DE102006011277A1 - Laser scanning microscope for detecting fluorescent radiation, has detection module with detection unit that detects linear sections in such a manner that linear probe radiation bundle is produced for each section - Google Patents

Laser scanning microscope for detecting fluorescent radiation, has detection module with detection unit that detects linear sections in such a manner that linear probe radiation bundle is produced for each section Download PDF

Info

Publication number
DE102006011277A1
DE102006011277A1 DE200610011277 DE102006011277A DE102006011277A1 DE 102006011277 A1 DE102006011277 A1 DE 102006011277A1 DE 200610011277 DE200610011277 DE 200610011277 DE 102006011277 A DE102006011277 A DE 102006011277A DE 102006011277 A1 DE102006011277 A1 DE 102006011277A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sample
radiation
laser
line
microscope according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610011277
Other languages
German (de)
Inventor
Daniel Dr. Bublitz
Peter Dr. Westphal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Microscopy GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss MicroImaging GmbH
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 Carl Zeiss MicroImaging GmbH filed Critical Carl Zeiss MicroImaging GmbH
Priority to DE200610011277 priority Critical patent/DE102006011277A1/en
Publication of DE102006011277A1 publication Critical patent/DE102006011277A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0032Optical details of illumination, e.g. light-sources, pinholes, beam splitters, slits, fibers
    • 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
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0052Optical details of the image generation
    • G02B21/0076Optical details of the image generation arrangements using fluorescence or luminescence

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

The microscope has a lighting module (BM) for illuminating two linear sections of a probe (26) with laser radiation of different wavelength. A sample radiation is produced based on interaction of the laser radiation with the probe. A scanning module (27) causes a relative motion between the laser radiation for illuminating the sections and the probe. A detection module (DM) has a detection unit (D1) and a CMOS sensor (38), where the detection unit detects the sections in such a manner that a linear probe radiation bundle is produced for each section. An independent claim is also included for a laser scanning-microscopic method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laser-Scanning-Mikroskop sowie ein Laser-Scanning-Mikroskopierverfahren, die insbesondere zur Detektion von Fluoreszenzstrahlung geeignet sind.The The invention relates to a laser scanning microscope and to a laser scanning microscopy method, in particular suitable for the detection of fluorescence radiation are.

Für die fluoreszenzmikroskopische Vermessung sind verschiedene Detektionsprinzipien bekannt. So kann beispielsweise ein Laserstrahl punktförmig auf die Probe fokussiert und das von der Probe emittierte Fluoreszenzlicht durch eine Pinhole-Blende örtlich gefiltert und mit einem nachgeordneten, nicht ortsauflösenden Detektor registriert werden. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß zum einen viele bewegliche Teile (zwei Scanner zur Ablenkung des fokussierten Laserstrahls über die gesamte Probe) verwendet werden müssen, was die Standzeit begrenzt. Ferner wird die Farbstoffanregung durch die sehr hohe Spitzenintensitäten im Fokus leicht gesättigt, so daß dies eine obere Grenze der maximalen Geschwindigkeit zur Erfassung eines örtlich aufgelösten Fluoreszenzbildes der Probe setzt. Des weiteren tritt auch die Schwierigkeit auf, daß eine starke Ausbleichung der Farbstoffe auftritt.For the fluorescence microscopy Surveying various detection principles are known. So can For example, a laser beam focused punctiform on the sample and locally filtering the fluorescent light emitted by the sample through a pinhole aperture and registered with a downstream, non-spatially resolving detector become. The disadvantage here, however, that on the one hand many moving Parts (two scanners to deflect the focused laser beam over the entire sample), which limits the service life. Furthermore, the dye excitation is in focus due to the very high peak intensities slightly saturated, so that this an upper limit of the maximum speed for detecting a spatially resolved fluorescence image the sample sets. Furthermore, the difficulty arises that one strong fading of the dyes occurs.

Die Probe kann mit einer linienförmig fokussierten Laserstrahlung beleuchtet werden, wobei diese Beleuchtungslinie dann über die Probe gescannt wird, um ein Bild der gesamten Probe zu erhalten. Die Detektion erfolgt beispielsweise mit einem CCD- oder CMOS-Zeilendetektor. Licht aus anderen Ebenen wird bei diesem Verfahren bevorzugt konfokal unterdrückt. Wenn man jedoch mehrere Farbstoffe in der Probe hat, die mit verschiedenen Laserwellenlängen angeregt werden müssen, so muß die Probe entweder mehrfach mit jeweils einer der Anregungswellenlängen vermessen werden, oder man regt die Fluoreszenz gleichzeitig mit allen Anregungslaserlinien an und detektiert das von allen Linien angeregte Licht spektral. Bei der ersten Alternative führt dies zu einer höheren Meßzeit. Bei der zweiten Alternative kann man nicht unterscheiden, welche Fluoreszenzstrahlung von welcher Laserstrahlung erzeugt wurde.The Sample may be with a line focused laser radiation are illuminated, this illumination line then over the sample is scanned to obtain an image of the entire sample. The Detection takes place, for example, with a CCD or CMOS line detector. Light from other planes is preferably confocally suppressed in this method. If However, one has several dyes in the sample with different Laser wavelengths need to be stimulated so must the Measure the sample either several times with one of the excitation wavelengths or stimulate fluorescence simultaneously with all excitation laser lines and spectrally detects the light excited by all lines. at the first alternative leads this to a higher one Measuring time. In the second alternative one can not distinguish which ones Fluorescence radiation from which laser radiation was generated.

Es ist auch möglich, die Probe flächig zu beleuchten und mit einem ortsauflösenden Detektor zu vermessen. Spektrale Informationen können aber nur seriell gewonnen werden. Um eine konfokale Unterdrückung zu erreichen, müssen weitere aufwendige Maßnahmen ergriffen werden, so daß dieses Verfahren insgesamt nur für Proben mit wenigen Farbstoffen geeignet ist.It is possible, too, the sample flat to illuminate and to measure with a spatially resolving detector. Spectral information can but only be won serially. To a confocal suppression too reach, must further elaborate measures be taken so that this Total procedure only for Samples with a few dyes is suitable.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Laser-Scanning-Mikroskop sowie ein Laser-Scanning-Mikroskopierverfahren bereitzustellen, das einen möglichst einfachen Aufbau aufweist und hohe Meßgeschwindigkeiten ermöglicht.outgoing It is the object of the invention to provide a laser scanning microscope and to provide a laser scanning microscopy method, the one possible has a simple structure and allows high measuring speeds.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Laser-Scanning-Mikroskop mit einem Beleuchtungsmodul, das einen ersten linienförmigen und einen davon beabstandeten zweiten linienförmigen Abschnitte einer zu untersuchenden Probe mit Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen beleuchtet, wobei in jedem Abschnitt aufgrund einer Wechselwirkung der Laserstrahlung mit der Probe Probenstrahlung erzeugt wird, mit einem Scanmodul, das eine Relativbewegung zwischen der Laserstrahlung zur Beleuchtung der Abschnitte und der Probe quer zu den linienförmigen Abschnitten bewirkt, und mit einem Detektionsmodul, das eine erste Detektionseinheit sowie einen ortsauflösenden Detektor umfaßt, wobei die erste Detektionseinheit die linienförmigen Abschnitte derart örtlich getrennt konfokal erfaßt, daß für jeden Abschnitt ein linienförmiges Probenstrahlenbündel erzeugt wird, das jeweils mittels des Detektors örtlich aufgelöst detektiert wird.According to the invention Task solved by a laser scanning microscope with a lighting module that has a first line-shaped and one of them spaced apart second line-shaped sections to one examining sample with laser radiation of different wavelengths, being in each section due to an interaction of the laser radiation With the sample sample radiation is generated, with a scan module, the a relative movement between the laser radiation for illumination the sections and the sample transversely to the linear sections causes and with a detection module, which is a first detection unit as well as a spatially resolving Detector comprises, wherein the first detection unit spatially separated the line-shaped sections detected confocally, that for everyone Section a line-shaped Samples ray beam is generated, which detects each spatially resolved by means of the detector becomes.

