugyanez teljesül a fluoreszcencia- és holografikus felvételekre is, amely elnevezésekben a jelzők azt jelenítik meg, hogy milyen jellegű fény leképezését kívánjuk az adott felvételen rögzíteni; így a jelzők ezen nevekben is a megkülönböztetést szolgálják, akár el is hagyhatók abból. A fentiek alkalmazandók az alább ismertetésre kerülő 22 fluoreszcencialeképzőlencsére is.By fluorescence sensor we mean a sensor that is used to record emitted fluorescent light emitted by fluorescent objects, i.e. on which light from a fluorescent source is imaged. By holographic sensor we mean a sensor that is used to record holographic information. Both sensors (imaging devices) are light sensors (typically with different resolution and sensitivity), only their function differs, i.e. what kind of light (emitted fluorescent light or light from a holographic light source) we use these sensors to capture. The fluorescence and holographic indicators in their names are therefore not used to display any pre-existing property, but merely to distinguish the sensors from each other; so this marker can even be omitted. The same is true for fluorescence and holographic recordings, in which names the indicators show what kind of light mapping we want to record in the given recording; thus, the adjectives in these names also serve to differentiate, they can even be omitted from it. The above also applies to the 22 fluorescence reducing lens described below.

- 10 A találmány szerinti berendezés jelen kiviteli alakjában a 14 fluoreszcenciaérzékelő és a 18 holografikus érzékelő a 10 mintatartó-térrészhez viszonyítva egymással átellenesen, a 10 mintatartó-térrésszel együtt közös optikai tengelyen vannak elrendezve. Ilyen elrendezés esetén a mintatartó-térrészről nagyon előnyösen készíthető a fluoreszcencia- és a holografikus felvétel, mivel ilyenkor mindkét érzékelő ugyanúgy lát rá a 10 mintatartó-térrészre csak ellenkező irányból. A találmány szerinti berendezés az ábra szerinti kiviteli alakban tartalmaz a holografikus 16 fényforrásból származó tárgyhullámot a közös optikai tengelyre leképző és a 10 mintatartó-térrész felé irányító, a holografikus 16 fényforrás fényét visszaverő és a fluoreszcens emittált fényt átengedő 20 becsatolóelemet.- 10 In the present embodiment of the device according to the invention, the fluorescence sensor 14 and the holographic sensor 18 are arranged opposite each other in relation to the sample holder space part 10, together with the sample holder space part 10, on a common optical axis. In the case of such an arrangement, the fluorescence and holographic recording of the sample holder space part can be made very advantageously, since in this case both sensors see the sample holder space part 10 in the same way, only from the opposite direction. In the embodiment shown in the figure, the device according to the invention contains the coupling element 20 which maps the object wave from the holographic light source 16 onto the common optical axis and directs it towards the sample holder space 10, reflects the light of the holographic light source 16 and transmits the fluorescent emitted light.

Az 1. ábrán is szemléltetett módon tehát a 14 fluoreszcencia-érzékelő és a 18 holografikus érzékelő is a 10 mintatartó-térrész felé néz, azaz ezen érzékelők segítségével a berendezés az egyik irányból a fluoreszcens tulajdonságait rögzíti a 10 mintatartó-térrészben lévő (azaz például egy mérőcellán átfolyó) mintatérfogatnak, míg a másik irányból egy - előnyösen digitális - holografikus mérést hajt végre.As illustrated in Figure 1, the fluorescence sensor 14 and the holographic sensor 18 face the sample holder space part 10, i.e. with the help of these sensors, the equipment records the fluorescence properties of the sample holder space part 10 from one direction (i.e. for example a flowing through the measuring cell) as the sample volume, while a - preferably digital - holographic measurement is performed from the other direction.

Mivel a találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazásaiban (például vízminőség ellenőrzés) a cél általában egy nagy térfogat átvizsgálása, előnyösen viszonylag nagy vastagságú (akár 0,8 mm vastag is lehet, a holografikus érzékelőn 1 μm-es felbontás elérése esetén is) átfolyós mérő cellát alkalmazunk (amelynek magában foglalja a vizsgálat alá vetett mintatartó-térrész). Ennek megfelelően a vizsgálatra szolgáló mintatartó-térrész is elérheti akár a 0,8 mm vastagságot, ami a közös optikai tengely menti kiterjedésének felel meg.Since in the applications of the method and equipment according to the invention (e.g. water quality control) the aim is usually to scan a large volume, preferably a flow-through measuring cell with a relatively large thickness (it can be as thick as 0.8 mm, even if a resolution of 1 μm is achieved on the holographic sensor) we apply (which includes the part of the sample holder under examination). Accordingly, the sample holder area for testing can reach a thickness of up to 0.8 mm, which corresponds to the extension along the common optical axis.

Ahhoz, hogy egy ilyen cellán belül, nagy mélységben megfelelő módon lehessen mérni egy digitális kamerával az emittált fluoreszcens fényt, előnyösen leképezést alkalmazunk, amely példaképpen kismértékű optikai nagyítás vagy kicsinyítés. Egy ilyen kiviteli alakot szemléltet az 1. ábra. Ezen kiviteli alakban a berendezés tartalmaz a közös optikai tengelyen a 14 fluoreszcencia-érzékelő és a 20 becsatolóelem között elrendezett 22 fluoreszcencia-leképzőlencsét.In order to be able to properly measure the emitted fluorescent light with a digital camera at a great depth within such a cell, imaging is preferably used, for example a small optical magnification or reduction. Such an embodiment is illustrated in Figure 1. In this embodiment, the device includes a fluorescence reduction lens 22 arranged between the fluorescence sensor 14 and the coupling element 20 on the common optical axis.

- 11 A 22 fluoreszcencia-leképzőlencse kicsinyítési/nagyítási mértéke előnyösen 0,51,5 közötti, még előnyösebben 0,9 és 1,1 közötti, különösen hozzávetőlegesen 1. Jellemzően olyan 22 fluoreszcencia-leképzőlencsét alkalmazunk, amelynek kicsinyítési/nagyítási mértéke 1 körüli, azaz se nem nagyít, se nem kicsinyít. Amennyiben az 1 körüli nagyítási/kicsinyítési mértékű lencséhez tartozó mélységélesség (jóval) kisebb lenne a 10 mintatartó-térrész közös optikai tengely irányú kiterjedésénél, akkor kisebb kicsinyítési/nagyítási mértékkel rendelkező leképzőlencse alkalmazásával a mélységélesség növelhető, és akár elérhető az is, hogy a mélységélesség közel megegyezzen a mintatartó-térrész z-irányú kiterjedésével. Amennyiben az 1 körüli nagyítási/kicsinyítési mértékű lencsével a mélységélesség nagyobb lenne a z-irányú kiterjedésnél, akkor a nagyítási/kicsinyítési mérték 1 fölé emelhető, azaz nagyítólencse rendezhető el fluoreszcencia-leképzőlencseként. A nagyítási/kicsinyítési mérték növelésére azonban nincsen szükség, mivel ebben az esetben az 1 körüli nagyítási/kicsinyítési mértékhez tartozó mélységélesség is megfelelő.- 11 The reduction/enlargement ratio of the fluorescence reduction lens 22 is preferably between 0.51.5, more preferably between 0.9 and 1.1, especially approximately 1. Typically, we use a fluorescence reduction lens 22 with a reduction/enlargement ratio of around 1, i.e. it neither zooms in nor zooms out. If the depth of field of a lens with a magnification/reduction ratio of around 1 would be (much) smaller than the common optical axis extension of the 10 sample holder spaces, then by using a reduction lens with a smaller magnification/reduction ratio, the depth of field can be increased, and it can even be achieved that the depth of field is close to should be the same as the z-direction extension of the sample holder space part. If the depth of field would be greater than the z-direction extension with a lens with a magnification/reduction ratio of around 1, then the magnification/reduction ratio can be raised above 1, i.e. a magnifying lens can be arranged as a fluorescence reduction lens. However, there is no need to increase the magnification/reduction ratio, since in this case the depth of field corresponding to the magnification/reduction ratio of around 1 is also suitable.

A fentebb kifejtetteket értjük azon, hogy az eljárás és berendezés egy kiviteli alakjában kicsinyítési/nagyítási mértéke beállításával a fluoreszcencialeképzőlencse mélységélessége a mintatartó-térrésznek a közös optikai tengely irányú (továbbiakban: z-irány) kiterjedéséhez van megválasztva, amelynek köszönhetően előnyösen választható olyan mélységélesség, amellyel a mintatartó-térrész mélységében lényegében teljesen leképezhető a fluoreszcencia-érzékelőre. Amennyiben tehát a leképezés mélységélessége a mintatartót a mélységi irányában lényegében átfogja, a vizsgálandó objektumok detektálhatóak maradnak (nem tűnnek el fókuszálatlanság miatt), bárhol legyenek is a mérőcellán belül.What has been explained above is understood to mean that, in one embodiment of the method and equipment, by adjusting the reduction/enlargement degree, the depth of field of the fluorescence reduction lens is selected for the extension of the sample holder space in the direction of the common optical axis (hereinafter: z-direction), thanks to which a depth of field can be advantageously selected with which in the depth of the sample holder space, it can essentially be completely mapped onto the fluorescence sensor. Therefore, if the depth of field of the mapping essentially covers the sample holder in its depth direction, the objects to be examined remain detectable (they do not disappear due to lack of focus), wherever they are within the measuring cell.

Az 1. ábrán látható 22 fluoreszcencia-leképzőlencse alkalmazásának és megfelelő paramétereinek (kicsinyítés/nagyítás, mélységélesség) köszönhetően a mintatartó mélységében leképezhető a fluoreszcencia-érzékelőre (a mintatartó teljes mélységéből emittált fénynyalábok leképződnek az érzékelőre). A 22 fluoreszcencia-leképzőlencse elrendezésének további előnye, hogy alkalmazásával leküzdhető az emittált fluoreszcens fény intenzitásának távolsággal történő (négyzetes) gyengülése, mivel a még kellően erős intenzitásúThanks to the use of the fluorescence imaging lens 22 shown in Figure 1 and its appropriate parameters (reduction/enlargement, depth of field), it can be imaged at the depth of the sample holder onto the fluorescence sensor (light beams emitted from the entire depth of the sample holder are imaged onto the sensor). An additional advantage of the arrangement of the fluorescence reduction lens 22 is that it can be used to overcome the (quadratic) weakening of the intensity of the emitted fluorescent light with distance, since the still sufficiently strong intensity

- 12 fluoreszcens fényt leképzi a fluoreszcencia-érzékelőre a 22 fluoreszcencialeképzőlencse. Az olyan ismert fluoreszcens minta vizsgáló berendezésekben, amelyekben a fluoreszcencia-felvételt és a holografikus felvételt ugyanarra az érzékelőre rögzítik, általában nem rendezhető el olyan fluoreszcencialeképzőlencse, amely a mélységélességet a kívánalmaknak megfelelően befolyásolja, annál is inkább, mert az ilyen rendszerekben a holografikus felvételhez célszerűen alkalmazott nagy nagyítású lencsét célszerű alkalmazni.- 12 fluorescent light is mapped onto the fluorescence sensor by the fluorescence reducing lens 22. In known fluorescent sample testing equipment, in which the fluorescence recording and the holographic recording are recorded on the same sensor, it is usually not possible to arrange a fluorescence reducing lens that affects the depth of field as desired, all the more so because in such systems the holographic recording is expediently used it is advisable to use a high magnification lens.

A kis nagyítással kapott fluoreszcencia-felvétel ugyan nem alkalmas a fluoreszcens objektumok felismerésére (a felvételen az objektumok elmosódottak lesznek a kis nagyítás, kis felbontás (és esetleg fókuszon kívüliség) miatt, az alkalmazott nagyítás alakmeghatározásra az előforduló fluoreszcens objektumok mérete miatt nem elegendő), a detektálásukra, beazonosításukra azonban igen, és arra viszont előnyösen a mintatartó nagy mélységében. Lényegében az alakfelismeréshez csak olyan felvétel lenne esetleg alkalmas, amely nagy nagyítással készül. Ekkor a mélységélesség nagyon kicsi lenne. Ugyanakkor számításba veendő az is, hogy a fluoreszcens objektumok emittált fénye akkor detektálható nagy biztonsággal, ha kellően hosszú expozíciós idővel készítjük a fluoreszcencia-felvételt (máskülönben a fluoreszcens objektumok objektum-képe jellemzően halvány lesz). A viszonylagosan hosszú expozíciós idő viszont azt okozza, hogy az expozíciós idő alatt a fluoreszcens objektumok elmozdulhatnak, ami szintén rontaná annak esélyét, hogy fel lehessen azokat ismerni egy fluoreszcencia-felvételről. Ezért is alkalmazzák a fluoreszcens áramlási-citométereket lényegében kizárólag a fluoreszcens objektumok számlálására.Although the fluorescence recording obtained with low magnification is not suitable for recognizing fluorescent objects (the objects in the recording will be blurred due to the low magnification, low resolution (and possibly out of focus), the applied magnification is not sufficient for shape determination due to the size of the fluorescent objects that occur), the however, yes to their detection and identification, and preferably in the large depth of the sample holder. Essentially, only images taken with high magnification would be suitable for shape recognition. Then the depth of field would be very small. At the same time, it should also be taken into account that the emitted light of fluorescent objects can be detected with high reliability if the fluorescence recording is taken with a sufficiently long exposure time (otherwise, the object image of fluorescent objects will typically be dim). The relatively long exposure time, on the other hand, causes fluorescent objects to move during the exposure time, which would also impair the chance of being able to recognize them from a fluorescence recording. This is also why fluorescent flow cytometers are used essentially exclusively for counting fluorescent objects.

Alább látni fogjuk, hogy a fluoreszcens képrögzítés fentebb taglalt sajátosságai nem jelentkeznek hátrányként a találmány szerinti eljárásban és berendezésben, hiszen a találmány szerint a fluoreszcencia-felvételt csak a fluoreszcens objektumok beazonosításához alkalmazzuk (nem a felismerésükre), amihez lényegében elegendő, ha a fluoreszcens objektumok leképzése, objektum-képe megjelenik a fluoreszcencia-felvételen. Alább látni fogjuk, hogy a találmány szerint a fluoreszcencia-felvételek készítéséhez szükséges viszonylagosan hosszú expozíciós idő sem okoz gondot.We will see below that the features of fluorescent image recording described above do not appear as disadvantages in the method and equipment according to the invention, since according to the invention, fluorescence recording is only used for the identification of fluorescent objects (not for their recognition), for which it is essentially sufficient if the fluorescent objects are imaged , the image of the object appears on the fluorescence recording. We will see below that, according to the invention, the relatively long exposure time required for taking fluorescence images is not a problem either.

