CN105378537B - 用于光片显微技术的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于光片显微技术的设备。这种设备包括用于容纳位于介质(2)中的样本(3)的样本容器(1)，其中，样本容器(1)具有盖部并且相对于平面形参照面被定向。该设备还包括具有照明物镜(6)的照明光学系统，用于以光片照明样本(3)，其中，照明物镜(6)的光学轴线(7)与光片位于这样的平面中，该平面与参照面的法线围成不等于0的照明角度β。该设备还包括具有检测物镜(8)的检测光学系统，检测物镜(8)的光学轴线(9)与参照面的法线围成不等于0的检测角度δ。在这种设备中，在盖部上，即在容器底板(11)或者容器顶板(18)上，构建有至少一个对于照明和检测光透明的拱曲部用于容纳样本(3)，该拱曲部具有内边界面(12)和外边界面(13)。该拱曲部的形状、其在观察中的位置以及照明物镜(6)和检测物镜(8)的光学轴线(7,9)的位置被相互协调，方法是，照明物镜(6)和检测物镜(8)的光学轴线(7,9)与边界面(12,13)的法线至少在光学轴线(7,9)穿过边界面的区域中围成最小角度。
Description
本发明涉及一种用于光片显微技术的设备。这种设备包括用于容纳位于介质中的样本的样本容器，其中，样本容器相对于平面形的、通常水平的参照面被定向。该设备还包括具有照明物镜的照明光学系统，用于以光片照明样本，其中，照明物镜的光学轴线与光片位于这样的平面中，该平面与参照面的法线围成不等于0的照明角度β。最后，该用于光片显微技术的设备还包括具有检测物镜的检测光学系统，检测物镜的光学轴线与参照面的法线围成不等于0的检测角度δ。照明物镜和检测物镜在此也可以构建为所谓的双物镜，如例如在EP 0 866 993 B1中所描述的那样。两个物镜于是综合在共同的结构单元中，于是，各个光学系统，即物镜及其所属的光路和位于其中的光学元件，共享一些元件。
这种设备尤其在检查生物样本时使用，在该检查中，以光片照明样本，光片的平面与检测的光轴线以不等于0的角度相交。通常在此，光片与通常为检测物镜的光轴线的检测方向围成直角。借助该也称作SPIM(Selective Plane Illumination Microscopy选择性平面照明显微镜)的技术可以在较短时间中也建立较厚样本的空间记录。基于光学剖切结合在垂直于剖面的方向上的相对运动，可以以图像方式、空间延展地示出样本。
SPIM技术优选用于荧光显微镜，在那里该技术也称作LSFM(Light SheetFluorescence Microscopy光片荧光显微镜)。相对于诸如共焦激光扫描显微镜或二光子显微镜的其它已知方法而言，LSFM技术具有多个优点：因为检测可以在宽视场中进行，所以可以采集更大的样本区域。虽然分辨率比共焦激光扫描显微镜小一些，但是用LSFM技术还可以分析更厚的样本，因为进入深度更大。此外，在该方法中，样本的光负荷是最小的，这尤其降低了使样本褪色的风险，因为样本仅通过与检测方向成不为0的角度的薄光片被照射。
在此，不仅能使用例如借助圆柱透镜产生的纯静态光片，还能使用准静态光片。该准静态光片可以通过用于光束迅速扫描样本的方式来产生。通过使光束经历相对于待观察样本的极为快速的相对运动以及在此时间上相继地多次连续进行，形成了光片状的照明。在此，将其上的传感器最终成像样本的相机的积分时间(Integrationszeit)选择为使得扫描在积分之间内完成。替代具有2D阵列的相机，还可以使用结合检测光学系统中的重新扫描(Rescan)的阵列传感器。该检测还可以共焦地进行。
SPIM技术如今在文献中被多次描述，例如在DE 10257423A1和基于其的WO 2004/053558A1中或者在概览性文章“Selective Plane Illumination Microscopy Techniquesin Developmental Biology发育生物学中的选择性平面照明显微镜技术”，J.Huisken等著，发表于2009年，杂志Development，136卷，1963页中。