Da das Laser-Scanning-Mikroskop (bevorzugt gleichzeitig) zwei linienförmige Abschnitte beleuchtet und diese (bevorzugt gleichzeitig) örtlich getrennt konfokal erfassen kann, ist es möglich, die Probenstrahlung sowohl nach Emissionswellenlängen als auch nach Anregungswellenlängen (bevorzugt gleichzeitig) getrennt zu detektieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn Fluoreszenzstrahlung von mehreren Farbstoffen, die in die Probe eingebracht sind, detektiert werden sollen. So ist es insbesondere möglich, zwei bis acht verschiedene Farbstoffe in der Probe zu separieren und deren Mengenverhältnisse zu bestimmen. Es müssen nur die entsprechende Anzahl von linienförmigen Abschnitten, die voneinander beabstandet sind, mit Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet und entsprechend konfokal detektiert werden.There the laser scanning microscope (preferably at the same time) two line-shaped sections illuminated and these (preferably simultaneously) seize confocal detected locally can, it is possible the sample radiation both after emission wavelengths and after excitation wavelengths (preferably simultaneously) Detect separately. This is particularly advantageous when Fluorescent radiation of several dyes in the sample are introduced, to be detected. So it is possible in particular, two to separate eight different dyes in the sample and their proportions too determine. To have to only the appropriate number of line-shaped sections, from each other are spaced, illuminated with laser radiation of different wavelengths and accordingly detected confocally.

Um ein örtlich aufgelöstes Bild der detektierten Probenstrahlung zu erhalten, kann mittels des Scanmoduls lediglich die Probe relativ zu der Laserstrahlung bewegt werden. Dies kann beispielsweise mit einem herkömmlichen x-y-Probentisch eines Mikroskops realisiert werden. Es muß also nur ein bewegliches Teil vorgesehen werden, um das gewünschte Bild zu erhalten. Dies vereinfacht den Aufbau, senkt die Herstellungskosten und führt zu hohen Standzeiten.Around a local resolved To obtain image of the detected sample radiation, can by means of the scan module only the sample relative to the laser radiation to be moved. This can be done, for example, with a conventional one x-y stage of a microscope can be realized. So it just has to a moving part can be provided to the desired image to obtain. This simplifies the construction, lowers the manufacturing costs and leads too long service life.

Die Probenstrahlung der linienförmigen Abschnitte kann mittels des Detektors gleichzeitig detektiert werden, so daß die Detektionsgeschwindigkeit erhöht werden kann.The Sample radiation of the linear Sections can be detected simultaneously by means of the detector, So that the Detection speed increased can be.

Das Detektionsmodul kann eine zweite Detektionseinheit aufweisen, die die von der ersten Detektionseinheit kommenden Probenstrahlenbündel jeweils quer zur linienförmigen Ausdehnung spektral aufspaltet, wobei der Detektor bei der Detektion der Probenstrahlenbündel jeweils zumindest eine spektral aufgespaltene Wellenlänge örtlich ausgelöst detektiert. Damit kann man eine sehr hohe spektrale Auflösung bei der Detektion erreichen.The detection module may have a second detection unit, which spectrally splits the sample bundles of rays coming from the first detection unit transversely to the linear expansion, the detector each detecting at least one spek in the detection of the sample beams tral split wavelength detected triggered locally. This can achieve a very high spectral resolution during detection.

Das Beleuchtungsmodul kann mehr als zwei voneinander beabstandete, linienförmige Abschnitte mit Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen befeuchtet. Insbesondere können beispielsweise drei bis zehn Abschnitte gleichzeitig beleuchtet und auch detektiert werden.The Lighting module can more than two spaced-apart, line-shaped sections with Laser radiation of different wavelengths moistened. Especially can For example, illuminated three to ten sections simultaneously and also detected.

Die erste Detektionseinheit kann zur örtlich getrennten konfokalen Erfassung eine Spaltblende aufweisen, die für jeden Abschnitt einen linienförmigen Spalt enthält. Mit einer solchen Spaltblende kann man in einfacher Art und Weise die gewünschte konfokale Detektion realisieren.The first detection unit may be for locally segregated confocal Detecting a slit, which for each section a line-shaped gap contains. With such a slit aperture you can in a simple manner the desired realize confocal detection.

Das Beleuchtungsmodul kann zur Beleuchtung jedes Abschnitts die jeweilige Laserstrahlung linienförmig auf oder in die Probe fokussieren. Bevorzugt liegt quer zur Erstreckungsrichtung eine beugungsbegrenzte Fokussierung vor, um eine möglichst gute konfokale Detektion zu erzielen.The Lighting module can illuminate each section of the respective Laser radiation linear Focus on or in the sample. Preferably lies transversely to the direction of extension a diffraction-limited focusing in order to a possible to achieve good confocal detection.

Das Beleuchtungsmodul kann insbesondere noch so ausgebildet sein, daß die Fokustiefe in der Probe veränderbar ist. Dadurch ist es möglich, verschiedene optische Schnitte in unterschiedlichen Probentiefen durchzuführen.The Lighting module may in particular still be designed so that the depth of focus changeable in the sample is. This makes it possible different optical sections in different sample depths perform.

Die linienförmigen Abschnitte verlaufen bevorzugt parallel zueinander. Dies erleichtert den Aufbau des Beleuchtungs- sowie des Detektionsmoduls.The linear Sections preferably run parallel to each other. This facilitates the structure of the illumination and the detection module.

Das Detektionsmodul kann als Probenstrahlung insbesondere die durch die Laserstrahlung angeregte Fluoreszenzstrahlung detektieren.The Detection module can as sample radiation in particular by detect the laser radiation excited fluorescence radiation.

Das Scanmodul kann mindestens einen Scanner-Spiegel (z.B. drehbarer Ablenkspiegel) aufweisen, der die Laserstrahlung für die Abschnitte simultan über die Probe lenkt. Mittels des bzw. der Scanner-Spiegel wird die Relativbewegung teilweise oder vollständig bewirkt. Wenn die Laserstrahlung linienförmig fokussiert wird, erfolgt die Ablenkung bevorzugt quer (insbesondere senkrecht) zur linienförmigen Ausdehnung der linienförmig fokussierten Laserstrahlung.The Scanning module may include at least one scanner mirror (e.g. Ablenkspiegel), the laser radiation for the sections simultaneously over the sample steers. By means of the scanner mirror or the relative movement partially or completely causes. When the laser radiation is focused linear, takes place the deflection preferably transversely (in particular perpendicular) to the linear expansion the linear focused laser radiation.