- 13 Az objektum-felismerés, morfológiai osztályozás, a minta fluoreszcens tartalmának kiértékelése érdekében a találmány szerinti berendezés egy alkalmasan kialakított holografikus elrendezést is tartalmaz. Amennyiben nagyító-lencsét is elrendezünk, lényegében holografikus mikroszkópról beszélhetünk. A holografikus felvételből rekonstruált kép (a vizsgált objektumok térbeli modellje) alapján a fluoreszcenciával rendelkező objektumok már morfológiai szempontok alapján osztályozhatóak, mivel a fluoreszcenciafelvételen történő pozíció meghatározás (az objektum pozíció meghatározása) segítségével a rekonstruált holografikus képen az ilyen objektumok beazonosíthatók elhelyezkedésük alapján.- 13 For object recognition, morphological classification, and evaluation of the fluorescent content of the sample, the device according to the invention also contains a suitably designed holographic arrangement. If we also arrange a magnifying lens, we can essentially talk about a holographic microscope. Based on the image reconstructed from the holographic recording (spatial model of the investigated objects), objects with fluorescence can already be classified based on morphological aspects, since such objects can be identified based on their location on the reconstructed holographic image with the help of position determination on the fluorescence recording (determining the position of the object).

Az ismert áramlási-citométerekkel ellentétben a találmány szerinti eljárásban és berendezésben az sem jelent gondot, ha egyszerre akár több fluoreszcens objektum is jelen van a vizsgált mintatérfogatban (a mérés során a mérőcellában/mintatartóban tartózkodó mintamennyiség). A mintában jelen lévő objektumok fluoreszcenciáját a fentieknek megfelelően lehetséges egy megfelelő érzékenységű (ld. alább) kamerával vizsgálni (az olyan ismert megoldásokban, ahol fluoreszcencia-felvételt és a holografikus felvételt ugyanazzal az érzékelővel rögzítjük, nincs lehetőség arra, hogy az érzékelő érzékenységét az alkalmazáshoz azaz a fluoreszcencia- vagy holografikus felvétel készítéséhez válasszuk meg).In contrast to known flow cytometers, in the method and equipment according to the invention, it is not a problem if several fluorescent objects are simultaneously present in the examined sample volume (the amount of sample in the measuring cell/sample holder during the measurement). As mentioned above, it is possible to examine the fluorescence of the objects present in the sample with a camera with a suitable sensitivity (see below) (in the known solutions where fluorescence recording and holographic recording are recorded with the same sensor, it is not possible to adjust the sensitivity of the sensor for the application, i.e. choose to take a fluorescence or holographic recording).

A fluoreszcencia-felvétel rögzítésére szolgáló kamera felvétele alapján meg lehet tehát határozni minta adott vizsgált térfogatában a fluoreszcens objektumok pozícióját (pontosabban 3D-s pozíciójuk 2D-s vetületét). Mivel a fluoreszcenciafelvétel és a holografikus felvétel ugyanarról az állapotról - azaz egy adott vizsgált mintatérfogatról - készül, a két felvétel tartalma egymáshoz rendelhető, megkereshető (regisztrálható) a két felvételen az egyazon objektumhoz tartozó információ. A fluoreszcencia-felvétel expozíciós ideje jellemzően jóval hosszabb, mint a holografikus felvételé, ezen expozíciós idő alatt készítjük el a holografikus felvételt jóval rövidebb expozíciós idővel; a két felvétel tehát időben átfedő módon készül. Ezt segíti elő a fluoreszcens objektum pozíciójának meghatározása a fluoreszcencia-felvételen, mert ezáltal - a két felvétel megfelelő egymáshozBased on the recording of the camera for recording the fluorescence recording, it is therefore possible to determine the position of the fluorescent objects in a given examined volume of the sample (more precisely, the 2D projection of their 3D position). Since the fluorescence recording and the holographic recording are made of the same condition - i.e. a specific examined sample volume - the content of the two recordings can be assigned to each other, and the information belonging to the same object can be found (registered) in the two recordings. The exposure time of the fluorescence recording is typically much longer than that of the holographic recording, during this exposure time we make the holographic recording with a much shorter exposure time; the two recordings are therefore made overlapping in time. This is facilitated by the determination of the position of the fluorescent object on the fluorescence recording, because as a result - the two recordings correspond to each other

- 14 regisztráltsága esetén - a pozíció segítségével az adott objektum a holografikus felvételen is beazonosítható lesz.- If 14 is registered - the given object can be identified in the holographic recording with the help of the position.

A fluoreszcencia-felvétel készítésére szolgáló érzékelő előnyösen nagy érzékenységű (hogy a viszonylagosan gyenge fluoreszcens jelet a lehető legjobban érzékelni tudjuk), de viszonylag kis felbontású. A holografikus felvételt pedig előnyösen nagy felbontású érzékelővel készítjük, amelynek érzékenysége a fluoreszcencia-érzékelőhöz képest kicsi (a holografikus érzékelő esetén nincs szükség nagy érzékenységű érzékelőre, mivel a felvétel létrehozásához alkalmazott holografikus fényforrás (pl. lézer vagy LED) fényének intenzitása nem alacsony). Egy példaképpeni megvalósításban, 5,3 Volt/Lux-sec volt a fluoreszcenciát mérő (színes) kamera érzékenysége, míg a holografikus elrendezésben alkalmazott digitális holografikus kameráé pedig 0,724 Volt/Luxsec.The sensor for recording fluorescence is preferably of high sensitivity (so that we can detect the relatively weak fluorescence signal as best as possible), but relatively low resolution. The holographic recording is preferably made with a high-resolution sensor, the sensitivity of which is low compared to the fluorescence sensor (in the case of the holographic sensor, a high-sensitivity sensor is not required, since the light intensity of the holographic light source (e.g. laser or LED) used to create the recording is not low). In an exemplary embodiment, the sensitivity of the fluorescence measuring (color) camera was 5.3 Volts/Lux-sec, while that of the digital holographic camera used in the holographic arrangement was 0.724 Volts/Lux-sec.

A találmány szerinti berendezés és eljárás egy kiviteli alakjában 4-7 Volt/Lux-sec érzékenységű fluoreszcencia-érzékelőt alkalmazunk, és/vagy 0,5-2 Volt/Lux-sec érzékenységű holografikus érzékelőt alkalmazunk. Ebben a kiviteli alakban megválaszthatjuk előnyösen a fluoreszcencia- vagy a holografikus érzékelőt is úgy, hogy az adott alkalmazáshoz megfelelő érzékenységűek legyenek, különösen előnyösen mindkét (fluoreszcencia- és holografikus) érzékelő érzékenységét a fenti tartományokból választjuk, így a berendezés mindkét érzékelője esetén az alkalmazáshoz leginkább illő érzékelőt alkalmazhatjuk.In one embodiment of the device and method according to the invention, a fluorescence sensor with a sensitivity of 4-7 Volts/Lux-sec is used and/or a holographic sensor with a sensitivity of 0.5-2 Volts/Lux-sec is used. In this embodiment, the fluorescence or holographic sensor can preferably be chosen so that they have the appropriate sensitivity for the given application, especially preferably the sensitivity of both (fluorescence and holographic) sensors is chosen from the above ranges, so that in the case of both sensors of the equipment, the most suitable for the application sensor can be used.

A találmány egy kiviteli alakjában a fluoreszcencia-felvétel elkészítéséhez 40-200 ms expozíciós időt (Tf), és/vagy a holografikus felvétel elkészítéséhez pedig 0,55 ms expozíciós időt (Th) alkalmazunk.In one embodiment of the invention, an exposure time of 40-200 ms (Tf) is used for the preparation of the fluorescence recording, and/or an exposure time of 0.55 ms (Th) is used for the preparation of the holographic recording.

Amennyiben a Tf expozíciós időt a megadott tartományból választjuk, a fluoreszcencia-felvétel jó eséllyel fogja tartalmazni a gyengén emittáló fluoreszcens objektumokból származó fénysugár leképződését. A tartományon belül természetesen az is megszabja a választást, hogy a gerjesztő fénynek milyen az erőssége, illetve, hogy a fluoreszcencia-érzékelőig eljutva az emittált fluoreszcens fény milyen mértékben gyengül. Amennyiben a Th expozíciós időt a fenti tartományból választjuk, akkor holografikus felvételt jó eséllyelIf the exposure time Tf is chosen from the specified range, the fluorescence recording will most likely include the generation of the light beam from weakly emitting fluorescent objects. Within the range, of course, the choice is determined by the strength of the excitation light and the extent to which the emitted fluorescent light weakens upon reaching the fluorescence sensor. If the exposure time Th is chosen from the above range, then there is a good chance of holographic recording

- 15 megfelelően élesre tudjuk készíteni elkerülve a fluoreszcens objektumok elmozdulását. Amennyiben mindkét expozíciós időt rendre a fenti tartományokból választjuk, akkor mindkét előny jelentkezik, azaz mindkét érzékelő alkalmazásának megfelelően hangolható.- 15 can be properly sharpened, avoiding the displacement of the fluorescent objects. If both exposure times are chosen respectively from the above ranges, then both advantages appear, i.e. they can be adjusted according to the application of both sensors.

A fluoreszcencia-felvételhez alkalmazott hosszabb expozíciós idő mellett célszerű kisebb felbontású érzékelőt alkalmazni a fluoreszcens információ rögzítésére, ugyanis nincs szükségünk nagy felbontású eredményre, viszont a kis felbontás miatt egy ilyen felvétel nagyon gyorsan kiolvasható az érzékelőről. A kis felbontású érzékelők emellett jellemzően nagy érzékenységgel rendelkeznek a viszonylagosan nagy pixelméretek miatt, így egy kis felbontású érzékelővel a fluoreszcencia-érzékelővel szemben támasztott minden igény kielégíthető. Ehhez előnyösen 0,5-3 megapixel/25 mm2 felbontású fluoreszcencia-érzékelőt alkalmazunk. Még előnyösebben alkalmazható 1-2 megapixel/25 mm2, különösen előnyösen hozzávetőlegesen 1,3 megapixel/25 mm2 felbontású érzékelő.In addition to the longer exposure time used for fluorescence recording, it is advisable to use a sensor with a lower resolution to record the fluorescence information, because we do not need a high-resolution result, but due to the low resolution, such a recording can be read from the sensor very quickly. In addition, low-resolution sensors typically have high sensitivity due to relatively large pixel sizes, so a low-resolution sensor can meet all the requirements of a fluorescence sensor. A fluorescence sensor with a resolution of 0.5-3 megapixels/25 mm 2 is preferably used for this. Even more preferably, a sensor with a resolution of 1-2 megapixels/25 mm 2 , particularly preferably approximately 1.3 megapixels/25 mm 2 , can be used.

Erre az érzékelőre képezzük le a fluoreszcens objektumok által emittált fényt. Amint fentebb kifejtettük, a leképezésnél előnyösen alkalmazunk leképzőlencsét, amely lehet kicsinyítő/nagyító. Jellemzően a kicsinyítés/nagyítás mértéke közel 1, azaz lényegében nem történik se nagyítás, se kicsinyítés. Ekkor tehát a leképzőlencse körülbelül akkora képet vetít a fluoreszcencia-érzékelőre, amekkora a vizsgált térrésznek a közös tengelyre merőleges kiterjedése. Ez a leképezés jellemzően nem tölt ki egy 5x5 mm-es érzékelőt, ezért a vizsgálat során annak csak egy részét használjuk, példaképpen 256x256 pixelt vagy 320x320 pixelt.The light emitted by fluorescent objects is imaged on this sensor. As explained above, for imaging, we preferably use a reducing lens, which can be a reducer/enlarger. Typically, the degree of reduction/enlargement is close to 1, i.e. essentially neither enlargement nor reduction takes place. In this case, the reducing lens projects an image onto the fluorescence sensor approximately as large as the extent of the examined space perpendicular to the common axis. This mapping typically does not fill a 5x5 mm sensor, so we only use a part of it during the test, for example 256x256 pixels or 320x320 pixels.

A holografikus felvételt előnyösen kis expozíciós idővel készítjük, az expozíciós időt a fenti tartományból megválasztva. Mivel azonban nagy felbontású felvételre van szükségünk a megfelelő részletességű rekonstrukcióhoz a holografikus felvétel esetében, holografikus érzékelőként a fluoreszcencia-felvételhez alkalmazott érzékelőnél nagyobb felbontású érzékelőt alkalmazunk, aminek azonban a kiolvasási ideje hosszabb, mint a fluoreszcencia-érzékelőé. A holografikus érzékelő előnyösen 5-20 megapixel/25 mm2 felbontású; mégThe holographic recording is preferably taken with a short exposure time, choosing the exposure time from the above range. However, since we need a high-resolution recording for the reconstruction with the appropriate detail in the case of the holographic recording, we use a sensor with a higher resolution than the sensor used for the fluorescence recording as a holographic sensor, which, however, has a longer readout time than that of the fluorescence sensor. The holographic sensor preferably has a resolution of 5-20 megapixels/25 mm 2 ; yet

- 16 előnyösebben 10-15 megapixel/25 mm2 felbontású, különösen előnyösen hozzávetőlegesen 12 megapixel/25 mm2 felbontású. Ilyen felbontású érzékelővel már kellő részletességű felvétel készíthető, hogy azt jó minőségben rekonstruálni lehessen. A viszonylag nagy felbontású érzékelők érzékenysége jellemzően alacsonyabb, de a holografikus fényforrás fényének rögzítéséhez teljes mértékben megfelelő.- 16 preferably with a resolution of 10-15 megapixels/25 mm 2 , particularly preferably with a resolution of approximately 12 megapixels/25 mm 2 . With a sensor with such a resolution, a recording with sufficient detail can be taken so that it can be reconstructed in good quality. Relatively high-resolution sensors typically have a lower sensitivity, but are fully adequate for recording the light of the holographic light source.

A fluoreszcencia-felvétel hosszabb expozíciós ideje és a holografikus felvétel hosszabb kiolvasási ideje összehangolható (azonos nagyságrendbe esnek); a következő felvétel készítéséig - vagyis amikorra a vizsgálandó térfogat kicserélődik - mindkét felvétel letöltését el lehet végezni. Számos esetben a következő felvétel készítéséig még ennél is nagyobb idő telik el.The longer exposure time of the fluorescence recording and the longer reading time of the holographic recording can be coordinated (they are of the same order of magnitude); until the next recording is taken - that is, when the volume to be examined is replaced - both recordings can be downloaded. In many cases, even more time passes until the next recording is made.

A találmány szerinti eljárás jelentősen gyorsítja a hagyományos digitális holografikus mikroszkóphoz képest a feldolgozást, hiszen ott az összes objektum rekonstrukciójára és alakjának elemzésére szükség van. Ezzel szemben a találmány szerint az adott fluoreszcencia-felvételhez tartozó holografikus felvételt csak akkor rekonstruáljuk, ha a fluoreszcencia-felvételen be lehetett azonosítani (legalább egy) fluoreszcens objektumot. Abban az esetben, ha a fluoreszcenciafelvételen nem lehetett beazonosítani fluoreszcens objektumot, akkor a hozzá tartozó holografikus felvételt figyelmen kívül hagyjuk, és nem rekonstruáljuk. A minta kiértékelését az is segíti, hogy az objektum-pozíció(k) fluoreszcenciafelvételen történő meghatározásával meghatározható az adott felvételen található fluoreszcens objektum(ok) köre (a legtöbb esetben, megfelelően ritka mintára jellemzően egyetlen ilyen objektum egy felvételen). Az objektum-pozíciók segítségével a rekonstruált holografikus felvételen is egyszerűen elkülöníthető az ilyen objektumokhoz tartozó rekonstruált információ, azaz lényegében a háromdimenziós modelljük.The method according to the invention significantly speeds up the processing compared to the traditional digital holographic microscope, since it is necessary to reconstruct and analyze the shape of all objects. On the other hand, according to the invention, the holographic recording belonging to the given fluorescence recording is reconstructed only if (at least one) fluorescent object could be identified in the fluorescence recording. In the event that a fluorescent object could not be identified on the fluorescence recording, the corresponding holographic recording is ignored and not reconstructed. The evaluation of the sample is also aided by the fact that by determining the object position(s) on the fluorescence recording, the circle of the fluorescent object(s) found in the given recording can be determined (in most cases, typically only one such object in one recording, for a sufficiently rare sample). With the help of the object positions, the reconstructed information belonging to such objects, i.e. essentially their three-dimensional model, can be easily separated in the reconstructed holographic recording.