光片显微镜的主要应用之一在于成像平均尺寸的、大小为100μm至数毫米的有机体。通常，这些有机体嵌入在琼脂糖凝胶中，其又位于玻璃毛细管中。玻璃毛细管被从上方或下方引入到装有水的样本室中，并且将样本从毛细管中挤出一段。用光片照明琼脂糖中的样本，并且用垂直于光片和由此也垂直于光片光学系统的检测物镜将荧光在照相上成像。
光片显微镜的该方法具有三大缺点。首先，待检查的样本比较大，它源自发育生物学。此外，由于样本准备和样本室的尺寸，光片较厚并且由此限制了可达到的轴向分辨率。再者，样本准备是麻烦的，与在荧光显微镜用于检查单个细胞时常用的标准样本准备和标准样本保持也不兼容。
为了能够至少部分地避开这些限制，近年来发展了SPIM结构，其中照明物镜和检测物镜相互垂直，并且分别以45°的角度从上方指向样本。如果例如将样本保持部位于其上的桌面或者另一水平面看做参照面，则照明角度β和检测角度δ分别为45°。这种结构例如在WO 2012/110488 A2和在WO 2012/122027 A2中被描述。
样本在这种结构中例如位于皮氏培养皿的底板上。该皮氏培养皿装有水，照明物镜和检测物镜浸泡在该液体中，水也承担了浸没液体的功能。该方法提供了在轴向上较高分辨率的优点，因为可以产生更薄的光片。由于该更高的分辨率，于是可以检查更小的样本。样本准备也变得简单很多。然而，一个大不利在于样本准备和样本保持还是不符合所提及的标准。于是皮氏培养皿必须较大，以便将两个物镜都浸泡在该培养皿中，而不碰到培养皿的边缘。微量滴定板，也称作多孔板是在生物学很多领域中的标准并且恰也在对单个细胞的荧光显微学分析中使用，微量滴定板在所述方法中无法使用，因为物镜不能以被浸到格栅状布置在板上的很小的凹处中。另一缺点在于，用该构造难以短时内分析多个样本(高通量筛选技术)，因为物镜在样本变更时必须被清洁，以避免不同样本间的污染。
本发明的任务在于改进开头所述类型的用于光片显微技术的设备，使得尤其简化以高通量分析样本，方法是，简化可以容纳多个样本的微量滴定板、即样本保持部的使用。
该任务在开头描述类型的用于光片显微技术的设备中这样解决，即，在盖部上构建有至少一个至少部分对于照明和检测光透明的拱曲部用于容纳样本，其中，该拱曲部具有内边界面和外边界面。以该方式，明显简化了物镜对样本的到达，尤其可以使用微量滴定板和可旋转的微量滴定板，与样本位于容器底板上和尤其将直立的显微镜配置用于分析的情况相比，微量滴定板的凹处可以以较小的横向尺寸来配置。
在此重要的是，拱曲部的形状、其在观察中的位置以及照明和检测物镜的光学轴线的位置相互协调，以便避免或最小化像差，该像差例如与光路对边界面的倾斜穿过和由此样本容器的倾斜光入射和光出射相关联。该协调以如下方式进行，即，照明和检测物镜的光学轴线与内边界面和外边界面的法线至少在光学轴线穿过边界面的区域中围成最小角度，即为0或者很小，例如至多5度的角度。如果光学轴线和边界面相互垂直，则仅出现球面像差，其如在已知的、适配于顶板玻璃的显微镜物镜中可以被校正。
拱曲部的形状在此是任意的，只要遵守所提及的条件。拱曲部例如可以取半圆桶或半球形的形状，其中，于是在协调过的最佳配置的设备中，两个物镜的光学轴线与半圆桶的表面上的切线的法线相重合。
在一个特别优选的构型中，至少一个拱曲部具有两个从盖部和样本容器突出的、具有平行的边界面的板状元件，它们在拱曲部的与样本容器的其余部分距离最大处(在构建为凹槽的拱曲部中为凹槽的最低处，在构建为突起部的拱曲部中为突起部的最高处)在至少一个点上接触，在该点上，凹槽或者突起部或者说样本容器或容器顶板向下或向上封闭。第一板状元件的边界面的法线在此在照明物镜的光学轴线穿过的区域中与该光学轴线重合，使得该法线和该光学轴线在该板状元件的边界面的任何位置上都平行于照明物镜的光学轴线。相应地，第二板状元件的边界面的法线与检测物镜的光学轴线重合，于是在第二板状元件的边界面的任何位置上都平行于该光学轴线。这在拱曲部相对于两个物镜的位置方面进行的协调中实现了较高的灵活性。意味着内边界面和外边界面的相互平行层的平台却不是必要的，尤其在两个板状元件接触的区域中不是必要的，该区域可以设在具有小曲率的内侧上，从而例如在凹槽的情况下一方面在凹槽最低点上将凹槽的强度增大并且另一方面还阻止了污染物的顽固附着，如在两个以某角度相碰的平面形板材，即在具有至少部分V型横截面的凹槽中那样。