Das Detektionsmodul kann einen Filter enthalten, der aus der Probenstrahlung (also vor der konfokalen Erfassung) und/oder aus den Probenstrahlenbündeln (also nach der konfokalen Erfassung) die Wellenlängen der Laserstrahlung herausfiltert. Damit können z.B. bei der Detektion von Fluoreszenzstrahlung als Probenstrahlung die häufig unerwünschten Anregungswellenlängen herausgefiltert werden.The Detection module may contain a filter that is out of the sample radiation (ie before the confocal detection) and / or from the sample beams (ie after confocal detection) filters out the wavelengths of the laser radiation. With that you can e.g. in the detection of fluorescence radiation as sample radiation the common undesirable Excitation wavelengths be filtered out.

Der ortsauflösende Detektor ist insbesondere ein flächiger, ortsauflösender Detektor. Er kann beispielsweise als CMOS- oder als CCD-Detektor ausgebildet sein.Of the spatially resolving Detector is in particular a flat, spatially Resolved Detector. It can be designed, for example, as a CMOS or CCD detector be.

Ferner kann der Detektor als linienförmiger, ortsauflösender Detektor ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die zweite Detektionseinheit bevorzugt eine dem Detektor vorgeschaltete Ablenkeinheit enthält, die den gewünschten Teil des spektral aufgespaltenen Probenstrahlenbündels auf den Detektor lenkt. Die Ablenkeinheit kann beispielsweise ein drehbar gelagerter Ablenkspiegel sein.Further the detector can be used as a linear, spatially resolving detector be formed, in which case the second detection unit preferably contains a deflection unit upstream of the detector, the the wished Part of the spectrally split sample beam directs to the detector. The deflection unit may, for example, a rotatably mounted deflection mirror be.

Zur spektralen Aufspaltung der Probenstrahlenbündel kann die zweite Detektionseinheit beispielsweise ein Ablenkprisma, ein Gitter oder auch ein sonstiges optisches bzw. dispersives Element enthalten, das die gewünschte spektrale Aufspaltung durchführt.to spectral splitting of the sample beam, the second detection unit For example, a deflection prism, a grid or any other contain optical or dispersive element, the desired spectral Splitting up.

Das Beleuchtungsmodul kann eine Laserquelle zur Erzeugung der Laserstrahlung mit den unterschiedlichen Wellenlängen enthalten.The Illumination module can be a laser source for generating the laser radiation containing the different wavelengths.

Ferner kann das Beleuchtungsmodul eine Abbildungseinheit umfassen, die die Abschnitte mit linienförmig fokussierten Laserstrahlenbündel beleuchtet. Die Abbildungseinheit ist insbesondere so ausgebildet, daß die Fokustiefe in der Probe verstellbar und einstellbar ist.Further For example, the lighting module may include an imaging unit that the sections are linear focused laser beam illuminated. The imaging unit is designed in particular that the Focus depth in the sample is adjustable and adjustable.

Ferner kann das Beleuchtungsmodul zur Erzeugung der Laserstrahlenbündel die Laserstrahlung durch eine Spaltblende transmittieren, die für jeden zu beleuchtenden Abschnitt einen transmissiven Spalt aufweist, wobei die einzelnen Spalte voneinander beabstandet sind.Further For example, the illumination module for generating the laser beams can Transmitting laser radiation through a slit diaphragm, which is for everyone illuminating portion has a transmissive gap, wherein the individual columns are spaced from each other.

Das Mikroskop kann ferner noch eine Steuereinheit umfassen, die zur Steuerung des Mikroskops dient. Die Steuereinheit ist insbesondere so ausgebildet, daß die beschriebenen Funktionen des Laser-Scanning-Mikroskops realisiert werden können.The Microscope may further comprise a control unit, the Control of the microscope is used. The control unit is in particular designed so that the realized functions of the laser scanning microscope can be.

Ferner kann das Mikroskop noch ein Auswertemodul umfassen, dem die Daten des Detektors zugeführt sind. Das Auswertemodul erzeugt aus diesen Daten dann die gewünschten (bevorzugt ortsaufgelösten) Bilder der Probenstrahlung.Further the microscope may also comprise an evaluation module to which the data fed to the detector are. The evaluation module then generates the desired data from this data (preferably spatially resolved) Images of the sample radiation.

Das Scanmodul kann bewirken, daß die Probe in einem Flüssigkeitsstrom so geführt wird, daß sie zumindest einen Beitrag zur Relativbewegung liefert. Ein weiterer Beitrag zur Relativbewegung kann beispielsweise mittels eines bewegbaren Probentisches oder eines Ablenkspiegels in dem Scanmodul erfolgen. Natürlich kann die Relativbewegung auch vollständig mittels des Flüssigkeitsstroms erzielt werden.The scanning module may cause the sample to be guided in a fluid stream to provide at least a contribution to the relative movement. A further contribution to the relative movement can be made, for example, by means of a movable sample table or a deflection mirror in the scan module. Of course, the relative movement can be achieved completely by means of the liquid flow who the.

Das Laser-Scanning-Mikroskop kann somit als bildgebendes Zytometer bzw. bildgebendes Flow-Zytometer weitergebildet werden.The Laser scanning microscope can thus be used as an imaging cytometer or imaging flow cytometer.

Wenn die Laserstrahlung linienförmig fokussiert wird, kann das Scanmodul so ausgebildet werden, daß der Flüssigkeitsstrom in einer Objektebene des Mikroskops senkrecht zur linienförmigen Ausdehnung der linienförmig fokussierten Laserstrahlung fließt.If the laser radiation linear is focused, the scan module can be formed so that the liquid flow in an object plane of the microscope perpendicular to the linear extension the linear focused laser radiation flows.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Laser-Scanning-Mikroskopierverfahren, bei dem ein erster linienförmiger und ein davon beabstandeter zweiter linienförmiger Abschnitt einer zu untersuchenden Probe (bevorzugt gleichzeitig) mit Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet wird, wobei in jedem Abschnitt aufgrund einer Wechselwirkung der Laserstrahlung mit der Probe Probenstrahlung erzeugt wird, und bei dem die linienförmigen Abschnitte (bevorzugt gleichzeitig) derart örtlich getrennt konfokal erfaßt werden, daß für jeden Abschnitt ein linienförmiges Probenstrahlenbündel erzeugt wird, das jeweils in linienförmiger Ausdehnung örtlich aufgelöst detektiert wird.The Task is further solved by a laser scanning microscopy method in which a first line-shaped and a second line-shaped portion of a sample to be examined, spaced therefrom Sample (preferably simultaneously) with laser radiation different wavelength is lit, being in each section due to an interaction the laser radiation is generated with the sample sample radiation, and in which the linear Sections (preferably simultaneously) are confocal detected locally segregated, that for everyone Section a line-shaped Samples ray beam is generated, which detects spatially resolved in each case in a linear expansion becomes.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Probenstrahlung spektral selektiv und selektiv nach Anregungswellenlängen zu detektieren.With this method it is possible spectrally selective and selective excitation wavelengths to the sample radiation detect.