A találmány szerinti eljárás és berendezés nagy előnye az áramlásicitométerekhez képest, hogy a találmány szerint lehetőség van jó felbontású képet (modellt) alkotni az átfolyó mintában található fluoreszcens (autofluoreszcens vagy festett fluoreszcenciával rendelkező) objektumokról és ezzel segíteni a pontosabb osztályozást.A great advantage of the method and equipment according to the invention compared to flow cytometers is that, according to the invention, it is possible to create a high-resolution image (model) of the fluorescent (autofluorescent or dyed fluorescence) objects in the flowing sample and thus help with more accurate classification.

- 17 A kamerák - azaz a fluoreszcencia-érzékelő és a holografikus érzékelő felvételeinek regisztrálására (azaz egymáshoz rendelésére, az általuk leképzett közös terület meghatározására, illetve esetleges eltérő orientációjuk esetén, tehát ha nem teljes mértékben szembe néznek egymással a találmány szerinti berendezésben) előnyösen teszt objektumokat használunk. A teszt objektumok példaképpen néhány jól fluoreszkáló objektumot tartalmaznak, amelyek a holografikus rendszerrel is jól azonosíthatók. Teszt objektumként példaképpen tesztgyöngyöket alkalmazunk. Megfelelő mennyiségű (például három) ilyen tesztgyöngy együttes detektálásakor, azok azonosíthatók a rekonstruált elrendeződésük alapján. A fluoreszcencia- és a holografikus érzékelőn is kimért objektumpozíciók alapján a két érzékelő képének egymáshoz rendeléséhez szükséges elforgatás, eltolás és nagyítás (megfelelő ROI [region of interest érdekesnek talált terület] kiválasztása) megfelelő algoritmus segítségével megkapható, azaz a két érzékelő regisztrációja elvégezhető. A kapott beállítások hasonló módon előnyösen tesztelhetők is újabb teszt objektumokkal. Ez egy félautomatikus kalibrációs eljárás (emberi beavatkozással), de akár teljesen automatizált kalibrációs eljárás is alkalmazható, kidolgozható.- 17 For registering the recordings of the cameras - i.e. the fluorescence sensor and the holographic sensor (i.e. assigning them to each other, determining the common area they image, and in case of possible different orientations, i.e. if they do not completely face each other in the device according to the invention) preferably test objects we use The test objects include, for example, some highly fluorescent objects that can also be easily identified with the holographic system. As a test object, we use, for example, test beads. When a sufficient amount (for example, three) of these test beads are detected together, they can be identified based on their reconstructed arrangement. Based on the object positions measured on both the fluorescence and holographic sensors, the rotation, shift and magnification (selection of the appropriate ROI [region of interest found to be interesting]) required to match the images of the two sensors can be obtained with the help of a suitable algorithm, i.e. the registration of the two sensors can be performed. The resulting settings can also be advantageously tested with new test objects in a similar way. This is a semi-automatic calibration procedure (with human intervention), but a fully automated calibration procedure can also be used or developed.

Az egyes objektumok mozgásmintázata alapján is elvégezhető a kalibráció, azaz sorozatfelvételek esetén a nem túl szabályosan mozgó objektumok követésével (szintén mindkét képen folyamatosan meghatározva a pozíciót).Calibration can also be carried out based on the movement pattern of individual objects, i.e. in the case of continuous shots, by following objects that do not move very regularly (also continuously determining the position in both images).

Fluoreszcens jel jó térfogati észleléséhez (nagy mélységélességéhez) tehát kis optikai nagyítás/kicsinyítés vagy kicsinyítés/nagyítás nélküli leképzőlencse alkalmazása szükséges. Ha nem alkalmazunk kicsinyítést/nagyítást, akkor a fluoreszcencia-szenzornak (érzékelőnek) a mérőcella (mintatartó) közvetlen közelében kell lennie. A mérendő objektumoktól viszonylag távol elrendezett érzékelő esetén a mérést nehezíti, hogy a fluoreszcens fény erőssége négyzetesen csökken a távolsággal, és kiterjedt folton jelenik meg (ekkor észlelése és lokalizálása is a növekvő távolsággal egyre nehezebb lenne). Ennek elkerülésére alkalmazható ilyen esetekben a találmány szerint leképzőlencse, amelynek használatával a vizsgált mintatartó-térrész és a fluoreszcenciaérzékelő egymástól távolabb is el lehet rendezve.For a good volumetric detection (high depth of field) of a fluorescent signal, it is therefore necessary to use a reducing lens with a small optical magnification/reduction or without reduction/magnification. If reduction/enlargement is not used, the fluorescence sensor (detector) must be in the immediate vicinity of the measuring cell (sample holder). In the case of a sensor arranged relatively far from the objects to be measured, the measurement is made difficult by the fact that the strength of the fluorescent light decreases squarely with the distance and appears in an extensive spot (in this case, its detection and localization would become more and more difficult with the increasing distance). To avoid this, the reduction lens according to the invention can be used in such cases, with the use of which the tested sample holder space and the fluorescence sensor can be arranged further away from each other.

- 18 Egyes ismert holografikus rendszerek, különösen azok, amelyekben a fluoreszcencia- és a holografikus felvételt ugyanazzal az érzékelővel készítik, lencse nélküliek, mivel nem rendezhető el olyan lencse, amely mind a fluoreszcencia-érzékelőhöz, mind a holografikus érzékelőhöz megfelelő lenne. A lencse nélküli megoldás növelheti ugyan a mérhető felületet, de a megfelelő egyenletes nagy intenzitású fluoreszcens megvilágítás biztosítása is sokkal nehezebb egy nagy felületen. Ráadásul, a lencse nélküli ismert megoldásokban a holografikus rekonstrukció megkívánt felbontása eléréséhez, mivel alapvetően a pixelméret korlátozza a lencse nélküli rendszer esetén az elérhető felbontást, valamilyen szuperrezolúciós eljárást szükséges alkalmazni. Ehhez több felvétel szükséges, ami jelentősen lassítja mintavételt és bonyolítja a fluoreszcenciafelvétel, felvételek és a szuperrezolúcióhoz készült felvételek regisztrációját.- 18 Some known holographic systems, especially those in which fluorescence and holographic imaging are performed with the same sensor, are lensless, since it is not possible to arrange a lens suitable for both the fluorescence sensor and the holographic sensor. A solution without a lens can increase the measurable surface area, but it is much more difficult to ensure adequate and uniform high-intensity fluorescent lighting on a large surface area. In addition, in order to achieve the required resolution of the holographic reconstruction in the known solutions without a lens, since the pixel size basically limits the resolution that can be achieved in the case of a system without a lens, it is necessary to use some kind of super-resolution method. This requires more recordings, which significantly slows down sampling and complicates the registration of fluorescence recording, recordings and recordings made for super-resolution.

Amint az 1. ábra szerinti kiviteli alak szemlélteti, megfelelő optikai elemek, objektívek, lencsék használatával viszont a megfelelően erős megvilágítás az egész (kisebb) vizsgált térfogatban könnyen biztosítható.As shown in the embodiment according to Figure 1, by using suitable optical elements, objectives, and lenses, sufficiently strong illumination can be easily ensured in the entire (smaller) examined volume.

A különválasztott fluoreszcencia- és holografikus érzékelő miatt a találmány szerint lehetővé válik a megfelelő nagyítás alkalmazása, amellyel a holografikus rendszerben is sokkal egyszerűbben elérhető a szükséges felbontás és így a mérés is sokkal gyorsabb lehet. Ennek megfelelően a találmány szerinti berendezés az 1. ábrán szemléltetett kiviteli alakban tartalmaz a 10 mintatartótérrész és a 18 holografikus érzékelő között elrendezett 24 holografikus leképzőlencsét. A 24 holografikus leképzőlencse nagyítási mértéke előnyösen 1,5-10 közötti, még előnyösebben 2-3 közötti, különösen hozzávetőlegesen 2,5. Ilyen nagyítás alkalmazásával biztosítható a kellően nagy felbontás a jó minőségű rekonstrukció érdekében.Due to the separate fluorescence and holographic sensor, according to the invention, it is possible to use the appropriate magnification, with which the required resolution can be achieved much more easily in the holographic system and thus the measurement can be much faster. Accordingly, the device according to the invention in the embodiment illustrated in Figure 1 contains the holographic imaging lens 24 arranged between the sample holding space part 10 and the holographic sensor 18. The magnification of the holographic reduction lens 24 is preferably between 1.5 and 10, more preferably between 2 and 3, especially approximately 2.5. By using such magnification, a sufficiently high resolution can be ensured for high-quality reconstruction.

Bár lencsék alkalmazása esetén kisebbnek tűnhet a mérhető felület és térfogat, de a nagyobb vizsgált mintatérfogatok a lencse nélküli esetben a szükséges sok expozíció (szuperrezolúciónál négyzetesen nő a felbontás növelésével) és a fluoreszcencia-felvételek kis mélységélessége miatt ez egyáltalán nem használhatók ki.Although the measurable surface and volume may seem smaller when lenses are used, the larger sample volumes examined without lenses cannot be used at all due to the large number of exposures required (in the case of super-resolution, it increases quadratically with the increase in resolution) and the low depth of field of the fluorescence recordings.

- 19 A fentieknek megfelelően egészen mások a fluoreszcencia- és a holografikus érzékelővel szemben támasztott igények is. A találmány szerinti esetben a fluoreszcencia-kamera (érzékelő), melynél a nagy mélységélesség elérése érdekében kis nagyítást kell alkalmazni, előnyösen kis felbontású (nagy pixelmérettel rendelkezik), de nagyon érzékeny, valamint előnyösen nagy erősítésre is képes kis zajjal (nagy az érzékenység). Hasznos, ha a kamera színeket is képes érzékelni, így a különböző színű fluoreszcenciákat megkülönböztetni.- 19 In accordance with the above, the demands placed on fluorescence and holographic sensors are quite different. In the case according to the invention, the fluorescence camera (sensor), which requires a small magnification in order to achieve a high depth of field, preferably has a low resolution (has a large pixel size), but is very sensitive, and is also preferably capable of high amplification with low noise (high sensitivity). It is useful if the camera can also detect colors, so that different colored fluorescences can be distinguished.

A holografikus kamera esetén, mivel a megfelelő megvilágítás könnyebben biztosítható (mivel jellemzően lézer vagy LED fényforrást alkalmazunk) ezért nem az érzékenység, hanem a kis pixelméret és a minél nagyobb felbontás a fontos. Itt alkalmazható monokróm kamera (érzékelő) is, hiszen a szín információkat a fluoreszcens jelekkel helyettesíthetjük (előnyösen meghatározható, ha több különböző fluoreszcens emittált fénynyaláb van jelen) és a színes megvilágítást a fluoreszcens mérés amúgy is akadályozza.In the case of the holographic camera, since adequate lighting can be provided more easily (since we typically use a laser or LED light source), the important thing is not the sensitivity, but the small pixel size and the highest possible resolution. A monochrome camera (sensor) can also be used here, since the color information can be replaced by fluorescent signals (it can be determined preferably if several different fluorescent emitted light beams are present) and colored illumination is hindered by fluorescent measurement anyway.

Látszik, hogy a különböző igényeket a szenzorokkal szemben csak nagy kompromisszumok árán lehetne fedésbe hozni.It can be seen that the various demands on the sensors could only be met at the cost of major compromises.

Ezért célszerű a találmány szerinti optikai elrendezést alkalmazni, amely az ismert megoldásoknál sokkal hatékonyabb mérőberendezést valósít meg. A holografikus mérés esetén nagy felbontású rekonstrukció eléréséhez szükség lehet megfelelő nagyításra (lencse nélküli esetben, általában a szenzor pixelmérete korlátozza az elérhető felbontást), amihez a találmány esetében van lehetőség objektív alkalmazására. (Megjegyzendő, hogy a lencse nélküli elrendezés jelentősen korlátozza az elérhető felbontást. Nem vagy alig mozgó, alacsony felbontású, nem túl vastag minták feldolgozására alkalmas csak a lencse nélküli rendszer.)Therefore, it is advisable to use the optical arrangement according to the invention, which realizes a measuring device that is much more efficient than the known solutions. In the case of holographic measurement, in order to achieve a high-resolution reconstruction, appropriate magnification may be necessary (in the case without a lens, the pixel size of the sensor usually limits the available resolution), for which in the case of the invention it is possible to use a lens. (It should be noted that the lensless arrangement significantly limits the achievable resolution. Only the lensless system is suitable for processing non-moving or barely moving, low-resolution, not very thick samples.)

A találmány szerinti eljárással és berendezéssel előnyösen többféle fluoreszcens választ is detektálhatunk egyszerre. Ha a fluoreszcens objektumok által emittált hullámhosszak távol esnek egymástól, akkor egy egyszerű színes (pl. bayer pattern [bayer elrendezés] segítségével kialakított) kamerával ezek elkülöníthetők. De ha közel esnek az emissziós csúcsok egymáshoz, akkor akárWith the method and equipment according to the invention, it is advantageous to detect multiple fluorescent responses at the same time. If the wavelengths emitted by fluorescent objects are far from each other, they can be separated with a simple color camera (e.g. a Bayer pattern). But if the emission peaks are close to each other, so be it

- 20 több fluoreszcencia-kamera alkalmazása is elképzelhető, és ezek fényútját célszerűen dichroikus tükrökkel választjuk el (pl, ha mindkettő vörösben emittál, csak 30 nm-el az egyik feljebb).- The use of 20 more fluorescence cameras is conceivable, and their light paths are preferably separated by dichroic mirrors (eg, if both emit red, one is only 30 nm higher).

A találmány szerinti eljárásban és berendezésben a minta a mérő cellán (mintatartó-térrészen) folyik keresztül. A minta viszonylag ritka, autofluoreszcenciával rendelkező (például klorofill, fikocianin, fikoeritrin, stb.), vagy valamilyen fluoreszcens festéssel megjelölt (FDA - fluoreszcein-diacetát: élő és élettelen elválasztására alkalmas festék, FITC - fluoreszcein-izothiocianát: fluoreszcens festék, stb.) objektumokat tartalmaz.In the method and equipment according to the invention, the sample flows through the measuring cell (sample container). The sample is relatively rare, with autofluorescence (for example, chlorophyll, phycocyanin, phycoerythrin, etc.), or marked with some fluorescent dye (FDA - fluorescein diacetate: a dye suitable for separating living and non-living things, FITC - fluorescein isothiocyanate: fluorescent dye, etc.) contains objects.