照明角度β和检测角度δ之和优选为90°，这使得容易将检测器布置在光路中。在其它角度的情况下必须注意图像平面(即检测器所位于的平面)、物平面(即被光片照射的平面)和检测物镜的在物侧的主平面在一条直线中相交。
至少一个拱曲部可以构建为沟槽形的，其中，在样本容器中例如在容器底板中可以布置有相继的多个沟槽。在一个特别优选的构型中，拱曲部构建为棱锥形的，使得两个板状元件具有三角形并且被两个另外的板状元件补充。这能够实现从四个不同侧分析定位在拱曲部中的样本，这在样本沉积在一侧的情况下是有利的。此外，棱锥形的拱曲部可以格栅状地布置在容器底板上或者容器顶板中，从而样本容器也可以构建为具有多个这种棱锥形拱曲部的微量滴定板。如果各个沟槽分别被诸如横梁的分隔元件划分成各个区段，则沟槽状的构型也可以用于构成滴定板。
具有这种凹槽的样本容器可以由玻璃、优选在廉价变型中由塑料制成，例如当该凹槽为沟槽状时以深拉工艺制成。
适宜地，拱曲部的内边界面的至少一部分用于在该边界面上生长细胞，即以特殊结构覆层，细胞的表面结构连接和锚定到该特殊结构上。对于用该光片显微技术设备可以以高通量分析的各个细胞而言，生长条件还可以更高地适配于自然的生长环境，方法是，至少一个拱曲部、即例如沟槽或棱锥形凹槽填充有胶或藻酸盐，借助其可以模拟空间基质。
如已经表明的，在一个其中照明物镜和检测物镜在倒置配置中布置在样本容器下方的优选构型中，盖部构建为容器底板，拱曲部构建为容器底板中的凹槽。以该方式，明显简化了物镜对样本的到达，尤其是可以使用具有多个凹处的微量滴定板，其中，在每个凹处都构建有用于样本的凹槽。将凹槽用于多个细胞样本的检查能够实现的是提高样本容器中凹处的数目，因为可以减小参照面的平面中的横向伸展。
替代容器底板，可以对于光片显微镜的直立配置，即对于从上面的观察，将容器顶板以与容器底板的描述相似的方式适配为盖部，并且以直立的光片显微技术布置进行细胞的分析。在本发明的该构型中，因此照明物镜和检测物镜布置在样本容器上方。在容器顶板中，于是替代凹槽构建至少一个突起部。突起部的形状、其在观察中的位置以及照明和检测物镜的光学轴线的位置同样被彼此协调，方法是，照明和检测物镜的光学轴线与边界面的法线至少在光学轴线穿过边界面的区域中围成最小角度。突起部可以如凹槽那样例如为沟槽形、棱锥形或者半圆桶形或半球形。
因为在微量滴定板的情况下样本通常由于重力而向深处沉降或者沉积在最深处，所以当照明和检测物镜布置在样本容器上方时，观察不能顺利地实现。出于该原因，当在容器顶板中构建有突起部时，在样本容器中附加地布置有用于将样本在在距物镜的工作距离内定位在样本容器相对于其深度的上部区域中的装置。该用于定位的装置也可以布置在容器顶板中，相应地同样在物镜的工作距离内。该工作距离对于典型的具有高数值孔径的物镜而言通常在几百微米至几毫米的范围中。
凹槽和突起部一样可以由板状元件组成，其可以用作内边界面。样本容器的另一可能构型在于，使用可旋转的微量滴定板，其中首先顶板中突起部指向下。在该在装配位置中对应于凹槽的突起部中，引入样本并且借助定位工具将样本固定在该至少一个突起部中，例如用冲具。接下来，从上方将底板放置到可旋转的微量滴定板上并且将其封闭。在应结合直立的光片显微镜使用该微量滴定板时，为了分析，要旋转该微量滴定板。如果应结合倒置的光片显微镜使用该微量滴定板，则旋转是不必要的。
用于将样本定位在上四分之一中或者容器顶板的至少一个突起部中的装置适宜地具有对于营养液可渗透的膜、具有多个开口的平台或者接片。重要的是，样本总是接触营养液，但样本却不会由于重力而沉到其中。膜、平台或接片还可以由凝胶制成。
由于光在每个物镜和样本之间总是穿过不同的介质或两个边界面的事实，在物镜相对于边界面垂直定向的其科学也出现球面像差。该球面像差在已知容器底板中的凹槽形式或者容器顶板中的突起部形式的拱曲部的材料并且至少已知具有平行边界面的板状元件的厚度的情况下可以被校正为使得如通常对于显微镜物镜所实现的那样。部分地，该球面像差关于预先给定的材料制成的预先给定的顶板玻璃厚度被校正。这种校正在通常具有比照明物镜大的数值孔径的检测物镜的情况下特别优选地实施。