Bei dem Verfahren können die Probenstrahlenbündel vor der Detektion jeweils quer zur linienförmigen Ausdehnung spektral aufgespalten werden und kann jeweils zumindest eine spektral augespaltene Wellenlänge örtlich aufgelöst detektiert werden.at the method can the sample beams before the detection in each case transversely to the linear expansion spectral can be split and can each have at least one spectral augmented Wavelength detected locally resolved become.

Insbesondere bei der Detektion von Fluoreszenzstrahlung führt dies zu dem Vorteil, daß mehrere Farbstoffe spektral aufgelöst sowie spektral selektiv nach Anregungswellenlänge gleichzeitig detektiert werden können.Especially in the detection of fluorescence radiation, this leads to the advantage that several dyes spectrally resolved and spectrally selectively detected by excitation wavelength simultaneously can.

Bei dem Verfahren kann zur Beleuchtung jedes Abschnitts die jeweilige Laserstrahlung linienförmig auf oder in die Probe fokussiert werden. Dies führt zu einer besseren konfokalen Unterdrückung.at The method may be used to illuminate each section Laser radiation linear be focused on or in the sample. This leads to a better confocal Suppression.

Insbesondere werden zueinander parallel verlaufende linienförmige Abschnitte beleuchtet. Dies erleichtert die Detektion der Probenstrahlung.Especially are illuminated parallel to each other extending linear sections. This facilitates the detection of the sample radiation.

Insbesondere wird als Probenstrahlung durch die Laserstrahlung angeregte Fluoreszenzstrahlung detektiert.Especially becomes as sample radiation by the laser radiation excited fluorescence radiation detected.

Die örtlich aufgelöste Detektion kann linienförmig oder auch flächig durchgeführt werden. Wenn sie linienförmig durchgeführt wird, kann insbesondere ein linienförmiger, ortsauflösender Detektor vorgesehen werden, dem eine Ablenkeinheit vorgeschaltet ist, die den gewünschten Teil des spektral aufgespaltenen Probenstrahlenbündels auf den Detektor lenkt.The locally resolved detection can be linear or even flat carried out become. If they are linear carried out In particular, a line-shaped, spatially resolving detector can be used be provided, which is preceded by a deflection, the the wished Part of the spectrally split sample beam directs to the detector.

Für örtlich getrennte konfokale Erfassung kann insbesondere eine Spaltblende eingesetzt werden, die für jeden Abschnitte einen linienförmigen Spalt enthält. Dies führt zu einer ausgezeichneten konfokalen Unterdrückung der Probenstrahlung.For locally separated Confocal detection can be used in particular a slit diaphragm be that for each section has a linear gap contains. this leads to to an excellent confocal suppression of the sample radiation.

Ferner kann auch zur Beleuchtung der Abschnitte eine Spaltblende eingesetzt werden, die für jeden zu beleuchtenden Abschnitt einen transmissiven Spalt aufweist, wobei die einzelnen Spalte voneinander örtlich beabstandet sind.Further Can also be used to illuminate the sections of a slit that will be for everyone to be illuminated portion has a transmissive gap, wherein the individual gaps are spatially spaced from each other.

Bei dem Verfahren kann eine Relativbewegung zwischen der Laserstrahlung zur Beleuchtung der Abschnitte und der Probe quer zur Erstreckungsrichtung der linienförmigen Abschnitte durchgeführt werden.at The method can be a relative movement between the laser radiation for illuminating the sections and the sample transversely to the extension direction the linear Sections are carried out.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described by way of example with reference to the drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laser-Scanning-Mikroskops; 1 a schematic view of a first embodiment of a laser scanning microscope according to the invention;

2 eine Draufsicht der Spaltblende 17 von 1; 2 a plan view of the slit 17 from 1 ;

3 eine Draufsicht der beleuchteten Probe 26 von 1; 3 a top view of the illuminated sample 26 from 1 ;

4 eine Draufsicht der Spaltblende 30 von 1; 4 a plan view of the slit 30 from 1 ;

5 eine Draufsicht des Detektors 38 von 1; 5 a top view of the detector 38 from 1 ;

6 eine schematische Darstellung der Intensitätsverteilung der ersten Zeile 39 des Detektors 38 von 5; 6 a schematic representation of the intensity distribution of the first line 39 of the detector 38 from 5 ;

7 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Scanning-Mikroskops, 7 A second embodiment of the laser scanning microscope according to the invention,

8 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Laserquelle 1, und 8th a schematic view of a second embodiment of the laser source 1 , and

9 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Scanning-Mikroskops. 9 A third embodiment of the laser scanning microscope according to the invention.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt das Laser-Scanning-Mikroskop eine Laserquelle 1, die vier Laser 2, 3, 4, 5 sowie für jeden Laser 25 eine Lichtleitfaser 6, 7, 8, 9 enthält. Die Laser 25 erzeugen Laserstrahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen, hier Laserstrahlung im UV-Bereich sowie blaue, grüne und rote Laserstrahlung, die in die Lichtleitfasern 69 eingekoppelt wird und an den den Lasern 14 abgewandten Enden als Laserstrahlenbündel 10, 11, 12, 13 mit im wesentlichen rundem Strahlquerschnitt und gaußförmiger Intensitätsverteilung abgegeben wird.At the in 1 In the embodiment shown, the laser scanning microscope comprises a laser source 1 , the four lasers 2 . 3 . 4 . 5 as well as for every laser 2 - 5 an optical fiber 6 . 7 . 8th . 9 contains. The lasers 2 - 5 generate laser radiation with different wavelengths, here laser radiation in the UV range as well as blue, green and red laser radiation, which into the optical fibers 6 - 9 and the lasers 1 - 4 opposite ends as a laser beam 10 . 11 . 12 . 13 with substantially circular beam cross-section and Gaussian intensity distribution is delivered.

Den Lichtleitfasern 69 ist eine Linse 15, ein diffraktiv-optisches Element 16 sowie eine Spaltblende 17 nachgeordnet. Die Linse 15 bildet die aus den Fasern 69 austretenden Laserstrahlenbündel auf die Blende 17 ab. Das diffraktiv-optische Element 16 übernimmt dabei die Funktion einer Powell-Linse bzw. Powell-Spiegels, so daß die einzelnen Laserstrahlenbündel 1013 in der Ebene der Blende 17 jeweils einen linienförmigen Querschnitt aufweisen, der sich hier jeweils senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Gleichzeitig bewirkt das diffraktiv-optische Element 16, daß die Laserstrahlenbündel 1013 in der Ebene der Blende 17 ein annähernd homogenes Intensitätsprofil aufweisen.The optical fibers 6 - 9 is a lens 15 , a diffractive optical element 16 as well as a slit diaphragm 17 downstream. The Lens 15 that forms from the fibers 6 - 9 emerging laser beam on the aperture 17 from. The diffractive-optical element 16 assumes the function of a Powell lens or Powell mirror, so that the individual laser beam 10 - 13 in the plane of the aperture 17 each have a line-shaped cross-section which extends here in each case perpendicular to the plane of the drawing. At the same time the diffractive optical element causes 16 in that the laser beams 10 - 13 in the plane of the aperture 17 have an approximately homogeneous intensity profile.