A megfelelő hullámhosszú fluoreszcens megvilágítást egy vagy több ferdén elhelyezett, a mért térfogatot jól, egyenletesen és megfelelő fényerővel megvilágító gerjesztő 12a, 12b fényforrás biztosítja (vö. 1. ábra). Az 1. ábra szerinti kiviteli alakban a 12a, 12b gerjesztő fényforrás a 10 mintatartó-térrésznek a közös optikai tengelytől eltérő irányból történő bevilágítására alkalmasan (azaz ferdén és előnyösen a közös optikai tengelyhez viszonyítva kis szögben, előnyösen kb. 30-60°-ban) van elrendezve. A jelen kiviteli alakban a berendezés tehát az egymástól eltérő hullámhosszú gerjesztő fény kibocsátására alkalmas gerjesztő 12a, 12b fényforrásokat tartalmazza.The appropriate wavelength fluorescent lighting is provided by one or more obliquely placed excitation light sources 12a, 12b, which illuminate the measured volume well, evenly and with adequate brightness (cf. Figure 1). In the embodiment according to Figure 1, the excitation light source 12a, 12b is suitable for illuminating the sample holder-space part 10 from a direction other than the common optical axis (i.e. obliquely and preferably at a small angle relative to the common optical axis, preferably approx. 30-60°) is arranged. In the present embodiment, the device therefore contains excitation light sources 12a, 12b suitable for emitting excitation light of different wavelengths.

A gerjesztő fényforrások természetesen lehetnek LED-ek, de lézer, vagy megfelelően szűrt halogén fényforrás is alkalmazható gerjesztő fényforrásként.The excitation light sources can of course be LEDs, but a laser or a properly filtered halogen light source can also be used as an excitation light source.

A találmány szerinti berendezés 1. ábrán szemléltetett kiviteli alakjában tartalmaz a gerjesztő 12a 12b fényforrás és a 10 mintatartó-térrész között elrendezett, a gerjesztő fényt átengedő (más hullámhosszakat minél jobban kiszűrő) 26a, 26b gerjesztési szűrőket (excitációs szűrőket). Ezek alkalmazásával biztosítható, hogy a megvilágítás optimális legyen a megfelelő fluoreszcencia kiváltásához és ne zavarja a holografikus és a fluoreszcens méréseket, azaz a 10 mintatartótérrészre már csak a megfelelő hullámhosszú gerjesztő fény juthasson el.In the embodiment of the device according to the invention illustrated in Figure 1, it contains excitation filters 26a, 26b (excitation filters) arranged between the excitation light source 12a and 12b and the sample holder space part 10, allowing the excitation light to pass through (filtering out other wavelengths as best as possible). By using them, it can be ensured that the illumination is optimal for triggering the appropriate fluorescence and does not interfere with the holographic and fluorescent measurements, i.e. only the excitation light of the appropriate wavelength can reach the 10 sample holder space parts.

Mivel a fluoreszcens gerjesztések ferdén, de a mért területre fókuszálva történnek, ezek egyenként hangolhatók, modulálhatók, szűrhetők. Így nagy fényintenzitást képesek biztosítani és egymást nem zavarják.Since the fluorescence excitations occur obliquely, but focused on the measured area, they can be individually tuned, modulated, and filtered. Thus, they are able to provide high light intensity and do not interfere with each other.

- 21 Az emittált (auto- vagy festett) fluoreszcenciát megfelelő optikával 20 becsatolóelemen keresztül egy (vagy több) nagy érzékenységű 14 fluoreszcencia-érzékelő (kamera) rögzíti. A célszerűen előtte elhelyezett, a fluoreszcens emittált fényt átengedő (más hullámhosszakat minél jobban kiszűrő) 28 emissziós szűrő gondoskodik arról, hogy csak a fluoreszcens jel jusson be a kamerába, tehát a gerjesztő fény és a holografikus fényforrás fénye is ki legyen szűrve. A jelen kiviteli alakban tehát a berendezés tartalmaz a közös optikai tengelyen a 14 fluoreszcencia-érzékelő és a 20 becsatolóelem között elrendezett, a fluoreszcens emittált fényt átengedő 28 emissziós szűrőt.- 21 The emitted (auto- or dyed) fluorescence is recorded by one (or more) high-sensitivity fluorescence detectors (cameras) 14 through a coupling element 20 with suitable optics. The emission filter 28, which is conveniently placed in front of it and allows the fluorescent emitted light to pass through (filters out other wavelengths as much as possible), ensures that only the fluorescent signal enters the camera, so that the light of the excitation light and the holographic light source are also filtered out. In the present embodiment, the device therefore includes an emission filter 28 arranged on the common optical axis between the fluorescence sensor 14 and the coupling element 20, which allows the fluorescent emitted light to pass through.

A holografikus rendszerhez szükséges megfelelő koherencia hosszal rendelkező megvilágítást példaképpen egy lézer adja. Ennek hullámhossza olyan kell, hogy legyen, hogy az ne zavarja a fluoreszcens mérést, és attól megfelelő szűrővel, az 1. ábra szerinti kiviteli alakban alkalmazott, a 18 holografikus érzékelő és a 10 mintatartó-térrész között elrendezett, a holografikus 16 fényforrás fényét átengedő (más hullámhosszakat minél jobban kiszűrő) 30 első szűrővel jól elválasztható legyen. A 30 szűrő gondoskodik arról, hogy csak a lézer által megvilágított objektumok diffraktált képét rögzítse a holografikus kamera és a fluoreszcens gerjesztő fényt teljesen kivágja A minta holografikus képét megfelelő optika alkalmazása után egy nagy felbontású - előnyösen digitális kamera rögzíti.The illumination with the appropriate coherence length required for the holographic system is provided, for example, by a laser. The wavelength of this must be such that it does not interfere with the fluorescence measurement, and with a suitable filter, used in the embodiment according to Figure 1, arranged between the holographic sensor 18 and the sample holder space part 10, which transmits the light of the holographic light source 16 ( filter out other wavelengths as much as possible) should be well separated with 30 first filters. The filter 30 ensures that only the diffracted image of the objects illuminated by the laser is recorded by the holographic camera and the fluorescent excitation light is completely cut out.

A fluoreszcenciát mutató objektumoknak a találmány szerinti eljárásban alkalmazott kiválasztása (azaz fluoreszcencia-felvételen való megkeresése) jelentősen megnöveli a találmány szerinti eljárás és berendezés feldolgozási sebességét, hiszen nem kell az összes holografikus felvételt rekonstruálni, hanem csak azokat melyek számunkra érdekesek, azaz amelyik tartalmazza legalább egy fluoreszcens objektum háromdimenziós modelljét a fluoreszcenciafelvételen végzett azonosítási lépés megállapítása szerint. Ez lehetővé teszi nagyobb felbontású szenzor, nagyobb nagyítás és az ezzel együtt járó kisebb látótér alkalmazását, hiszen az átfolyás sebességét és az átvizsgálható térfogatot már nem a (digitális) hologramok kiértékelésének a sebessége határozza meg. A fluoreszcens jel kijelöli, hogy a vizsgált látótérben hol van egy adott fluoreszcens objektum. Így a rekonstrukciót csak az adott objektumhozThe selection of objects showing fluorescence in the method according to the invention (i.e. finding them on a fluorescence image) significantly increases the processing speed of the method and equipment according to the invention, as it is not necessary to reconstruct all holographic images, but only those that are of interest to us, i.e. those that contain at least one three-dimensional model of fluorescent object according to the determination of the identification step performed on the fluorescence recording. This enables the use of a higher resolution sensor, higher magnification and the accompanying smaller field of view, since the speed of flow and the volume that can be scanned are no longer determined by the speed of evaluation of (digital) holograms. The fluorescent signal designates where a specific fluorescent object is in the examined field of view. Thus, the reconstruction is only for the given object

- 22 tartozó holografikus felvételre kell elvégezni. Ennek a rekonstrukciónak a paramétereit előnyösen egy csökkentett felbontású kép feldolgozásával pontosan meg lehet határozni a nagy felbontású felvétel rekonstruálása előtt. Pontosabban, mint azt az ismert megoldások esetén a feldolgozási idők optimalizálása lehetővé teszi. E körben a rekonstrukciós távolság minél pontosabb meghatározása nagyon fontos. Ha van idő azt meghatározni, akkor a rekonstruált objektumok képe is sokkal jobb lehet. A találmány szerinti eljárás ezt lehetővé teszi. Az objektum tartóját (azon térfogat elhelyezkedését, amely az objektumot befoglalja) is pontosabban meg lehet határozni a találmány szerinti eljárás alkalmazásakor, hiszen akár egy nagyságrenddel több feldolgozási idő marad az egyes valóban érdekes objektumok rekonstrukciójára. A fluoreszcencia-vizsgálatnak alávetett minták jellemzően olyan ritkák a fluoreszcens objektumok szempontjából, hogy átfolyásos rendszerben adagolva a mintát a mintatartóba, csak minden 10. felvételen vagy még ritkábban fog előkerülni egy fluoreszcens objektum. A kiválasztott holografikus felvételek rekonstrukciójára szánható feldolgozási idő ennek köszönhetően növekszik meg. Amennyiben egy rendelkezésre álló minta ennél sűrűbb lenne a fluoreszcens objektumokra nézve akár hígításnak is alá lehet vetni a hatékonyabb feldolgozás, kiértékelés érdekében. Mivel azonban a találmány szerinti eljárást és berendezést példaképpen víztisztítás hatékonyságának ellenőrzésére használjuk (annak meghatározására, hogy mennyi fluoreszcens objektum maradt egy vízmintában a víztisztítás után), jellemzően a felhasználás természetéből fakadóan kisszámú fluoreszcens objektummal kell számolni az egész mintára nézve. Fluoreszcens festés alkalmazásával ellenőrzik, hogy sikeresen kiirtották-e az összes élőlényt a víztisztítás, fertőtlenítés során.- 22 associated holographic recordings must be made. The parameters of this reconstruction can preferably be precisely determined by processing a reduced-resolution image before reconstructing the high-resolution recording. More precisely, the optimization of the processing times makes it possible in the case of known solutions. In this context, it is very important to define the reconstruction distance as precisely as possible. If there is time to determine it, the image of the reconstructed objects can be much better. The method according to the invention makes this possible. The holder of the object (the location of the volume that encloses the object) can also be determined more precisely when using the method according to the invention, since up to an order of magnitude more processing time remains for the reconstruction of individual truly interesting objects. The samples subjected to fluorescence examination are typically so rare in terms of fluorescent objects that, if the sample is fed into the sample holder in a flow-through system, a fluorescent object will be found only every 10th recording or even less often. This increases the processing time for the reconstruction of the selected holographic images. If an available sample is denser than this, it can even be subjected to dilution for more efficient processing and evaluation for fluorescent objects. However, since the method and equipment according to the invention are used, for example, to check the efficiency of water purification (to determine how many fluorescent objects remain in a water sample after water purification), typically due to the nature of the use, a small number of fluorescent objects must be counted for the entire sample. Fluorescent staining is used to check whether all organisms have been successfully exterminated during water purification and disinfection.

A találmány szerinti eljárás egy kiviteli alakjában legalább kettő fluoreszcenciafelvétel elkészítését követően a legutoljára (aktuálisan) készített fluoreszcenciafelvételből kivonva a (korábbi és az aktuális) fluoreszcencia-felvételek átlagát különbségi fluoreszcencia-képet hozunk létre, és a fluoreszcens objektumazonosítási lépést a különbségi fluoreszcencia-képen végezzük el. A jelen kiviteli alakban a korábbi fluoreszcencia-felvételekkel képzett átlag kivonásával a háttér fluoreszcenciát előnyösen átlagoljuk és így csak az ettől való eltérést vizsgáljuk.In one embodiment of the method according to the invention, after taking at least two fluorescence images, the average of the (previous and current) fluorescence images is subtracted from the last (currently) taken fluorescence image to create a difference fluorescence image, and the fluorescent object identification step is performed on the difference fluorescence image . In the present embodiment, the background fluorescence is preferably averaged by subtracting the average formed by previous fluorescence recordings, and thus only the deviation from this is examined.

- 23 Tehát az állandó fluoreszcens visszaverődések, buborékok, repedések, kamera hibák automatikusan kiesnek az átlag kivonásával, mert időben állandó a jelük.- 23 So permanent fluorescent reflections, bubbles, cracks, and camera errors are automatically eliminated by subtracting the average, because their signal is constant over time.

Az eljárás fluoreszcens objektum-azonosítási lépésében előnyösen be van állítva egy küszöbérték (a fluoreszcencia-felvételen mérhető fényintenzitás tekintetében), amely alatt a keresés során fellelt fényintenzitás értékeket nem tekintjük fluoreszcens objektumhoz tartozó jelnek. A fluoreszcens objektumok keresése során megkeressük a maximális fényintenzitást a fluoreszcenciafelvételen. Ha van és nagyobb, mint az előre meghatározott küszöb akkor annak egy környezetében is megvizsgáljuk a mért értékeket, amelyek szintén az adott objektumhoz tartozhatnak. Így kizárhatjuk a többszörös detektálást, mert az egy adott objektumhoz tartozó területeket kizárjuk a további fluoreszcens objektumok keresésére irányuló vizsgálatból. A keresést előnyösen képpontonként végezzük, az adott képpontban rögzített fényintenzitást vizsgálva. Amennyiben egymás melletti (térben lehetnek egymás mögött is) objektumokat vizsgálunk (melyek a fluoreszcens objektum-azonosítási lépésben egyetlen fluoreszcens objektumként lennének értelmezve), az a holografikus rekonstrukció során kiderül, és akkor külön lehet elemezni, hogy a kis felbontású fluoreszcencia-kép esetén hogyan kell értelmezni a szegmentálást. Ritka minták esetén a fluoreszcens objektumok ilyen együttállása, egymáshoz közel kerülése ritkán fordul elő.In the fluorescent object identification step of the method, a threshold value (with respect to the light intensity that can be measured in the fluorescence recording) is advantageously set, below which the light intensity values found during the search are not considered as a signal belonging to a fluorescent object. When searching for fluorescent objects, we look for the maximum light intensity on the fluorescence image. If there is and is greater than the predetermined threshold, then we also examine the measured values in one of its surroundings, which may also belong to the given object. In this way, multiple detections can be ruled out, because the areas belonging to a given object are excluded from the search for additional fluorescent objects. The search is preferably performed pixel by pixel, examining the light intensity recorded in the given pixel. If we examine adjacent objects (they can also be behind each other in space) (which would be interpreted as a single fluorescent object in the fluorescent object identification step), this will be revealed during the holographic reconstruction, and then it can be analyzed separately how in the case of the low-resolution fluorescence image understand segmentation. In the case of rare samples, fluorescent objects rarely come together in this way.