在一个优选的构型中，照明光学系统和/或检测光学系统包括的校正装置不仅用于减小上面提到的像差，还用于减小由于照明和/或待测光以不同于90度的角度穿过边界面而形成的像差。
因此，在照明物镜和/或检测物镜中优选布置有特殊的校正透镜，该校正透镜还可以在物镜与边界面的法线围成不同于0的角度的情况下包括圆柱透镜、倾斜或并非在光学轴线上布置的透镜，具有非球形表面或自由形状表面的校正元件也可以用于校正。替选地或补充地，在照明光路中可以布置有适配光学元件形式的、用于操纵照明和/或检测光的相位波前的校正装置。在此，优选使用可变形镜、空间光调制器或者相位板。
用于避免像差的另一途径在于为盖部或者容器顶板中的突起部或容器底板中的凹槽使用特别适配过的材料。
在一个特别优选的实施形式中，作为容器底板或器顶板中的凹槽或突起部使用这样的材料，其具有与样本位于其中的介质的直射率相差在5％以下的折射率。当将在波长λd＝578.56nm折射率为nd＝1.33水用作样本位于其中的介质时，则适于作为盖部的材料的例如是PTFE(聚四氟乙烯，nd＝1.35)、(nd＝1.34)或者PFEP(全氟乙丙烯，nd＝1.34)。全氟二氧戊环聚合物也可以使用，其折射率同样通常位于1.33与1.36之间。还有一种特别合适的材料是AF，其通常具有nd＝1.32的折射率。这种材料是无定形聚合物，在此，可以将玻璃化转变温度调节为使得该聚合物在冷却状态下具有样本位于其中的介质的折射率。其它具有可调节的玻璃化转变温度的无定形聚合物当然也可以使用。
如果折射率并不精确一致，则还会出现像差，虽然程度减小。为了进一步避免该像差，则分离层/盖部应选择得尽可能薄，并且不会厚于几百微米。如果盖部同时用作样本容器的底板，如在倒置布置时那样，则当然还需要注意相对于由样本位于其中的介质所施加的压力的足够稳定性。这一点对于直立观察而言盖部作为样本容器的顶板的情况下不必要，在此材料可以明显更薄地成形，厚度小于100微米。
在尤其在直立光片显微镜的情况下可以简单实现的另一步骤中，还可以使用浸没物镜。如果将与容纳样本的介质相同的介质用作浸没介质时，即例如水和水的折射率，并且将折射率与水几乎相同的材料用于容器顶板或容器底板中的突起部/凹槽，则边界面不会由于散射或折射被觉察，物镜无需被进一步校正。
作为容器顶板或容器底板中的突起部/凹槽的材料，也可以使用纳米结构化混合材料，其由第一和第二组分组成，其中，第一组分的折射率小于而第二组分的折射率大于用于容纳样本的介质的折射率。如果第一组分的材料制成的平均结构尺寸小于用于照明的和待检测的光的光波长，则得到混合材料的有效折射率，其可以根据该区域的尺寸和其数值适配于介质的折射率，使得其与用于嵌入样本的介质的折射率相差在5％以下。例如可以使用纳米多孔的二氧化硅，在此第一组分是空气，而第二组分是二氧化硅。这样纳米结构化的材料例如在文章“Optical thin-film materials with low refractive index forbroadband elimination of Fresnel reflection用于宽带地消除菲尼尔反射的具有低折射率的光学薄膜材料”，J.-O.Xi等著，发表于2007年Nature Photonics，第1卷第176-179页中，结合抗反射层的制造进行过描述。
所理解的是，上面提及和下面还要阐述的特征不仅以所说明的组合，还以其它组合或者单独地可使用，而不偏离本发明的范围。
下面例如借助同样公开根据本发明的特征的附图来详细阐述本发明。其中：
图1示出了用于光片显微技术的设备，
图2示出了带有凹槽的样本容器的一个示例，
图3示出了容器顶板或容器底板的示例，
图4a)-c)示出了将样本布置在微量滴定板的一个凹处的上部区域中的不同可能性，以及
图5示出了可旋转的微量滴定板的使用。