Die Blende 17 weist, wie in der Draufsicht von 2 schematisch dargestellt ist, vier transmissive Bereiche 18, 19, 20 und 21 auf, auf die die linienförmigen Laserstrahlenbündel 1013 treffen und somit durch die Blende 17 hindurchtreten können. Die Bereiche 1821 sind bevorzugt jeweils als Spalt bzw. Schlitz ausgebildet und die restlichen Bereiche der Blende sind für die Laserstrahlung absorbierend und/oder reflektiv. Am Ort der Blende 17 liegen somit örtlich beabstandete, linienförmige Laserstrahlenbündel mit unterschiedlicher Wellenlänge vor, nämlich eine UV-Beleuchtungslinie (Spalt 18), eine blaue Beleuchtungslinie (Spalt 19), eine grüne Beleuchtungslinie (Spalt 20) sowie eine rote Beleuchtungslinie (Spalt 21).The aperture 17 points, as in the plan view of 2 is shown schematically, four transmissive areas 18 . 19 . 20 and 21 on which the line-shaped laser beams 10 - 13 meet and thus through the aperture 17 can pass through. The areas 18 - 21 are preferably each formed as a gap or slot and the remaining areas of the diaphragm are absorbing and / or reflective for the laser radiation. At the place of the aperture 17 There are thus locally spaced, linear laser beams with different wavelength, namely a UV illumination line (gap 18 ), a blue lighting line (gap 19 ), a green lighting line (gap 20 ) and a red illumination line (gap 21 ).

Um eine konvergente Kugelwelle (hier die aus den Fasern 69 austretenden Laserstrahlenbündel 1013) auf einen Spalt (hier Spalte 1821 der Blende 17) mit einem diffraktiv-optischen Element abzubilden, wird herkömmlicher Weise ein spezielles eindimensionales diffraktives Profil verwendet. Da die Wirkung des diffraktiv-optischen Elements jedoch von der Wellenlänge der Strahlung abhängt, weist das hier verwendete diffraktiv-optische Element 16 in der zweiten Dimension ein sich kontinuierlich veränderndes und an die Wellenlänge angepaßtes Profil auf, so daß es für die Laserstrahlenbündel 1013 mit den unterschiedlichen Wellenlängen, die nebeneinander auf das diffraktiv-optische Element 16 treffen, optimal geeignet ist. Man kann beispielsweise in der zweiten Dimension ein lineare Skalierung des Profils des diffraktiv-optischen Elements vorsehen.To a convergent spherical wave (here the from the fibers 6 - 9 emerging laser beam 10 - 13 ) on a gap (here column 18 - 21 the aperture 17 ) with a diffractive-optical element, a special one-dimensional diffractive profile is conventionally used. However, since the effect of the diffractive optical element depends on the wavelength of the radiation, the diffractive optical element used here has 16 in the second dimension a continuously changing profile adapted to the wavelength, so that it is for the laser beam 10 - 13 with the different wavelengths side by side on the diffractive-optical element 16 meet, is optimally suited. For example, in the second dimension, a linear scaling of the profile of the diffractive optical element can be provided.

Die durch die Blende 17 transmittierten Laserstrahlenbündel 1013 werden mittels einer der Blende 17 nachgeordneten ersten Tubuslinse 22 nach unendlich abgebildet, durchlaufen einen Anregungsfilter 23 (z.B. einen Plasmafilter), der zur Herausfilterung unerwünschter Nebenmoden der Laser 14 dient, und werden dann über einen Teilerwürfel 24 und ein Objektiv 25 auf die zu untersuchende Probe 26 fokussiert, die auf einem Probentisch 27 liegt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nach der Blende 17 nur noch die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlenbündel 1013 sowie der nachher noch beschriebenen Probenstrahlung eingezeichnet. Somit wird die Probe 26 mit vier linienförmig fokussierten Laserstrahlenbündel 1013 beleuchtet, wobei die linienförmig fokussierten Laserstrahlenbündel 1013 parallel zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet sind. Es werden somit auf bzw. in der Probe 26, je nach Fokussierung mittels des Objektivs 25, linienförmige und voneinander beabstandete Abschnitte A1, A2, A3, A4 der Probe 26 beleuchtet, wie dies in der schematischen Draufsicht auf die Probe in 3 gezeigt ist.The through the aperture 17 transmitted laser beam 10 - 13 be using one of the aperture 17 downstream first tube lens 22 mapped to infinity, go through an excitation filter 23 (For example, a plasma filter), which is used to filter out unwanted secondary modes of the laser 1 - 4 serves, and then over a divider cube 24 and a lens 25 on the sample to be examined 26 Focused on a sample table 27 lies. To simplify the illustration is after the aperture 17 only the direction of propagation of the laser beam 10 - 13 and the sample radiation described below. Thus, the sample becomes 26 with four line-focused laser beams 10 - 13 illuminated, wherein the linearly focused laser beam 10 - 13 are aligned parallel to each other and spaced from each other. It will thus be on or in the sample 26 , depending on the focus by means of the lens 25 , linear and spaced sections A1, A2, A3, A4 of the sample 26 illuminated, as shown in the schematic plan view of the sample in 3 is shown.

Der Probentisch 27 ist, wie durch den Doppelpfeil P in 1 und 3 angedeutet ist, in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der linienförmig auf oder in die Probe fokussierten Laserstrahlenbündel 1013 bewegbar, so daß die Probe 26 relativ zum Beleuchtungsmuster M, das durch die vier auf oder in der Probe 26 linienförmig fokussierten Laserstrahlenbündel 1013 gebildet ist, bewegt werden kann. Die Laserstrahlenbündel 1013 werden somit mit einem Beleuchtungsmodul BM, das hier die Laser 14, die Lichtleitfasern 69, die Linse 15, das diffraktiv-optische Element 16, die Blende 17, die erste Tubuslinse 22, den Filter 22, den Teilerwürfel 24 sowie das Objektiv 25 enthält, auf oder in die Probe 26 fokussiert und dienen in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel dazu, in der Probe Fluoreszenzlicht (Probenlicht) anzuregen.The sample table 27 is as indicated by the double arrow P in 1 and 3 is indicated, in a direction transverse to the direction of extension of the linearly focused on or in the sample laser beam 10 - 13 movable, so that the sample 26 relative to the illumination pattern M passing through the four on or in the sample 26 linearly focused laser beam 10 - 13 is formed, can be moved. The laser beams 10 - 13 thus become with a lighting module BM, here the lasers 1 - 4 , the optical fibers 6 - 9 , the Lens 15 , the diffractive-optical element 16 , the aperture 17 , the first tube lens 22 , the filter 22 , the divider cube 24 as well as the lens 25 contains, on or in the sample 26 focused and serve in the embodiment described here to excite fluorescent light (sample light) in the sample.