A fluoreszcencia-kamerán detektáljuk egy objektum 2D pozícióját a vizsgált mintatartó térrészben (mérési cellában). Amikor a vizsgált területen belül több objektum is rekonstruálódik a holografikus felvétel alapján (pl. akár egymástól eltérő mélységben), akkor meg kell határozni, vajon melyik fluoreszkált és melyik nem. Ezt a két mérés összevetésével, együttes elemzésével végezhetjük el a fentiek szerint: lényegében a fluoreszcencia-felvétel jelöli ki a fluoreszkáló objektumokat (és ennek megfelelően a nem fluoreszkáló objektumokat figyelmen kívül hagyhatjuk). Az is előfordul, hogy a fluoreszcens objektum kiterjedt, és ekkor a találmány szerint a két felvétel információi célszerűen összevethetők (például megvizsgálhatjuk, hogy mindkét felvétel tartalma kiterjedt objektumra utal-e).The 2D position of an object is detected on the fluorescence camera in the examined sample holding space (measuring cell). When several objects are reconstructed within the examined area based on the holographic recording (e.g. even at different depths), it is necessary to determine which ones are fluorescent and which ones are not. This can be done by comparing and jointly analyzing the two measurements as described above: in essence, the fluorescence recording marks the fluorescent objects (and accordingly the non-fluorescent objects can be ignored). It also happens that the fluorescent object is extensive, and in this case, according to the invention, the information of the two recordings can be conveniently compared (for example, we can examine whether the contents of both recordings refer to an extensive object).

- 24 A küszöbérték alkalmazásával megkülönböztethetők a fluoreszcens objektumok a háttérzajtól. Mivel a nem mozgó objektumokat a felvételek átlagolásával és az átlagnak az éppen aktuális felvételből való kivonásával eltüntetjük, ezért a különbségképzéssel kapott különbségi fluoreszcencia-képen előnyösen csak a mozgó (átfolyó cellában mozgatott vagy magától úszó) fluoreszcens objektumok látszanak. A használt küszöbérték a fluoreszcens jel függvénye (ha kicsi a jel a küszöb is kicsi). Ennek megfelelően a küszöbértéket az aktuális megvilágításhoz kell beállítani. Megjegyzendő, hogy FDA festés (amikor az objektumokat mesterségesen tesszük fluoreszcenssé megfestéssel) esetén, ahol a háttér fluoreszcenciája a mérés során nő, a küszöb megválasztásánál ezt figyelembe kell venni, követni, azaz időben változó küszöb használatára lehet szükség, azaz ebben a kiviteli alakban az adott mintatérfogat háttér-fluoreszcenciájától függő változó értékű küszöbértéket alkalmazunk. Auto-fluoreszencia mérése esetén a háttér fluoreszcencia nem változik, de ekkor is meg kell vizsgálni mekkora a háttér (ami esetleg nem fluoreszenciából, hanem háttér fény beszűrődéséből ered). A küszöbérték függ a megvilágítástól, a kamera érzékenységétől és dinamika-tartományától, a berendezés erősítésétől, a jel/zaj viszonytól, és a jel erősségétől. Ezek bármelyike változhat például egy-egy részegység lecserélésével.- 24 Fluorescent objects can be distinguished from background noise by applying the threshold value. Since non-moving objects are removed by averaging the recordings and subtracting the average from the current recording, only moving fluorescent objects (moved in a flow cell or floating on their own) are preferably visible on the differential fluorescence image obtained by difference formation. The threshold value used is a function of the fluorescence signal (if the signal is small, the threshold is also small). Accordingly, the threshold value must be set for the current illumination. It should be noted that in the case of FDA staining (when the objects are artificially made fluorescent by staining), where the fluorescence of the background increases during the measurement, this must be taken into account and followed when choosing the threshold, i.e. it may be necessary to use a time-varying threshold, i.e. in this embodiment the given we use a variable threshold value depending on the background fluorescence of the sample volume. In the case of auto-fluorescence measurement, the background fluorescence does not change, but even then it is necessary to check how big the background is (which may not result from fluorescence, but from background light infiltration). The threshold depends on the lighting, the sensitivity and dynamic range of the camera, the gain of the equipment, the signal-to-noise ratio, and the strength of the signal. Any of these can change, for example, by replacing one component.

A felvételek készítésének időzítését a már fentebb is említett 2A-2C ábrák szemléltetik. A fluoreszcencia- és a holografikus felvételek időben átfedő módon készülnek. Ezt szemléltetik a 2A és 2B ábrák, amelyeken rendre fluoreszcenciafelvételhez tartozó Tf expozíciós idő, és holografikus felvételhez tartozó Th expozíciós idő van szemléltetve. A 2A és 2B ábrák egymással összefüggésben értelmezendők, mutatják a Tf és Th expozíciós idők jellemző hosszának egymáshoz viszonyulását és azt is szemléltetik, hogy a két felvétel rögzítését nagyjából egyidejűleg kezdjük meg, azaz az időbeli átfedésük előnyösen így van biztosítva. A hosszú T f expozíciós idő alatt a holografikus felvétel más időzítéssel is elkészíthető. A fluoreszcencia-felvételhez jellemzően jóval hosszabb expozíciós időt alkalmazunk, de mivel kisebb felbontású a szükséges kamera ezért jellemzően nagyságrendileg egyforma időkig tart a két felvétel elkészítése és kiolvasása (a fluoreszcencia-felvétel esetében az expozíciós idő hosszú, de aThe timing of recording is illustrated in the already mentioned figures 2A-2C. The fluorescence and holographic recordings are made in a time-overlapping manner. This is illustrated in figures 2A and 2B, which respectively show the exposure time Tf for fluorescence recording and the exposure time Th for holographic recording. Figures 2A and 2B are to be interpreted in relation to each other, they show the relationship between the typical length of the exposure times Tf and Th and also illustrate that the recording of the two recordings is started roughly simultaneously, i.e. their temporal overlap is advantageously ensured in this way. During the long T f exposure time, the holographic recording can also be taken with other timings. For fluorescence recording, we typically use a much longer exposure time, but since the required camera has a lower resolution, it typically takes about the same amount of time to prepare and read the two images (in the case of fluorescence recording, the exposure time is long, but the

- 25 kiolvasás gyors, a holografikus felvétel esetében pedig az expozíciós idő rövid, de a kiolvasás a nagyobb felbontás miatt hosszabb ideig tart). Mivel a hosszú expozíció alatt el tudnak mozdulni az objektumok, ezért számolunk egy kis mozgási elmosódással (mozgás blur-rel). Ez viszont épp a kis felbontás miatt elhanyagolható, azaz az adott objektumnak a holografikus felvételen történő beazonosíthatóságát lényegében nem befolyásolja.- 25 readings are fast, and in the case of holographic recording, the exposure time is short, but the reading takes longer due to the higher resolution). Since the objects can move during the long exposure, we expect a little motion blur (motion blur). However, this is negligible precisely because of the low resolution, i.e. the identification of the given object in the holographic recording is essentially unaffected.

A mozgási elmosódás megjelenése az alábbiak szerint, a 2C ábrával szemléltetve egy kiviteli alakban előnyösen ki is használható. Ebben a kiviteli alakban a fluoreszcencia-felvétel Tf expozíciós idejének egy Tf2 részperiódásában az adott mintatérfogatot két, egymástól eltérő hullámhosszú gerjesztő fénnyel világítjuk be, egy másik Tfi részperiódusában pedig a két gerjesztő fény közül csak az egyikkel világítjuk be az adott mintatérfogatot, a fluoreszcens gerjesztő fények hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényt leképezve készítjük a fluoreszcencia-felvételt, és a fluoreszcens objektumazonosítási lépésben legalább egy fluoreszcens objektum azonosítása esetén a legalább egy fluoreszcens objektum objektum-képének a fluoreszcenciafelvételen tapasztalható elmozdulása alapján mindkét részperiódusban alkalmazott gerjesztő fénnyel gerjesztett fluoreszcens objektumot és/vagy csak a részperiódusok egyikében alkalmazott gerjesztő fénnyel gerjesztett fluoreszcens objektumot azonosítunk.The appearance of motion blur can be advantageously used in one embodiment as illustrated in Figure 2C below. In this embodiment, in one sub-period Tf2 of the exposure time Tf of the fluorescence recording, the given sample volume is illuminated with two excitation lights of different wavelengths, and in another sub-period Tfi, the given sample volume is illuminated with only one of the two excitation lights, the fluorescent excitation lights the fluorescent emitted light emitted as a result is mapped, and in the case of identification of at least one fluorescent object in the fluorescent object identification step, based on the displacement of the object image of at least one fluorescent object in the fluorescence recording, the fluorescent object excited by the excitation light used in both subperiods and/or only the subperiods in one of them, we identify a fluorescent object excited by the applied excitation light.

Egy ilyen megvilágítási sémát szemléltet a 2C ábra, amelyen meg van jelölve a teljes Tf expozíciós idő; az ábra szerinti esetben a Tfi hosszúságú részperiódusban egyetlen gerjesztő megvilágítást alkalmazunk (példaképpen csak a 12a gerjesztő fényforrás működtetjük), a Tf2 részperiódusban azonban bekapcsoljuk a másik gerjesztést is, így már két egymástól eltérő hullámhosszal jellemezhető gerjesztő fénnyel világítjuk be az éppen vizsgálat alatt álló mintatérfogatot. Az is elképzelhető, hogy egy első részperiódusban alkalmazunk egyidejűleg két megvilágítást, és az azt követő második részperiódusban az egyiket kikapcsolva már csak egyetlen megvilágítást alkalmazunk. Az eljárás jelen kiviteli alak szerinti lépései egy ily módon készült felvételen is végrehajthatók.Such an illumination scheme is illustrated in Figure 2C, where the total exposure time Tf is indicated; in the case shown in the figure, a single excitation illumination is used in the sub-period of length Tfi (for example, only the excitation light source 12a is operated), however, in the sub-period Tf2, we switch on the other excitation as well, so that the sample volume under examination is illuminated with two excitation lights characterized by different wavelengths. It is also possible to use two illuminations simultaneously in a first subperiod, and to switch off one of them in the subsequent second subperiod and use only one illumination. The steps of the method according to the present embodiment can also be performed on a recording made in this way.

- 26 A jelen kiviteli alak tehát arra alkalmazható, hogy a fluoreszcencia-érzékelővel (kamerával) egyébként külön speciális szűrő nélkül nem megkülönböztethető fluoreszcens jeleket (például klorofill vörös fluoreszcenciáját (680nm), amelyet kék megvilágítás (470nm) vált ki, és fikocianin vörös (650nm) fluoreszcenciáját, amelyet borostyán (595nm) megvilágítás vált ki) meg lehessen különböztetni. A példában a megfelelő időpontban bekapcsolt borostyán megvilágítás alapján megkülönböztethetők a fikocianint is tartalmazó sejtek, amelyeknél a mozgási elmosódás speciális mintázatot mutat (a két objektumhoz tartozó mozgási elmosódás különböző lesz, mivel a felvételen rögzített mozgás különböző időtartamú, így az expozíciós idő alatt elmozdulást megjelenítő mozgási elmosódás különböző mértékű).- 26 The present embodiment can therefore be used to detect fluorescent signals that cannot otherwise be distinguished with the fluorescence sensor (camera) without a separate special filter (for example, the red fluorescence of chlorophyll (680nm), which is triggered by blue illumination (470nm), and the red fluorescence of phycocyanin (650nm ) fluorescence, which is triggered by amber (595 nm) illumination) can be distinguished. In the example, cells containing phycocyanin can be distinguished based on the amber lighting turned on at the appropriate time, for which the motion blur shows a special pattern (the motion blur for the two objects will be different, since the motion recorded in the recording is of different duration, so the motion blur showing displacement during the exposure time different degrees).

A 3A-3B ábrák példaképpeni összetartozó fluoreszcencia- és holografikus felvételeket szemléltetnek, a 3C ábra pedig a 3B ábrán látható holografikus felvétel rekonstrukciója. A 3A ábrán három objektum képe jelenik meg, azaz a példához tartozó vizsgálatban a felvétel készítésének időpillanatában három fluoreszcens objektum tartózkodik a vizsgált mintatartó térrészben. Az adott példában a fluoreszcencia-felvétel alapján zöld és vörös fluoreszcencia is megkülönböztethető (a vörös fluoreszcencia származik a példában autofluoreszcenciából, a zöld pedig festéssel kapott fluoreszcenciából), a legbaloldalibb objektum képe vörös, a másik kettőé zöld. Az egyes objektumképek nyilakkal vannak megjelölve.Figures 3A-3B illustrate exemplary related fluorescence and holographic images, and Figure 3C is a reconstruction of the holographic image shown in Figure 3B. In Figure 3A, images of three objects are displayed, i.e. in the test corresponding to the example, three fluorescent objects are present in the tested sample holding space at the moment of recording. In the given example, green and red fluorescence can be distinguished based on the fluorescence recording (in the example, the red fluorescence comes from autofluorescence, and the green from the fluorescence obtained by staining), the image of the leftmost object is red, the other two are green. The individual object images are marked with arrows.

A 3B ábra a 3A ábrán látható fluoreszcencia-felvételhez tartozó holografikus felvétel. A 3B ábrán látható, hogy a fluoreszcens objektumok képén kívül még számos más objektum képe is megjelenik (azaz a hozzájuk tartozó interferenciamintázat). A találmány nagy előnye, hogy a 3B ábra holografikus felvételén látható nagyszámú objektum-kép közül a találmány szerinti eljárással kiválaszhatók a fluoreszcens objektumokhoz tartozó képek. Amint a 3A és 3B ábrák összevetéséből is látható, a fluoreszcencia-felvétel objektum-képeinek pozíciója alapján kiválaszthatók a holografikus felvétel objektum-képei közül azok, amelyek a fluoreszcens objektumokhoz tartoznak.Figure 3B is a holographic image of the fluorescence image shown in Figure 3A. In Figure 3B, it can be seen that, in addition to the image of the fluorescent objects, the images of several other objects are also displayed (ie, the corresponding interference pattern). A great advantage of the invention is that the images belonging to fluorescent objects can be selected from the large number of object images shown in the holographic recording of Figure 3B using the method according to the invention. As can be seen from the comparison of Figures 3A and 3B, based on the position of the object images of the fluorescence recording, those belonging to the fluorescent objects can be selected from among the object images of the holographic recording.

- 27 A 3C ábra a 3B ábrán a fehér négyzettel körülvett objektum-kép (interferenciamintázat) rekonstrukcióját mutatja, amelyen megfigyelhető a fluoreszcens objektum rekonstruált alakja. A 3C ábra szerinti rekonstruált képen a holografikus felvétel elkészítéséhez alkalmazott in-line elrendezés miatt keletkező ikerkép miatt láthatók gyűrűk. Az ikerkép zavaró hatását ismert módszerekkel csökkenteni lehet, azonban morfológiai vizsgálatot, azaz a fluoreszcens objektumra kapott háromdimenziós modell vizsgálatát a gyűrűk jelenléte nem befolyásolja (az ikerkép eltávolítása lassú, így nem alkalmazzuk).- 27 Figure 3C shows the reconstruction of the object image (interference pattern) surrounded by a white square in Figure 3B, on which the reconstructed shape of the fluorescent object can be observed. In the reconstructed image according to Figure 3C, rings are visible due to the twin image created due to the in-line arrangement used to create the holographic recording. The disturbing effect of the twin image can be reduced using known methods, however, morphological examination, i.e. the examination of the three-dimensional model obtained on the fluorescent object, is not affected by the presence of rings (the removal of the twin image is slow, so it is not used).