图1首先示出了用于光片显微技术的设备的基本结构，其能够实现对待检查的样本的容易的到达并且由此满足了在高通量分析单个细胞情况下使用的前提条件。该设备在此配置为导致的光片显微镜，然而可以容易地转用于直立的光片显微镜。在样本容器1中，样本3位于介质2中。样本容器1相对于平面形参照面被定向，参照面在此通过样本台4的水平表面来限定。该设备包括照明光学系统，该照明光学系统具有光源5和用于以光片照明样本3的照明物镜6，其中，照明物镜6的光学轴线7和光片位于这样的平面中，该平面与参照面的法线围成不等于0的照明角度β。来自样本的光经由具有检测物镜8的检测光学系统到检测器10上被成像，该检测物镜的光学轴线9与参照面的法线围成不等于0的检测角度δ，检测器10将所记录的强度转换为可进一步处理的图像数据。照明角度β和检测角度δ在此相同，但并非一定要相同。在两个物镜的孔径不同的情况下例如还可以基于空间位置需求而设置其它角度。
照明物镜6和检测物镜8布置在样本容器1下方。样本容器1具有对于照明和检测光透明的玻璃底板11，其具有内边界面12和外边界面13。在玻璃底板11上构建有至少一个对于照明和检测光透明的凹槽14，用于将样本3安置到该凹槽中。在此足够的是，样本容器1在凹槽14的区域中是透明的，但是用同一的材料如玻璃或深拉的塑料进行制造通常是更简单的。将样本3安置在该凹槽14中导致，样本3对于光片显微镜的光学设备、照明物镜6和检测物镜8而言更容易到达。具有多个这种凹槽14的样本容器1因此与具有平面形底板的容器相比更好地适用于以高通量分析单个细胞，因为通过将样本安置在凹槽中这种多孔板或微量滴定板所具有的各个凹槽横向上可以以更小的尺寸来设计。微量滴定板于是不必那么频繁地更换。
在此，凹槽14的形状、其在观察中的位置以及照明物镜6和检测物镜8的光学轴线7和9的位置被相互协调，方法是，照明物镜6和检测物镜8的光学轴线7、9与内表面12和外表面13的法线至少在光学轴线7和9穿过边界面12和13的区域中围成最小角度。以该方式，可以将由于穿过边界面的倾斜光入射或倾斜光出射而出现的像差最小化。该角度在此优选为0。
图1中示出的示例包括至少一个凹槽14和第一及第二从容器底板11突出的板状元件15或16。在板状元件15或16的每个中，内边界面12与外边界面13平行地布置。在凹槽14的最深处，两个板状元件15或16在至少一个点上接触，其中，第一板状元件15的边界面12、13的法线与照明物镜6的光学轴线7重合，第二板状元件16的边界面12、13的法线与检测物镜8的光学轴线9重合。照明角度β和检测角度δ之和在此为90°，然而也可以不等于90°。该设备具有的大的优势是，可以完全避免在穿过边界面12、13的倾斜光穿过情况下出现那样的像差。对于通常具有在0.3的量级中的小数值孔径的照明物镜6，因为待产生的光片将尽可能薄，所以其它校正不再是必要的。对于通常具有在1.0量级中的高数值孔径的检测物镜8，其它校正却是有利的，在特殊情况下对于照明光学系统而言其它校正也是有利的。校正装置例如可以包括在照明物镜6或检测物镜8中的校正透镜或者还有用于操纵照明和/或检测光的适配光学元件，该适配光学元件布置在照明光路或检测光路中并且优选构件为可变形镜、空间光调制器或者相位板。
为了避免在边界面12、13上的散射和折射，容器底板11也可以由这样的材料制成，该材料的折射率与样本3位于其中的介质2的折射率相差在5％以下。在此，特别合适的是无定形聚合物，其在其玻璃化转变温度方面可以被调节为使得在冷却情况下该材料恰好具有所希望的折射率。纳米结构化混合材料、例如由纳米多孔二氧化硅、即带有多个圆柱形通孔的二氧化硅制成的混合材料可以用作容器底板11的材料。容器底板11的厚度总是应该选为尽可能薄，以便尽可能良好地抑制像差。在图1所示的示例可以以等效的方式转用于照明物镜6和检测物镜8的直立布置，替代容器底板11中的凹槽14，在此容器顶板具有相应的突起部。
在图2中示出了样本容器1的示例，其对于以高通量分析细胞是合适的。所示出的是样本容器1的剖面中两个彼此平行的、沟槽状的凹槽14。这些凹槽14中的每个都被横梁17划分为各个凹处，其使得多个样本能够并排布置在一个凹槽14中，而不存在相互污染的可能性。
替代容器底板11，还可以以该方式设计相应的容器顶板。在图3中示出了容器顶板18的剖面，在其上布置有多个棱锥形突起部19，这些突起部19中的每个都覆盖样本容器1中的一个凹处。等效地也可以以该方式构建容器底板1。
凹槽14或突起部19中的内边界面13可以用于在该边界面上生长细胞，从而例如细胞即使没有其它辅助装置也可以沉积在突起部19中。凹槽14或突起部19也可以充填凝胶或藻酸盐以固定样本。