Das so erzeugte Fluoreszenzlicht wird mittels des Objektivs 25 nach unendlich abgebildet und durchläuft den Teilerwürfel 24 sowie einen dem Teilerwürfel 24 nachgeordneten Detektionsfilter 28 (z.B. einen Notch-Filter), der die Anregungswellenlängen eliminieren soll. Das Probenlicht durchläuft dann eine zweite Tubuslinse 29, die es auf eine zweite Spaltblende 30 abbildet, die gleich ausgebildet ist wie die Spaltblende 17 und schematisch in Draufsicht in 4 gezeigt ist.The fluorescent light thus generated is by means of the lens 25 imaged infinity and passes through the divider cube 24 and a divider cube 24 downstream detection filter 28 (eg a notch filter), which should eliminate the excitation wavelengths. The sample light then passes through a second tube lens 29 put it on a second slit diaphragm 30 which has the same design as the slit diaphragm 17 and schematically in plan view 4 is shown.

Somit trifft das vom UV-Laserstrahlenbündel 10 angeregte Fluoreszenzlicht auf den ersten Spalt 31. Das vom blauen Laserstrahlenbündel 11 angeregte Fluoreszenzlicht trifft auf den zweiten Spalt 32, das vom grünen Laserstrahlenbündel 12 angeregte Fluoreszenzlicht trifft auf den dritten Spalt 33 und das vom roten Laserstrahlenbündel 13 angeregte Fluoreszenzlicht trifft auf den vierten Spalt 34. In dieser Weise wird das Fluoreszenzlicht der einzelnen beleuchteten Abschnitte A1–A4 örtlich getrennt derart konfokal erfaßt, daß für jeden Abschnitt A1–A4 ein linienförmiges Probenstrahlbündel erzeugt wird. Alle linienförmigen Probenstrahlenbündel sind zueinander parallel und wiederum voneinander beabstandet und enthalten entlang der Linienrichtung die entsprechende spektrale Information vom zugeordneten Ort im entsprechenden Abschnitt A1–A4 der Probe. Das Objektiv 25, der Teilerwürfel 24, der Filter 28, die zweite Tubuslinse 29 sowie die Blende 30 bilden eine erste Detektionseinheit D1.Thus, this is true of the UV laser beam 10 excited fluorescent light on the first gap 31 , The from the blue laser beam 11 excited fluorescent light hits the second gap 32 that from the green laser beam 12 excited fluorescent light hits the third gap 33 and that of the red laser beam 13 excited fluorescent light hits the fourth gap 34 , In this way, the fluorescent light of the individual be Sections A1-A4 were locally confocal detected in such a way that for each section A1-A4, a line-shaped sample beam is generated. All line-shaped sample beams are parallel to each other and in turn spaced from each other and along the line direction contain the corresponding spectral information from the assigned location in the corresponding section A1-A4 of the sample. The objective 25 , the divider cubes 24 , the filter 28 , the second tube lens 29 as well as the aperture 30 form a first detection unit D1.

Die durch die Blende 30 transmittierten Probenstrahlenbündel werden mittels einer ersten Detektorlinse 35 nach unendlich abgebildet, dann mittels einem nachgeschalteten Prisma 36 quer zur linienförmigen Erstreckungsrichtung spektral aufgespalten und mit einer dem Prisma 36 nachgeordneten zweiten Detektorlinse 37 auf einen flächigen, ortsauflösenden CMOS-Sensor 38 (Detektor) abgebildet. Die Detektorlinsen 35, 37 und das Prisma 36 bilden eine zweite Detektionseinheit D2, die zusammen mit der ersten Detektionseinheit D1 und dem Sensor 38 das Detektionsmodul DM des Mikroskops bildenThe through the aperture 30 transmitted sample beams are by means of a first detector lens 35 mapped to infinity, then by means of a downstream prism 36 spectrally split transversely to the linear extension direction and with a prism 36 downstream second detector lens 37 on a two-dimensional, spatially resolving CMOS sensor 38 (Detector) shown. The detector lenses 35 . 37 and the prism 36 form a second detection unit D2, which together with the first detection unit D1 and the sensor 38 form the detection module DM of the microscope

Der CMOS-Sensor 38 ist in einer schematischen Draufsicht in 5 gezeigt, wobei jedes Pixel als Quadrat dargestellt ist. In dem hier gezeigten Beispiel umfaßt der Sensor 38 zur Vereinfachung der Darstellung acht Zeilen (x-Richtung) und zwölf Spalten (y-Richtung). Der Sensor 38 ist so ausgerichtet, daß die linienförmige Erstreckung der Probenstrahlenbündel mit der y-Richtung zusammenfällt, so daß entlang der x-Richtung die spektrale Aufspaltung stattfindet.The CMOS sensor 38 is in a schematic plan view in 5 shown, each pixel is shown as a square. In the example shown here, the sensor includes 38 to simplify the illustration, eight lines (x direction) and twelve columns (y direction). The sensor 38 is aligned so that the line-shaped extension of the sample beam coincides with the y-direction, so that along the x-direction, the spectral splitting takes place.

In 6 ist die Intensitätsverteilung I der ersten Zeile 39 des Sensors 38 schematisch dargestellt. Unter der Annahme, daß der Detektionsfilter 28 die Anregungsstrahlung nicht komplett unterdrücken kann, liegen die größten Intensitäten jeweils bei der Wellenlänge der Anregungsstrahlungen und sind hier mit r, g, b sowie UV für die rote, grüne, blaue Wellenlänge bzw. die UV-Wellenlänge gekennzeichnet. An jede Anregungsstrahlung schließt sich durch die spektrale Aufspaltung (hier nach rechts) das Spektrum der jeweiligen Fluoreszenzstrahlung 40, 41, 42, 43 an. Es ist somit möglich, die Probe 26 gleichzeitig mit allen gewünschten Anregungswellenlängen (hier vier) anzuregen und die Fluoreszenz spektral sowie nach Anregungswellenlänge aufzulösen. Da die Probe 26 linienförmig beleuchtet und konfokal linienförmig detektiert wird, kann jeweils der entsprechende Abschnitt A1–A4 der Probe 26 örtlich aufgelöst entlang der Erstreckungsrichtung der Abschnitte A1–A4 detektiert werden. Durch die Bewegung des Probentisches 27 entlang des Doppelpfeils P wird dann eine streifenförmige Abtastung der Probe 26 ermöglicht, so daß ein Bild der Fluoreszenzstrahlung der Probe zusammengesetzt werden kann.In 6 is the intensity distribution I of the first line 39 of the sensor 38 shown schematically. Assuming that the detection filter 28 can not completely suppress the excitation radiation, the largest intensities are each at the wavelength of the excitation radiation and are here marked with r, g, b and UV for the red, green, blue wavelength or the UV wavelength. Each excitation radiation is followed by the spectral splitting (here to the right) the spectrum of the respective fluorescence radiation 40 . 41 . 42 . 43 at. It is thus possible to sample 26 stimulate simultaneously with all desired excitation wavelengths (here four) and to resolve the fluorescence spectrally as well as after excitation wavelength. Because the sample 26 illuminated line and confocal line is detected, respectively, the corresponding section A1-A4 of the sample 26 spatially resolved along the direction of extension of sections A1-A4. Through the movement of the sample table 27 along the double arrow P is then a strip-like scanning of the sample 26 allows so that an image of the fluorescence radiation of the sample can be assembled.