A 4. ábrán egy viszonylagosan hosszú expozíciós idővel felvett fluoreszcenciafelvétel látható. A fluoreszcens objektum elmozdulása miatt az objektum-kép „vonalat húz maga után”, azaz mozgási elmosódás keletkezik. A fentiek szerint ez alkalmas lehet arra, hogy a fluoreszcens gerjesztés megfelelő időzítésű változtatásával elválasszuk az amúgy azonos színnel fluoreszkáló objektumokat.Figure 4 shows a fluorescence image taken with a relatively long exposure time. Due to the movement of the fluorescent object, the object image "draws a line behind it", i.e. motion blur occurs. According to the above, this can be suitable for separating objects that fluoresce with the same color by changing the fluorescence excitation at the appropriate time.

A nagyobb mértékű mozgási elmosódás elkerülése érdekében átfolyásos minta esetén a minta előnyösen nagyon lassan folyik a felvételek alatt (a fenti, előnyösen kihasználható kismértékű mozgási elmosódás jellemzően akár álló minta esetén is jelentkezik). A felvételek elkészítése után viszont egy pumpa alkalmazásával a folyadék mozgása felgyorsítható, majd egy következő felvétel idejére újból lelassítható. Az expozíciók tehát előnyösen a (pumpával) elmozdított minta megállása, lelassulása után történnek. Ennek az ideje használt expozíciós és letöltési időkhöz képest nem hosszú, nem lassítja jelentősen a berendezés működését, azaz a felvételek előnyösen viszonylag gyors egymásutánban készíthetők. A berendezés egy példaképpeni megvalósításában másodpercenként történik expozíció, de valószínűleg a 3-4Hz sebesség is elérhető (ekkor már az is előnyként jelentkezik, hogy a fluoreszcencia-felvételhez tartozó expozíciós idő és a holografikus felvétel letöltési ideje összehangolható, körülbelül ugyanakkora mértékű lehet).In order to avoid a greater degree of motion blur, in the case of a flowing sample, the sample preferably flows very slowly during the recordings (the above, advantageously exploitable small amount of motion blur typically occurs even in the case of a stationary sample). After taking the shots, however, by using a pump, the movement of the liquid can be sped up and then slowed down again for the next shot. The exposures are therefore advantageously made after the sample moved (with the pump) stops and slows down. The time for this is not long compared to the exposure and download times used, and does not significantly slow down the operation of the equipment, i.e. the recordings can preferably be made in relatively quick succession. In an exemplary implementation of the equipment, exposure occurs every second, but a speed of 3-4 Hz is probably also available (in this case, the exposure time for the fluorescence recording and the download time for the holographic recording can be coordinated and can be approximately the same).

Hasonló működést nem tud mutatni olyan ismert berendezés, ahol azonos szenzort használnak a detektálásra. A fluoreszcens jel mérésére hosszú expozíciós idő, nagy erősítés kell és hosszú megvilágítás, míg a holografikus felvételhez nagy felbontás és rövid expozíciós idők kellenek (esetleg színesA known device that uses the same sensor for detection cannot show a similar operation. Measuring the fluorescent signal requires a long exposure time, high gain and long exposure, while holographic recording requires high resolution and short exposure times (possibly color

- 28 felvételre lehetőség) Emiatt az ismert berendezésekben ezek egyszerre nem végezhetők el, hanem csak egymás után. Ekkor azonban az objektumok azonosítása csak akkor végezhető el, ha nem vagy nagyon lassan mozognak. Ha az ilyen ismert berendezésekben szuperrezolúciót is kell alkalmazni, ami a lencse nélküli rendszerek esetén gyakran követelmény, akkor az tovább csökkenti a feldolgozás sebességét és még nehezebb a fluoreszcencia- és a holografikus képek regisztrációja. Ráadásul, az ismert berendezésekben nem teljesíthető az a követelmény sem, hogy a holografikus rendszer, ha lencse nélküli, akkor a jó felbontást kis objektum-szenzor távolság esetén adja, míg a fluoreszcens gerjesztő fény kiszűréséhez alkalmazott dichroikus tükör (ez példaképpen egy interferencia-szűrő, amely nagy optikai denzitást, kioltást tud biztosítani), ami ekkor a fluoreszcens gerjesztő fény kiszűréséhez feltétlenül szükséges, általában 2-3 mm vastag a gyártástechnológiája miatt, tehát ennél kisebb objektum-szenzor távolság egy ilyen ismert megoldásban nem lehetséges.- 28 recordings are possible) For this reason, in the known devices, these cannot be done at the same time, but only one after the other. In this case, however, objects can only be identified if they are not moving or are moving very slowly. If super-resolution has to be used in such known equipment, which is often a requirement in the case of lensless systems, it further reduces the processing speed and makes the registration of fluorescence and holographic images even more difficult. In addition, the requirement that the holographic system, if lensless, provides good resolution at a small object-sensor distance cannot be met in the known equipment, while the dichroic mirror used to filter out the fluorescent excitation light (this is, for example, an interference filter, which can provide high optical density and extinction), which is then absolutely necessary to filter out the fluorescent excitation light, it is usually 2-3 mm thick due to its manufacturing technology, so a smaller object-sensor distance is not possible in such a known solution.

Az átfolyási sebességet előnyösen úgy kell beállítani, hogy egy objektum csak egy hologramon szerepeljen, de ne mosódjon el, tehát az expozíciós idő alatt pixelméretnél kisebb távot tegyen meg. Két felvétel készítése között viszont kicserélődjön a teljes vizsgált térfogat, hiszen ekkor nem mérjük ugyanazokat az objektumokat.The flow rate should preferably be set in such a way that an object appears on only one hologram, but does not wash out, so that it travels a distance smaller than a pixel size during the exposure time. However, between taking two shots, the entire examined volume should be exchanged, since then we are not measuring the same objects.

Az eljárás egy kiviteli alakjában tehát átfolyósan mozgó mintát alkalmazunk és rendre az adott mintatérfogat kicserélődését követően az eljárás lépéseit legalább egy újabb adott mintatérfogatra elvégezzük.In one embodiment of the method, a fluidly moving sample is used, and after the replacement of the given sample volume, the steps of the procedure are performed for at least one more given sample volume.

Ha például 80ms a fluoreszcencia-érzékelő expozíciós ideje (gyakorlatilag ennyi idő alatt gyűlik össze elég fény a pontos detekcióhoz, de ez kamera és fluoreszcens megvilágítás függő) ezalatt azt akarjuk, hogy néhány pixelnyit mozduljon el csak az objektum. 5 pixel-es elmozdulás esetén ez a holografikus érzékelőn - ha a fluoreszcencia-érzékelő felbontása például 256x256, a holografikus érzékelőé pedig 2048x2048 - 8x ekkora elmozdulást okoz (2048/256=8), ami 40pixel/80ms. Ennyire kell például lelassítani a minta átfolyási sebességét. Mivel a holografikus felvétel készítésénél rövid (1 msIf, for example, the exposure time of the fluorescence sensor is 80ms (in practice, enough light is collected for accurate detection during this time, but it depends on the camera and fluorescent lighting), we want the object to move only a few pixels during that time. In the case of a 5-pixel displacement, this causes a displacement of 8x as much (2048/256=8) on the holographic sensor - if the resolution of the fluorescence sensor is, for example, 256x256 and that of the holographic sensor is 2048x2048 (2048/256=8), which is 40 pixels/80ms. For example, this is how much the sample flow rate should be slowed down. Since the holographic recording is short (1 ms

- 29 nagyságrendjébe eső) expozíciós idővel dolgozunk, ilyen sebesség csak elhanyagolható mozgási elmosódást okoz. A felvétel után lehet tovább mozgatni a mintát, akár nagy sebességgel is, hiszen az átvizsgált térfogatot ez nem befolyásolja.- 29) exposure time, this speed only causes negligible motion blur. After recording, the sample can be moved further, even at high speed, as this does not affect the scanned volume.

A holografikus érzékelő például 10-15 megapixeles (ennek használhatjuk a fentiek szerint egy 2048x2048-as résztartományát); egy átlagos érzékelő 5x5 mm-es. Ekkora képeknek a számítógépre való letöltése jellemzően kb. 4-5 frame/sec sebességgel történik; egy-egy felvétel letöltése kb. 200 ms, de akár 500 ms is lehet. Vannak ugyan ennél sokkal gyorsabb kamerák, de ezek nagyon drágák és a kapott képek, hologramok feldolgozási ideje ennél sokkal lassabb, azaz nem éri meg ilyet alkalmazni. Az holografikus expozíció például lézerek villantásával történik, ami milliszekundumos nagyságrendű. Tehát a felvétel során az objektumok, illetve a hologramjuk állni látszik és még egy pixelnyivel se mozdul el (nincs mozgási elmosódás, ami elrontaná a felbontást).The holographic sensor is, for example, 10-15 megapixels (we can use a 2048x2048 sub-range of this as described above); an average sensor is 5x5 mm. Downloading images of this size to the computer typically takes approx. It takes place at a speed of 4-5 frames/sec; downloading one recording approx. 200 ms, but it can be up to 500 ms. There are cameras that are much faster than this, but they are very expensive and the processing time of the received images and holograms is much slower, so it is not worth using them. For example, holographic exposure is done by flashing lasers, which is of the order of milliseconds. So, during the recording, the objects and their hologram seem to stand still and do not move even by a single pixel (there is no motion blur that would spoil the resolution).

A fluoreszcencia-érzékelő kis felbontású (például 1-2 megapixeles) és a nagyítás különbségek miatt ennek is csak kis részét használjuk ki (pl. 300x300 pixelt); egy érzékelő jellemzően 5x5 mm-es. A fentieknek megfelelően viszonylag hosszú expozíciós időket és nagy erősítést kell alkalmazni, hogy a gyenge fluoreszcens jelből elég fényt tudjon összegyűjteni. Itt persze a használható expozíciós idő a fluoreszcens gerjesztő fény intenzitásán is múlik (erős megvilágításhoz rövidebb expozíciós idő tartozik). A fentiekkel összhangban jellemzően a fluoreszcenciafelvételekhez 40-200ms expozíciós időt alkalmaztunk. Hosszabb expozíciós idők esetén az objektum a felvétel közben jobban el tudna mozdulni, ami akadályozhatja a pontos pozíció meghatározását, de rövid expozíciók esetén ez gyakorlatilag elhanyagolható. A fluoreszcencia-felvételen tapasztalható mozgási elmosódásra alapuló fluoreszcens objektum elkülönítéshez (ld. 2C ábra) ilyen expozíciós idők alkalmazása megfelelő.Due to the low resolution of the fluorescence sensor (e.g. 1-2 megapixels) and differences in magnification, we only use a small part of it (e.g. 300x300 pixels); a sensor is typically 5x5 mm. As above, relatively long exposure times and high gain must be used to collect enough light from the weak fluorescent signal. Here, of course, the exposure time that can be used also depends on the intensity of the fluorescent excitation light (stronger illumination requires a shorter exposure time). In accordance with the above, an exposure time of 40-200ms was typically used for fluorescence recordings. In the case of longer exposure times, the object could move more during the recording, which can hinder the determination of the exact position, but in the case of short exposures, this is practically negligible. Such exposure times are suitable for fluorescent object separation based on motion blur seen in fluorescence imaging (see Figure 2C).

Egy példaképpeni esetben tehát 256x256 képponttal rendelkező fluoreszcenciafelvételt és 2048x2048 képponttal rendelkező holografikus felvételt készítünk. Az alkalmazott leképezések kicsinyítési/nagyítási mértékétől is függ, hogy az érzékelő mekkora felületét használjuk. Még ennél is lehet nagyobb a felbontásokIn an exemplary case, a fluorescence image with 256x256 pixels and a holographic image with 2048x2048 pixels are taken. How much surface of the sensor is used also depends on the scale of reduction/enlargement of the maps used. Resolutions can be even higher than this

- 30 közötti eltérés, de az objektumok helyének fluoreszcencia-felvételen történő becslését ez ronthatja. Ritka minta esetén, ahol az objektumok messze vannak egymástól és így fluoreszenciájuktól függetlenül nem átfedők, akár ennél nagyobb felbontás különbséget is alkalmazhatunk.- a difference between 30, but this may impair the estimation of the location of the objects on fluorescence imaging. In the case of a rare sample, where the objects are far from each other and therefore do not overlap regardless of their fluorescence, we can even apply a higher resolution difference.

Lehetőség van megfelelő szűrők alkalmazásával több különböző fluoreszcens jel egyidejű rögzítésére is. Ekkor biztosítani kell, hogy az alkalmazott megvilágítások (gerjesztő fények) ne zavarják egymást és az emittált hullámhosszak valahogy elválaszthatók legyenek egymástól. Például alkalmazhatunk 470 nm-es és 600 nm-es megvilágítást (gerjesztési szűrőkként 10 nm-es sávszűrőket alkalmazva). Az alkalmazott emissziós szűrő 500nm feletti fényt enged át (ezzel akadályozzuk meg, hogy a 470 nm-es gerjesztő fény a fluoreszcencia-érzékelőre jusson), és egy (20 nm-es sávszélességű) sávkizáró (ún. ’notch’) szűrőt alkalmazunk a 600nm megvilágítás kiszűrésére, hogy az se juthasson el a fluoreszcenciaérzékelőre. Ekkor képesek vagyunk detektálni FDA festett mintát (~520 nm hullámhosszú emittált fény, élő-élettelen teszthez), klorofill B autofluoreszcenciát (~680 nm-es emisszió), fikocianin emissziót (~650 nm-es emisszió, kékalga) és fikoeritrint (570 nm-es emisszó, kékalga, vörös alga), míg a hologramokat például 405 nm-es hullámhosszú fénnyel rögzítjük.It is possible to simultaneously record several different fluorescent signals by applying suitable filters. It must then be ensured that the applied illuminations (exciting lights) do not interfere with each other and that the emitted wavelengths can somehow be separated from each other. For example, we can use 470 nm and 600 nm illumination (using 10 nm bandpass filters as excitation filters). The applied emission filter allows light above 500nm to pass through (this prevents the 470nm excitation light from reaching the fluorescence sensor), and a (20nm bandwidth) band-exclusion (so-called 'notch') filter is used for the 600nm to filter out illumination so that it cannot reach the fluorescence sensor. We are then able to detect FDA stained sample (~520 nm wavelength emitted light, for live-non-living test), chlorophyll B autofluorescence (~680 nm emission), phycocyanin emission (~650 nm emission, blue-green algae) and phycoerythrin (570 nm) emission, blue-green algae, red algae), while the holograms are recorded with, for example, 405 nm wavelength light.