为了使得样本的观察变容易和能够以更小的横向直径设计微量滴定板的凹处，这种对于直立观察设置的样本容器优选具有将样本在照明和检测物镜的工作距离内定位在样本容器11相对于其深度的上部区域中或者用于相应地在工作距离内定为在容器顶板18的突起部19中的装置。这种装置在图4a)-c)中示出。盒状元件分别象征性地表示对于直立观察而言样本容器1中的多孔板的凹穴或凹处20。在图4a)中，在上部区域中布置有透明膜21，在其上安置有样本3，并且保证了至少以较大体积与营养液接触，以便能够实现细胞的生长。膜21能够实现营养物质的扩散以及对样本3的支持。替代膜21，还可以使用具有开口的例如平面形平台22，这在图4b)中示出。该平台例如可以由玻璃制成，由此样本准备基本上可以根据标准协议进行。细胞培养物也可以固定在基质凝胶中。在图4a)中在凹处20上还示出了容器顶板18的沟槽或沟槽片段形的突起部19。原则上也可以使用平的盖部，例如薄膜23，如在图4b)中所示。薄膜23可以与样本容器黏贴或焊接。另一配置在图4c)中示出。在此示出了接片24，其伸到凹处中间。突起部19在此具有半圆桶形。所提及的支持元件膜21、平台22和接片24也可以由凝胶制成，只要其具有足够的刚性。
也可以使用可旋转的微量滴定板，如图5中所示。在此，首先将样本3安置在微量滴定板的在此示例性地漏斗状的凹处20中。凹处20用介质2填充。然后，将在其直径较小的端部上布置有膜21的漏斗形元件25插入到漏斗形凹处20中。之后用容器底板11封闭微量滴定板。接下来反转该板，于是可以以直立的用于光片显微技术的布置方式观察样本。
附图标记列表
1 样本容器
2 介质
3 样本
4 样本台
5 光源
6 照明物镜
7 光学轴线
8 检测物镜
9 光学轴线
10 检测器
11 容器底板
12 内边界面
13 外边界面
14 凹槽
15 第一板状元件
16 第二板状元件
17 横梁
18 容器顶板
19 突起部
20 凹处
21 膜
22 平台
23 薄膜
24 接片
25 漏斗形元件
Claims (17)
1.一种用于光片显微技术的设备，包括：
-用于容纳位于介质(2)中的样本(3)的样本容器(1)，其中，所述样本容器(1)具有盖部并相对于平面形参照面被定向，
-具有照明物镜(6)的照明光学系统，用于以光片照明样本(3)，其中，照明物镜(6)的光学轴线(7)与光片位于这样的平面中，该平面与参照面的法线围成不等于0的照明角度β，
-具有检测物镜(8)的检测光学系统，所述检测物镜(8)的光学轴线(9)与所述参照面的法线围成不等于0的检测角度δ，其特征在于，
-在所述盖部上构建有至少一个对于照明和检测光透明的、具有内边界面(12)和外边界面(13)的拱曲部，用于将所述样本(3)容纳在所述拱曲部中，以及
-所述至少一个拱曲部的形状、其在观察中的位置以及所述照明物镜(6)和所述检测物镜(8)的光学轴线(7,9)的位置被相互协调，方法是，所述光学轴线(7,9)与所述边界面(12,13)的法线至少在所述光学轴线(7,9)穿过所述边界面的区域中围成一个0至5°的角度，
-所述至少一个拱曲部包括两个从所述盖部和从所述样本容器突出的、具有平行的边界面(12,13)的板状元件(15,16)，所述两个板状元件(15,16)在所述拱曲部的与所述样本容器(1)的其余部分距离最大处在至少一点中接触，其中，第一板状元件(15)的边界面(12,13)的法线与所述照明物镜(6)的光学轴线(7)重合，第二板状元件(16)的边界面(12,13)的法线与所述检测物镜(8)的光学轴线(9)重合，并且其中照明角度β与检测角度δ之和为90°。
2.根据权利要求1所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述至少一个拱曲部构建为凹槽或棱锥形的。
3.根据权利要求2所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述至少一个拱曲部的内边界面(12)用于细胞的生长。
4.根据权利要求2所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，照明物镜(6)和检测物镜(8)布置在所述样本容器(1)下方，所述盖部构建为容器底板(11)，所述至少一个拱曲部构建为凹槽(14)。