Der CMOS-Sensor 38 kann vorteilhaft dazu genutzt werden, nur die Spalten (x-Koordinate) auszulesen, die der zu detektierenden Fluoreszenzstrahlung entsprechen. Damit ist eine schnelle Auswertung möglich.The CMOS sensor 38 can advantageously be used to read only the columns (x-coordinate) corresponding to the fluorescent radiation to be detected. For a quick evaluation is possible.

Ferner können vorteilhaft einzelne Spalten zusammengeschaltet und zusammen ausgelesen werden, was auch als Hardwarebinning bezeichnet wird. Damit kann die spektrale Auflösung der Detektion verändert und eingestellt werden.Further can Advantageously, individual columns are interconnected and read out together, which is also referred to as hardware binning. This allows the spectral resolution the detection changed and be adjusted.

Alternativ ist es möglich, das Prisma 38 gegen ein anderes Prisma auszuwechseln, das ein anderes Dispersionsverhalten aufweist, so daß bei gleichem Ablenkwinkel mittels des Prismas unterschiedliche spektrale Auflösungen vorliegen.Alternatively it is possible to use the prism 38 to replace another prism, which has a different dispersion behavior, so that at the same deflection angle by means of the prism different spectral resolutions are present.

Bei der beschriebenen Ausführungsform des Laser-Scanning-Mikroskops wird vorteilhaft nur ein Minimum an bewegten Teilen benötigt, hier nur der Probentisch 27. Da das Mikroskop mit einem einzigen Scan über den zu untersuchenden Probenbereich die gesamte spektrale Information der Probe 26 als Funktion der Anregungs- und Detektionswellenlänge vermessen kann, eignet sich das Mikroskop auch sehr gut für die Realisierung eines schnellen, bildgebenenden Flow-Zytometers.In the described embodiment of the laser scanning microscope advantageously only a minimum of moving parts is needed, here only the sample table 27 , Since the microscope with a single scan over the sample area to be examined the entire spectral information of the sample 26 As a function of the excitation and detection wavelength, the microscope is also very well suited for the realization of a fast, image-giving flow cytometer.

Wenn man dreidimensionale Probenbilder erzeugen will, wird die Probe 26 mehrfach mit unterschiedlichen Fokustiefen der linienförmig fokussierten Laserstrahlenbündel 1013 abgescannt.If you want to create three-dimensional sample images, the sample becomes 26 several times with different focal depths of the linearly focused laser beam 10 - 13 scanned.

In 7 ist eine Abwandlung der Ausführungsform von 1 gezeigt, wobei gleiche Bauelemente bzw. Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und zu deren Beschreibung auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsform weist die Ausführungsform von 7 keinen flächigen, ortsauflösenden Sensor, sondern einen linienförmigen ortsauflösenden Sensor 44 (also ein eindimensional auflösender Sensor und keinen zweidimensional auflösenden Sensor wie bei 1) auf, der sich hier senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Zwischen der zweiten Detektorlinse 37 und dem Sensor 44 ist ein um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Drehachse drehbarer Ablenkspiegel 45 angeordnet, der aus der spektralen Aufspaltung der linienförmigen Probenstrahlenbündel die Linie mit der gewünschten, zu detektierenden Wellenlänge auf den Sensor 44 lenkt. Damit können bei dieser Ausführungsform die einzelnen Linien nur zeitlich nacheinander detektiert werden.In 7 is a modification of the embodiment of 1 shown, wherein like components or components are designated by the same reference numerals and reference is made to the description of the above statements. Unlike the in 1 embodiment shown, the embodiment of 7 no planar, spatially resolving sensor, but a linear spatial resolution sensor 44 (ie a one-dimensional resolution sensor and not a two-dimensional resolution sensor as in 1 ), which extends perpendicular to the plane of the drawing. Between the second detector lens 37 and the sensor 44 is a about a perpendicular to the plane extending axis of rotation rotatable deflecting mirror 45 arranged from the spectral splitting of the line-shaped sample beams the line with the desired wavelength to be detected on the sensor 44 directs. Thus, in this embodiment, the individual lines can be detected only in chronological succession.

In 8 ist eine Abwandlung der Laserquelle 1 sowie der nachgeordneten Optik bis zur Spaltblende 17 schematisch dargestellt. Auch hier sind gleiche Elemente wie bei der Ausführungsform von 1 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und zu deren Beschreibung wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Die Laserstrahlenbündel 10, 11, 12 und 13 werden mit Hilfe der Linsen 46, 47, 48 und 49 kollimiert und mittels einem Umlenkspiegel 50 sowie drei dichroitischer Spiegel 51, 52 und 53 zu einem gemeinsamen Laserstrahlenbündel 55 überlagert. Das überlagerte Laserstrahlenbündel wird mittels eines Gitters 55 in Abhängigkeit der Wellenlängen in vier Teilstrahlenbündel aufgespalten, die dann mittels der Linse 15 und dem diffraktiv-optischen Element 16 auf die Spaltblende 17 als vier Laserstrahlenbündel mit linienförmigem Querschnitt und nahezu homogener Intensitätsverteilung treffen. Der weitere Strahlverlauf ist wie bei den in 1 bzw. 7 gezeigten Ausführungsform.In 8th is a modification of the laser source 1 and the downstream optics to the slit diaphragm 17 shown schematically. Again, the same elements as in the embodiment of 1 with the same reference numerals and to the description of which reference is made to the above statements. The laser beams 10 . 11 . 12 and 13 be with the help of the lenses 46 . 47 . 48 and 49 collimated and by means of a deflection mirror 50 as well as three dichroic mirrors 51 . 52 and 53 to a common laser beam 55 superimposed. The superimposed laser beam is by means of a grating 55 as a function of the wavelengths split into four partial beams, which then by means of the lens 15 and the diffractive optical element 16 on the slit diaphragm 17 as four laser beam with line-shaped cross section and almost homogeneous intensity distribution meet. The further course of the beam is similar to that in 1 respectively. 7 shown embodiment.

Statt des Prismas 36 zur spektralen Aufspaltung der Probenstrahlenbündel kann auch ein Gitter oder jedes andere dispersive optische Element verwendet werden, um die gewünschte spektrale Aufspaltung zu erzielen.Instead of the prism 36 For spectral splitting of the sample beams also a grating or any other dispersive optical element can be used to achieve the desired spectral splitting.

Die Filter 23 und 28 sind jeweils etwas zur optischen Achse geneigt, um den Einfluß von unerwünschten Reflexionen an den Filtern zu minimieren. Die Filter 23 und 28 können auch weggelassen werden.The filters 23 and 28 are each slightly inclined to the optical axis to minimize the influence of unwanted reflections on the filters. The filters 23 and 28 can also be omitted.

In einer Abwandlung der Ausführungsformen von 1 und 7 wird das Prisma 36 durch ein Prisma mit korrigierter Dispersion ersetzt, das somit nur die gewünschte Umlenkung der Probenstrahlenbündel und keine spektrale Aufspaltung durchführt. Es kann auch ein Umlenkspiegel statt des Prismas 36 vorgesehen werden. Das Prisma 36 kann auch vollständig entfallen. In diesem Fall müssen lediglich die dem Prisma 36 nachfolgenden Optikelemente so angeordnet werden, daß die Probenstrahlenbündel immer noch auf den Detektor 38, 44 treffen.In a modification of the embodiments of 1 and 7 becomes the prism 36 replaced by a prism with corrected dispersion, which thus performs only the desired deflection of the sample beam and no spectral splitting. It can also be a deflecting mirror instead of the prism 36 be provided. The prism 36 can also be completely eliminated. In this case, only the prism 36 subsequent optical elements are arranged so that the sample beams are still on the detector 38 . 44 to meet.