A berendezésben előnyösen (így az 1. ábra szerinti kiviteli alakban is) ferdén, kis szög alatt biztosítjuk a fluoreszcens megvilágításokat. Ezzel lehetővé válik több különböző fluoreszcens megvilágítás egyidejű használata és csökkenthető az alkalmazott dichroikus szűrőkkel (az 1. ábra szerinti kiviteli alakban a 20 becsatolóelem lehet fluoreszcens emittált fényekre nézve dichroikus szűrő, mivel előnyösen csak ezeket engedi át a fluoreszcencia-érzékelőre) szemben az elvárás. Azaz, ha szembe világítana a szenzorral a fluoreszcens megvilágítás, akkor sokkal nagyobb kioltást kéne biztosítania a dichroikus szűrőnek, mint ha ferdén világítjuk meg a mintát, hiszen ekkor csak a szórt fényt kell kiszűrnünk. Mivel az egyes fluoreszcens megvilágítások külön modulok (12a és 12b gerjesztő fényforrások) ezért biztosítható a megfelelő fókuszálásuk és sávszélesség szűrésük, azaz könnyebben optimalizálható az emissziós szűrő is, amely az 1. ábra szerinti kiviteli alakban 28 emissziós szűrő. Más elrendezés esetén az összevezetésük, fókuszálásuk bonyolult, drága és nem igazán hatékonyThe fluorescent lighting is preferably provided in the equipment (thus also in the embodiment according to Figure 1) obliquely, at a small angle. This makes it possible to use several different fluorescent lights at the same time and to reduce the requirement for the dichroic filters used (in the embodiment according to Figure 1, the coupling element 20 can be a dichroic filter for fluorescent emitted lights, as it preferably allows only these to pass through to the fluorescence sensor). That is, if the fluorescent lighting were to shine directly on the sensor, the dichroic filter should provide much greater extinction than if the sample is illuminated obliquely, since then we only need to filter out the scattered light. Since the individual fluorescent lights are separate modules (excitation light sources 12a and 12b), their proper focusing and bandwidth filtering can be ensured, i.e. the emission filter, which in the embodiment according to Figure 1 is 28 emission filters, can be optimized more easily. In the case of other arrangements, their convergence and focusing is complicated, expensive and not really efficient

- 31 optikailag. A jelen kiviteli alak szerinti megoldással nem kell több alul vagy felül áteresztő tükröt alkalmazni, melyek drágák, hatásfokuk csak 90% körüli, és így komoly fényveszteséghez vezethetnek, és (mind a fluoreszcencia-, mind a holografikus) leképezés minőségét rontanák, hiszen több felületen törik meg az alkalmazott fény.- 31 optically. With the solution according to the present embodiment, there is no need to use multiple transmissive mirrors at the bottom or at the top, which are expensive, their efficiency is only around 90%, and thus can lead to a serious loss of light, and would impair the quality of (both fluorescence and holographic) imaging, as they break on several surfaces and the light used.

Előnyösen afokális optikát alkalmazhatunk a hologramok felvételéhez. Ennek az elrendezésnek a nagy előnye más elrendezésekkel szemben, hogy nem síkhullám megvilágítás esetén is biztosítja, hogy a különböző objektumok nagyítása a rendszeren belül állandó, azaz az objektum pozíciójától nem függ. Így nem szükséges az alkalmazott nagyítást kalibrálni.Afocal optics can preferably be used to record holograms. The great advantage of this arrangement over other arrangements is that it ensures that the magnification of the various objects within the system is constant, i.e. it does not depend on the position of the object, even in the case of non-plane wave illumination. Thus, it is not necessary to calibrate the applied magnification.

A lényege az alkalmazott elrendezésnek az, hogy nem egy lencsét (objektívet) alkalmazunk a megfelelő nagyítás elérésére, hanem egy lencserendszert, amely lényegében távcsőként van elrendezve. Ez azért előnyös, mert ugyan az egy lencsés rendszer holografikus rekonstrukcióval együtt az objektum távolságától független nagyítást generál, de csak akkor, ha a megvilágítás párhuzamos. Ha ez nincs így akkor a távolságtól függően más és más lesz a rekonstruált objektumok nagyítása (ez kalibrálható, de nem egyszerű). Afokális elrendezés alkalmazása esetén viszont az afokális elrendezés nagyításával lehet számolni a megvilágítástól gyakorlatilag függetlenül. Ez jellemzően nem befolyásolja az objektumok szegmentálását, hiszen azt jelenleg az optimális objektum rekonstrukcióiból végezzük el. Az optimális rekonstrukciót pedig a különböző távolságokban történő rekonstrukciók összehasonlításával (kisebb felbontással számolva természetesen), speciális fókuszmértékek alkalmazásával határozzuk meg. A találmány szerinti eljárás alkalmazásakor előnyösen még arra is van idő, hogy a rekonstrukcióhoz tartozó távolságot is pontosabban meghatározzuk.The essence of the used arrangement is that we do not use a lens (objective) to achieve the appropriate magnification, but a lens system, which is essentially arranged like a telescope. This is advantageous because the one-lens system together with holographic reconstruction generates magnification independent of the distance of the object, but only if the illumination is parallel. If this is not the case, the magnification of the reconstructed objects will be different depending on the distance (this can be calibrated, but it is not easy). When using an afocal arrangement, on the other hand, the magnification of the afocal arrangement can be counted on practically regardless of the lighting. This typically does not affect the segmentation of the objects, as it is currently performed from the reconstructions of the optimal object. The optimal reconstruction is determined by comparing the reconstructions at different distances (counting with a lower resolution, of course) and by using special focal measures. When using the method according to the invention, there is preferably even time to determine the distance for the reconstruction more precisely.

A találmány szerinti berendezésben előnyösen elrendezhetünk 31 dichroikus tükröt is, amelynek a feladata a mikroszkóp objektívről, azaz a holografikus leképzőlencséről visszaverődő fluoreszcens jelnek az eltérítése (a 31 dichroikus szűrő nem a közös optikai tengelyre merőlegesen, hanem ahhoz képest kissé ferdén van elrendezve). Ez a jel egyébként szintén bejutna a fluoreszcenciakamerába és ott egy további, másik oldalról felvett (defókuszált, homályosabb)In the device according to the invention, 31 dichroic mirrors can also advantageously be arranged, the task of which is to deflect the fluorescent signal reflected from the microscope objective, i.e. the holographic reduction lens (the dichroic filter 31 is not arranged perpendicular to the common optical axis, but slightly oblique to it). Otherwise, this signal would also enter the fluorescence camera and there, an additional, recorded from another side (defocused, more obscure)

- 32 képét adná a mért térfogatnak. Előnyösen a 30 szűrő és a 31 dichroikus tükör helyettesíthető egyetlen, a 31 dichroikus tükör helyén elrendezett optikai elemmel, ekkor a 30 szűrő elhagyható.- It would give 32 images of the measured volume. Preferably, the filter 30 and the dichroic mirror 31 can be replaced by a single optical element arranged in place of the dichroic mirror 31, in which case the filter 30 can be omitted.

A berendezés holografikus elrendezésében példaképpen in-line elrendezést alkalmazunk, azaz a megvilágítás szolgáltatja a referencia nyalábot is. Ilyen elrendezést akkor célszerű használni, ha a vizsgált minta ritka, azaz a mért objektumokon való szóródást a referencia kis perturbációjaként lehet kezelni. Elrendezés előnye az egyszerűség és a rezgésekkel szembeni érzéketlenség, robosztusság. Más elrendezések is szóba jöhetnek on-axis in-line és off-axis elrendezések, de ott gondoskodni kell a referenciának külön úton a holografikus érzékelőre vezetéséről. Ezekkel kiterjedtebb, kevésbé átlátszó minták is vizsgálhatók és az objektumok fázisa is könnyebben rekonstruálható (egyszerűbb gyorsabb numerikus módszerek alkalmazhatók), de bonyolultabb optikai berendezést feltételez és igen érzékeny a rezgésekre.In the holographic arrangement of the equipment, for example, we use an in-line arrangement, i.e. the illumination also provides the reference beam. It is advisable to use such an arrangement if the examined sample is rare, i.e. the scattering on the measured objects can be treated as a small perturbation of the reference. The advantage of the layout is its simplicity, insensitivity to vibrations, and robustness. Other arrangements can also be considered, such as on-axis in-line and off-axis arrangements, but there it is necessary to ensure that the reference is led to the holographic sensor by a separate path. With these, more extensive, less transparent samples can be examined and the phase of the objects can be reconstructed more easily (simpler, faster numerical methods can be used), but it requires more complicated optical equipment and is very sensitive to vibrations.

Célszerű törekedni arra, hogy a holografikus elrendezésben alkalmazott hullámfront szabályos legyen (lehetőleg síkhullámmal jól közelíthető), ezt például egymódusú lézerrel lehet biztosítani, ahol az emittáló felszín előnyösen kicsi, mert a nagy kiterjedés korlátozhatná az elérhető felbontást.It is advisable to strive for the wavefront used in the holographic arrangement to be regular (preferably well approximated with a plane wave), this can be ensured, for example, with a single-mode laser, where the emitting surface is preferably small, because the large extent could limit the achievable resolution.

A találmány szerinti berendezésben a becsatolóelem példaképpen egy dichroikus aluláteresztő tükörrel van megvalósítva, amely a rövid hullámhosszú fényt visszaveri, míg a hosszabbakat átengedi. A berendezésünkben ez arra való, hogy a holografikus elrendezéshez biztosítsuk a koherens megvilágítást, azt rávezessük a mintára, majd a holografikus érzékelőre (a holografikus megvilágítás fényét a dichroikus aluláteresztő tükör visszaveri), míg a fluoreszcensen emittált fény átjut rajta és a fluoreszcencia-kamera ezen keresztül látja a mérőcellát. A dichroikus aluláteresztő tükör előnyösen az 1. ábrán is látható módon, a közös optikai tengellyel 45°-ot bezáróan van elrendezve.In the device according to the invention, the coupling element is implemented, for example, with a dichroic low-transmission mirror, which reflects short-wavelength light while allowing longer ones to pass through. In our equipment, this is to provide coherent illumination for the holographic arrangement, to direct it onto the sample and then onto the holographic sensor (the light of the holographic illumination is reflected by the dichroic low-transmission mirror), while the fluorescently emitted light passes through it and the fluorescence camera through it you see the measuring cell. The dichroic low-transmission mirror is preferably arranged at 45° to the common optical axis, as can also be seen in Figure 1.

A találmány szerinti eljárásban a berendezés fentebb bemutatott egyes jellemzői, különösen a leképzőlencsék, szűrők alkalmazása, az érzékelőkben előnyösen alkalmazott felbontások és érzékenységi értékek a találmány szerinti eljárásban a berendezés egyéb jellemzőitől függetlenül is alkalmazhatók.In the method according to the invention, some characteristics of the equipment presented above, in particular the use of reduction lenses, filters, the resolutions and sensitivity values advantageously used in the sensors, can be used in the method according to the invention independently of other characteristics of the equipment.

- 33 A találmány szerinti eljárás és berendezés képes ötvözni az áramlási-citométerek fluoreszcens mérési képességét a holografikus (előnyösen digitális holografikus) felvételekből kiaknázható előnyökkel. Előnyösen digitális holografikus mikroszkópia alkalmazásával a megtalált objektumoknak nagy felbontású, osztályozásra alkalmas képét is rekonstruálni képes oly módon, hogy a holografikus mikroszkóp által felvett képen levő néhány tucat objektumból a fluoreszcencia-kép alapján kijelöli a fluoreszkáló objektumokat.- 33 The method and equipment according to the invention can combine the fluorescence measurement capability of flow cytometers with the benefits of holographic (preferably digital holographic) recordings. Preferably by using digital holographic microscopy, it can also reconstruct a high-resolution image of the found objects, suitable for classification, in such a way that it selects the fluorescent objects based on the fluorescence image from the few dozen objects in the image taken by the holographic microscope.

A találmány természetesen nem korlátozódik a részletesen bemutatott előnyös kiviteli alakokra, hanem további változatok, módosítások és továbbfejlesztések is lehetségesek az igénypontok által meghatározott oltalmi körben.Of course, the invention is not limited to the preferred embodiments presented in detail, but further versions, modifications and further developments are also possible within the scope of protection defined by the claims.

Claims (18)