5.根据权利要求4所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述样本容器(1)构建为具有多个凹处的微量滴定板，并且在每个凹处都构建有棱锥形凹槽(14)。
6.根据权利要求4或5所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述至少一个凹槽(14)填充有凝胶或藻酸盐。
7.根据权利要求4所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，照明物镜(6)和检测物镜(8)布置在所述样本容器(1)上方，所述盖部构建为容器顶板(18)，所述至少一个拱曲部构建为突起部(19)，并且在所述样本容器(1)中布置有用于将所述样本(3)在距照明物镜(6)和检测物镜(8)的工作距离内定位在所述样本容器(1)相对于其深度的上部区域中和/或用于相应地定位在所述至少一个突起部(19)中的装置。
8.根据权利要求7所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述样本容器(1)构建为在所述容器顶板(18)中具有多个棱锥形突起部(19)的微量滴定板，其中，每个棱锥形的突起部(19)使得两个板状元件(15、16)构成三角形并且被两个另外的板状元件(15、16)补充。
9.根据权利要求8所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述微量滴定板构建为可旋转的。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，用于将样本(1)定位在样本容器的上部区域中或所述至少一个突起部(19)中的装置包括对于营养液可渗透的膜(21)、带有多个开口的平台(22)或者接片(24)。
11.根据权利要求10所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述膜(21)、所述平台(22)或者所述接片(24)是由凝胶制成的。
12.根据权利要求1-3，5，7-9中任一项所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，照明光学系统和/或检测光学系统包括用于减小由于照明光和/或待测光倾斜穿过所述边界面而形成的像差的校正装置。
13.根据权利要求12所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述校正装置包括所述照明物镜(6)和/或所述检测物镜(8)中的校正透镜，或者具有非球形表面或自由形状表面的校正元件，或者布置在照明光路和/或检测光路中的、用于操纵照明和/或检测光的相位波前的适配光学元件。
14.根据权利要求13所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述校正透镜为圆柱透镜、倾斜或非轴向布置的透镜。
15.根据权利要求13所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述适配光学元件为可变形镜、空间光调制器或者相位板。
16.根据权利要求5，7-9中任一项所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述容器底板(11)和/或所述容器顶板(18)是由这样的材料制成的，该材料的折射率与所述样本(3)位于其中的介质(2)的折射率相差在5％以下。
17.根据权利要求16所述的用于光片显微技术的设备，其特征在于，所述材料是由第一组分和第二组分构成的纳米结构化混合材料，其中，所述第一组分的折射率小于所述介质(2)的折射率，而所述第二组分的折射率大于所述介质(2)的折射率，并且其中，由所述第一组分材料制成的区域的平均结构尺寸具有这样的平均直径，该平均直径小于用于照明的光的和待检测的光的光波长。
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