1. Eljárás minta fluoreszcencia-vizsgálatára, amelynek során1. Procedure for fluorescence examination of a sample, during which - a minta egy adott vizsgált mintatérfogatát fluoreszcens gerjesztő fénnyel bevilágítjuk és az adott vizsgált mintatérfogatnak a fluoreszcens gerjesztő fény hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényét leképezve fluoreszcencia-felvételt készítünk, és- a specific examined sample volume of the sample is illuminated with fluorescent excitation light and a fluorescence recording is made by mapping the fluorescent emitted light of the given sample volume under the influence of the fluorescent excitation light, and - a fluoreszcencia-felvétel készítésével időben átfedő módon az adott vizsgált mintatérfogatról holografikus felvételt készítünk, azzal j e l l e m e z v e, hogy az eljárást minta fluoreszcencia-vizsgálatára szolgáló berendezéssel hajtjuk végre, amely tartalmaz- a holographic recording is made of the given sample volume in a time-overlapping manner with the fluorescence recording, characterized by the fact that the procedure is carried out with equipment for fluorescence testing of a sample, which contains - a minta egy adott vizsgált mintatérfogatának befogadására alkalmas mintatartó-térrészt (10),- the sample holder compartment (10) suitable for receiving a given sample volume of the sample, - a mintatartó-térrész (10) fluoreszcens gerjesztő fénnyel való bevilágítására alkalmas egy vagy több gerjesztő fényforrást (12a, 12b),- one or more excitation light sources (12a, 12b) suitable for illuminating the sample holder space (10) with fluorescent excitation light, - a mintatartó-térrészben (10) vizsgálat során tartózkodó adott vizsgált mintatérfogatnak a fluoreszcens gerjesztő fény hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényét leképezve fluoreszcencia-felvétel készítésére alkalmas fluoreszcencia-érzékelőt (14),- a fluorescence sensor (14) suitable for recording fluorescence by mapping the fluorescent emitted light emitted by the fluorescent excitation light of the given sample volume in the sample holder space (10) during the test, - az adott vizsgált mintatérfogatról holografikus felvétel készítésére alkalmas, holografikus fényforrást (16) és holografikus érzékelőt (18) tartalmazó holografikus elrendezést, és a fluoreszcencia-érzékelő (14) és a holografikus érzékelő (18) a mintatartó-térrészhez (10) viszonyítva egymással átellenesen, a mintatartó-térrésszel (10) együtt közös optikai tengelyen vannak elrendezve, valamint- a holographic arrangement containing a holographic light source (16) and a holographic sensor (18) suitable for taking a holographic image of the given sample volume under investigation, and the fluorescence sensor (14) and the holographic sensor (18) are opposite to each other in relation to the sample holder space part (10) , together with the sample holder space part (10) are arranged on a common optical axis, as well as - a holografikus fényforrásból (16) származó tárgyhullámot a közös optikai tengelyre leképező és a mintatartó-térrész (10) felé irányító, a holografikus fényforrás (16) fényét visszaverő és a fluoreszcens emittált fényt átengedő becsatolóelemet (20), és a fluoreszcencia-felvételen fluoreszcens objektum-azonosítási lépést hajtunk végre, és amennyiben a fluoreszcens objektum-azonosítási lépésben az adott vizsgált mintatérfogatban legalább egy fluoreszcens objektumot azonosítunk, akkor- the coupling element (20) that maps the object wave from the holographic light source (16) onto the common optical axis and directs it towards the sample holder space part (10), reflects the light of the holographic light source (16) and transmits the fluorescent emitted light, and fluorescent in the fluorescence recording an object identification step is performed, and if at least one fluorescent object is identified in the given sample volume in the fluorescent object identification step, then - a legalább egy fluoreszcens objektumhoz a fluoreszcencia-felvételen rendre legalább egy objektum pozíciót rendelünk, valamint- we assign at least one object position to at least one fluorescent object in the fluorescence recording, and - a holografikus felvételt rekonstruálva rekonstruált holografikus felvételt állítunk elő és a rekonstruált holografikus felvételen a legalább egy objektum pozíció alapján a legalább egy fluoreszcens objektum rekonstruált modelljét azonosítjuk.- by reconstructing the holographic recording, a reconstructed holographic recording is produced and the reconstructed model of the at least one fluorescent object is identified based on the position of at least one object on the reconstructed holographic recording. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy átfolyósan mozgó mintát alkalmazunk és rendre az adott vizsgált mintatérfogat kicserélődését követően az eljárás lépéseit legalább egy újabb adott vizsgált mintatérfogatra elvégezzük.2. The method according to claim 1, characterized by the fact that a fluidly moving sample is used and the steps of the procedure are carried out for at least one more given sample volume after the change of the given sample volume. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább kettő fluoreszcencia-felvétel elkészítését követően a legutoljára készített fluoreszcencia-felvételből kivonva a fluoreszcencia-felvételek átlagát különbségi fluoreszcencia-képet hozunk létre, és a fluoreszcens objektum-azonosítási lépést a különbségi fluoreszcencia-képen végezzük el.3. The method according to claim 2, characterized by the fact that, after taking at least two fluorescence images, the average of the fluorescence images is subtracted from the last fluorescence image to create a differential fluorescence image, and the fluorescent object identification step is called the differential fluorescence image. done in the picture. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fluoreszcens objektum-azonosítási lépésben fluoreszcens objektum beazonosításához küszöbértéket alkalmazunk.4. The method according to claim 3, characterized in that a threshold value is used to identify a fluorescent object in the fluorescent object identification step. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adott mintatérfogat háttér-fluoreszcenciájától függő változó értékű küszöbértéket alkalmazunk.5. The method according to claim 4, characterized in that a variable threshold value depending on the background fluorescence of the given sample volume is used. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy6. The 1-5. A method according to any one of claims, characterized in that - a fluoreszcencia-felvétel expozíciós idejének (Tf) egy részperiódusában (Tf2) az adott vizsgált mintatérfogatot két, egymástól eltérő hullámhosszú gerjesztő fénnyel világítjuk be, egy másik részperiódusában (Tfi) pedig a két gerjesztő fény közül csak az egyikkel világítjuk be az adott vizsgált mintatérfogatot,- in one sub-period (Tf2) of the exposure time (Tf) of the fluorescence recording, the given sample volume is illuminated with two excitation lights of different wavelengths, and in another sub-period (Tfi) the given sample volume is illuminated with only one of the two excitation lights , - a fluoreszcens gerjesztő fények hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényt leképezve készítjük a fluoreszcencia-felvételt, és- we make the fluorescence recording by imaging the fluorescent emitted light emitted as a result of the fluorescent excitation lights, and - a fluoreszcens objektum-azonosítási lépésben legalább egy fluoreszcens objektum azonosítása esetén a legalább egy fluoreszcens objektum objektum-képének a fluoreszcencia-felvételen tapasztalható elmozdulása alapján mindkét részperiódusban (Tfi, Tf2) alkalmazott gerjesztő fénnyel gerjesztett fluoreszcens objektumot és/vagy csak a részperiódusok (Tfi, Tf2) egyikében alkalmazott gerjesztő fénnyel gerjesztett fluoreszcens objektumot azonosítunk.- if at least one fluorescent object is identified in the fluorescent object identification step, based on the displacement of the object image of at least one fluorescent object in the fluorescence recording, the fluorescent object excited by the excitation light applied in both subperiods (Tfi, Tf2) and/or only the subperiods (Tfi, A fluorescent object excited by the excitation light used in one of Tf2) is identified. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fluoreszcencia-felvétel elkészítéséhez 40-200 ms expozíciós időt (Tf) alkalmazunk, és/vagy a holografikus felvétel elkészítéséhez 0,5-5 ms expozíciós időt (Th) alkalmazunk.7. The 1-6. Method according to any one of the claims, characterized in that an exposure time (Tf) of 40-200 ms is used for the preparation of the fluorescence recording and/or an exposure time of 0.5-5 ms is used for the preparation of the holographic recording. 8. Minta fluoreszcencia-vizsgálatára szolgáló berendezés, amely tartalmaz8. Equipment for the fluorescence examination of a sample, which contains - a minta egy adott vizsgált mintatérfogatának befogadására alkalmas mintatartó-térrészt (10),- the sample holder compartment (10) suitable for receiving a given sample volume of the sample, - a mintatartó-térrész (10) fluoreszcens gerjesztő fénnyel való bevilágítására alkalmas egy vagy több gerjesztő fényforrást (12a, 12b),- one or more excitation light sources (12a, 12b) suitable for illuminating the sample holder space (10) with fluorescent excitation light, - a mintatartó-térrészben (10) vizsgálat során tartózkodó adott vizsgált mintatérfogatnak a fluoreszcens gerjesztő fény hatására kibocsátott fluoreszcens emittált fényét leképezve fluoreszcencia-felvétel készítésére alkalmas fluoreszcencia-érzékelőt (14), és- a fluorescence sensor (14) suitable for taking a fluorescence recording by mapping the fluorescent emitted light emitted by the fluorescent excitation light of the given sample volume in the sample holder space (10) during the test, and - az adott vizsgált mintatérfogatról holografikus felvétel készítésére alkalmas, holografikus fényforrást (16) és holografikus érzékelőt (18) tartalmazó holografikus elrendezést, azzal j e l l e m e z v e, hogy- a holographic arrangement containing a holographic light source (16) and a holographic sensor (18) suitable for making a holographic recording of the given sample volume, which means that - a fluoreszcencia-érzékelő (14) és a holografikus érzékelő (18) a mintatartó-térrészhez (10) viszonyítva egymással átellenesen, a mintatartó-térrésszel (10) együtt közös optikai tengelyen vannak elrendezve, és- the fluorescence sensor (14) and the holographic sensor (18) are arranged opposite to each other in relation to the sample holder space part (10), on a common optical axis together with the sample holder space part (10), and - tartalmaz a holografikus fényforrásból (16) származó tárgyhullámot a közös optikai tengelyre leképező és a mintatartó-térrész (10) felé irányító, a holografikus fényforrás (16) fényét visszaverő és a fluoreszcens emittált fényt átengedő becsatolóelemet (20).- contains the coupling element (20) which maps the object wave from the holographic light source (16) onto the common optical axis and directs it towards the sample holder space part (10), reflects the light of the holographic light source (16) and transmits the fluorescent emitted light. 9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz a közös optikai tengelyen a fluoreszcencia-érzékelő (14) és a becsatolóelem (20) között elrendezett fluoreszcencia-leképzőlencsét (22).9. The device according to claim 8, characterized in that it contains a fluorescence reduction lens (22) arranged on the common optical axis between the fluorescence sensor (14) and the coupling element (20). 10. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy kicsinyítési/nagyítási mértéke beállításával a fluoreszcencialeképzőlencse (22) mélységélessége a mintatartó-térrésznek (10) a közös optikai tengely irányú kiterjedéséhez van megválasztva.10. The device according to claim 9, characterized in that the depth of field of the fluorescence reducing lens (22) is selected for the extension of the sample holder space part (10) in the direction of the common optical axis by adjusting the reduction/enlargement degree. 11. A 9. vagy 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fluoreszcencia-leképzőlencse (22) kicsinyítési/nagyítási mértéke 0,5-1,5 közötti.11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the degree of reduction/enlargement of the fluorescence reduction lens (22) is between 0.5 and 1.5. 12. A 8-11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz a mintatartó-térrész (10) és a holografikus érzékelő (18) között elrendezett holografikus leképzőlencsét (24).12. The 8-11. Device according to any one of claims, characterized in that it contains a holographic reduction lens (24) arranged between the sample holder space part (10) and the holographic sensor (18). 13. A 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a holografikus leképző lencse nagyítási mértéke 1,5-10 közötti.13. The device according to claim 12, characterized in that the magnification of the holographic imaging lens is between 1.5 and 10. 14. A 8-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz a közös optikai tengelyen elrendezett14. The 8-13. The device according to any one of the claims, characterized in that it contains the device arranged on the common optical axis - a fluoreszcencia-érzékelő (14) és a becsatolóelem (20) között elrendezett, a fluoreszcens emittált fényt átengedő emissziós szűrőt (28), és/vagy- the emission filter (28) arranged between the fluorescence sensor (14) and the coupling element (20), which allows the fluorescent emitted light to pass through, and/or - holografikus érzékelő (18) és a mintatartó-térrész (10) között elrendezett, a holografikus fényforrás (16) fényét átengedő első szűrőt (30).- a first filter (30) arranged between the holographic sensor (18) and the sample holder space part (10), which transmits the light of the holographic light source (16). 15. Az 8-14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz a gerjesztő fényforrás (12a, 12b) és a mintatartó-térrész (10) között elrendezett, a gerjesztő fényt átengedő gerjesztési szűrőt (26a, 26b).15. The 8-14. The device according to any one of the claims, characterized in that it contains an excitation filter (26a, 26b) arranged between the excitation light source (12a, 12b) and the sample holder space part (10), which allows the excitation light to pass through. 16. A 8-15. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a gerjesztő fényforrás (12a, 12b) a mintatartó-térrésznek (10) a közös optikai tengelytől eltérő irányból történő bevilágítására alkalmasan van elrendezve.16. The 8-15. Device according to any one of the claims, characterized in that the excitation light source (12a, 12b) is arranged to illuminate the sample holder space part (10) from a direction other than the common optical axis. 17. Az 8-16. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy több, egymástól eltérő hullámhosszú gerjesztő fény kibocsátására alkalmas gerjesztő fényforrást (12a, 12b) tartalmaz.17. The 8-16. Device according to any one of claims, characterized in that it contains several excitation light sources (12a, 12b) capable of emitting excitation light of different wavelengths. 18. A 8-17. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fluoreszcencia-érzékelő (14) 0,5-3 megapixel/25 mm2 felbontású és/vagy a holografikus érzékelő (18) pedig 5-20 megapixel/25 mm2 felbontású.18. The 8-17. Device according to any one of claims, characterized in that the fluorescence sensor (14) has a resolution of 0.5-3 megapixels/25 mm 2 and/or the holographic sensor (18) has a resolution of 5-20 megapixels/25 mm 2 .
HUP1600037A 2016-01-25 2016-01-25 Method and apparatus for analysing fluorescence of a sample HU231357B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HUP1600037A HU231357B1 (en) 2016-01-25 2016-01-25 Method and apparatus for analysing fluorescence of a sample
PCT/HU2016/000078 WO2017130009A1 (en) 2016-01-25 2016-12-08 Method and apparatus for fluorescence analysis of a sample

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HUP1600037A HU231357B1 (en) 2016-01-25 2016-01-25 Method and apparatus for analysing fluorescence of a sample

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP1600037A1 HUP1600037A1 (en) 2017-07-28
HU231357B1 true HU231357B1 (en) 2023-03-28

Family

ID=89992060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HUP1600037A HU231357B1 (en) 2016-01-25 2016-01-25 Method and apparatus for analysing fluorescence of a sample

Country Status (2)

Country Link
HU (1) HU231357B1 (en)
WO (1) WO2017130009A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7158220B2 (en) * 2018-09-11 2022-10-21 浜松ホトニクス株式会社 Measuring device and method
US20210187503A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Personal Genomics Taiwan, Inc. Apparatus and system for single-molecule nucleic acids detection

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5162990A (en) * 1990-06-15 1992-11-10 The United States Of America As Represented By The United States Navy System and method for quantifying macrophage phagocytosis by computer image analysis
ATE398185T1 (en) * 1997-05-05 2008-07-15 Chemometec As METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING SOMA CELLS IN MILK
US8077310B2 (en) * 2006-08-30 2011-12-13 Accuri Cytometers, Inc. System and method of capturing multiple source excitations from a single location on a flow channel
US9164479B2 (en) * 2011-09-16 2015-10-20 University Of Massachusetts Systems and methods of dual-plane digital holographic microscopy
EP2602608B1 (en) * 2011-12-07 2016-09-14 Imec Analysis and sorting of biological cells in flow

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017130009A1 (en) 2017-08-03
HUP1600037A1 (en) 2017-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7009699B2 (en) Method for investigating a sample
US3916205A (en) Differential counting of leukocytes and other cells
US7420674B2 (en) Method and arrangement for analyzing samples
JP4670031B2 (en) Apparatus for optical detection of a light beam that has undergone excitation and / or backscattering in a sample
CN104515469B (en) For checking the light microscope of microcosmic sample and microscopy method
JP5457262B2 (en) Membrane potential change detection apparatus and membrane potential change detection method
US20130302905A1 (en) Increased depth-resolution microscopy
US8809809B1 (en) Apparatus and method for focusing in fluorescence microscope
JP2009537021A (en) Laser irradiation system in fluorescence microscopy
JP6790013B2 (en) Cytometry analysis method for cell samples
US8988771B2 (en) Method for evaluating fluorescence results in a microscope image
US20230384223A1 (en) Method and fluorescence microscope for determining the location of individual fluorescent dye molecules by means of adaptive scanning
EP3532822B1 (en) Trans-illumination imaging with use of interference fringes to enhance contrast and find focus
US20200033192A1 (en) Method and Apparatus of Filtering Light Using a Spectrometer Enhanced with Additional Spectral Filters with Optical Analysis of Fluorescence and Scattered Light from Particles Suspended in a Liquid Medium Using Confocal and Non Confocal Illumination and Imaging
US11199500B2 (en) Method and microscopy system for recording a microscopic fluorescence image of a sample region containing a biological sample
JP2005037388A (en) Arrangement and method for optical detection of light radiation excited and/or backscattered in specimen with double-objective arrangement
US20140022373A1 (en) Correlative drift correction
HU231357B1 (en) Method and apparatus for analysing fluorescence of a sample
CN116324569A (en) Method and apparatus for optical microscopy multi-scale recording of biological samples
US20200379227A1 (en) Method For Analyzing Fluorescent Particles in an Immunoassay
CN107710046A (en) For the method and wide-field microscope of the spatial discrimination elevation information that sample is determined using wide-field microscope
Dunn et al. Ratio imaging instrumentation
NL1040008C2 (en) Optical and integrated inspection apparatus and method.
JP2005524069A (en) Fluorescence detection apparatus and method having light emitting diode as excitation light source
EP0626575B1 (en) Method and apparatus for microscopic imaging

Legal Events

Date Code Title Description
HC9A Change of name, address

Owner name: SZAMITASTECHNIKAI ES AUTOMATIZALASI KUTATO INTEZET, HU

Free format text: FORMER OWNER(S): MTA SZAMITASTECHNIKAI ES AUTOMATIZALASI KUTATO INTEZET, HU