In diesem Fall ist es bevorzugt, daß zumindest der Filter 28 vorgesehen ist, um die Wellenlängen der anregenden Laserstrahlung herauszufiltern. Ferner ist es auch möglich, unmittelbar vor dem Detektor 38, 44 einen entsprechenden Filter vorzusehen. Beispielsweise kann ein sogenannter Kammfilter verwendet werden.In this case, it is preferable that at least the filter 28 is provided to filter out the wavelengths of the exciting laser radiation. Furthermore, it is also possible just in front of the detector 38 . 44 to provide a corresponding filter. For example, a so-called comb filter can be used.

In 9 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Scanning-Mikroskops gezeigt. Diese weitere Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform von 1 im wesentlichen durch die Art, wie die linienförmig fokussierten Laserstrahlenbündel 10 bis 13 über die Probe 26 bewegt werden. Die gleichen Elemente wie bei der in 1 gezeigten Ausführungsform tragen daher bei der Darstellung in 9 die gleichen Bezugszeichen und zu deren Beschreibung wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Der Unterschied zwischen beiden Ausführungsformen zeigt sich nach dem Objektiv 25, das nun die Laserstrahlenbündel 10 bis 13 in eine Zwischenbildebene 56 abbildet. Der Zwischenbildebene 56 sind eine Tubuslinse 57, ein Scannerspiegel 58 sowie ein Scanobjektiv 59 in dieser Reihenfolge nachgeordnet, die zusammen eine Scaneinheit 60 bilden. Die Probe 28 liegt auf einem Probentisch 61.In 9 a further embodiment of the laser scanning microscope according to the invention is shown. This further embodiment differs from the first embodiment of FIG 1 essentially by the way in which the laser beams focus in a line-shaped manner 10 to 13 about the sample 26 to be moved. The same elements as in the 1 shown embodiment, therefore, in the illustration in 9 the same reference numerals and to the description thereof reference is made to the above statements. The difference between the two embodiments is shown by the lens 25 , now the laser beams 10 to 13 in an intermediate image plane 56 maps. The intermediate image plane 56 are a tube lens 57 , a scanner mirror 58 as well as a scan lens 59 arranged in this order, which together form a scanning unit 60 form. The sample 28 lies on a sample table 61 ,

Der Scannerspiegel 58 ist drehbar, wie durch den Pfeil S1 angedeutet ist, so daß die Laserstrahlenbündel 10 bis 13 quer zu ihrer linienförmigen Ausrichtung über die Probe 26 geführt werden können, wie durch den Doppelpfeil S2 angedeutet ist. Die Relativbewegung zwischen dem Laserstrahlenbündel 10 bis 13 und der Probe 26 erfolgt hier somit aufgrund der Drehung des Scannerspiegels 60. Daher muß der Probentisch 61 nicht bewegbar sein. Natürlich ist es möglich, auch einen bewegbaren Probentisch vorzusehen und gegebenenfalls die Bewegung des Probentisches 61 zusammen mit der Scaneinheit 60 zur Ablenkung der Laserstrahlenbündel 10 bis 13 zu nutzen.The scanner mirror 58 is rotatable, as indicated by the arrow S1, so that the laser beam 10 to 13 transverse to their line orientation across the sample 26 can be performed, as indicated by the double arrow S2. The relative movement between the laser beam 10 to 13 and the sample 26 takes place here due to the rotation of the scanner mirror 60 , Therefore, the sample table must 61 not be movable. Of course, it is also possible to provide a movable sample table and possibly the movement of the sample table 61 together with the scan unit 60 for deflecting the laser beam 10 to 13 to use.

Claims (16)

Laser-Scanning-Mikroskop mit einem Beleuchtungsmodul (BM), das einen ersten linienförmigen und einen davon beabstandeten zweiten linienförmigen Abschnitt (A1, A2, A3, A4) einer zu untersuchenden Probe (26) mit Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet, wobei in jedem Abschnitt (A1–A4) aufgrund einer Wechselwirkung der Laserstrahlung mit der Probe (26) Probenstrahlung erzeugt wird, mit einem Scanmodul (27; 60), das eine Relativbewegung zwischen der Laserstrahlung zur Beleuchtung der Abschnitte (A1–A4) und der Probe (26) quer zu den linienförmigen Abschnitten (A1–A4) bewirkt, und mit einem Detektionsmodul (DM), das eine erste Detektionseinheit (D1) sowie einen ortsauflösenden Detektor (38, 44) aufweist, wobei die erste Detektionseinheit (D1) die linienförmigen Abschnitte (A1–A4) derart örtlich getrennt konfokal erfaßt, das für jeden Abschnitt (A1–A4) ein linienförmiges Probenstrahlenbündel erzeugt wird, das jeweils mittels des Detektors (38, 44) örtlich aufgelöst detektiert wird.Laser scanning microscope with an illumination module (BM), which has a first line-shaped and a second line-shaped section (A1, A2, A3, A4) of a sample to be examined (FIG. 26 Illuminated with laser radiation of different wavelengths, wherein in each section (A1-A4) due to an interaction of the laser radiation with the sample ( 26 ) Is generated with a scan module ( 27 ; 60 ), which is a relative movement between the laser radiation for illuminating the sections (A1-A4) and the sample ( 26 ) transversely to the line-shaped sections (A1-A4), and with a detection module (DM), a first detection unit (D1) and a spatially resolving detector ( 38 . 44 ), wherein the first detection unit (D1) detects the line-shaped sections (A1-A4) in a locally separated confocal manner in such a way that a line-shaped sample beam is generated for each section (A1-A4), in each case by means of the detector ( 38 . 44 ) is detected locally dissolved. Mikroskop nach Anspruch 1, bei dem das Detektionsmodul (DM) eine zweite Detektionseinheit (D2) aufweist, die die von der ersten Detektionseinheit (D1) kommenden Probenstrahlenbündel jeweils quer zur linienförmigen Ausdehnung spektral aufspaltet, wobei mittels des Detektors (38, 44) bei der Detektion der Probenstrahlenbündel zumindest eine spektral aufgespaltene Wellenlänge örtlich aufgelöst detektiert wird.Microscope according to Claim 1, in which the detection module (DM) has a second detection unit (D2) which spectrally splits the sample beams coming from the first detection unit (D1) transversely to the line-shaped extension. 38 . 44 ) is detected locally resolved at the detection of the sample beam at least one spectrally split wavelength. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die erste Detektionseinheit (D1) zur örtlich getrennten konfokalen Erfassung eine Spaltblende (30) aufweist, die für jeden Abschnitt (A1–A4) einen linienförmigen Spalt (31, 32, 33, 34) enthält.Microscope according to one of the above claims, in which the first detection unit (D1) for spatially separate confocal detection comprises a slit diaphragm ( 30 ), which for each section (A1-A4) has a line-shaped gap ( 31 . 32 . 33 . 34 ) contains. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Beleuchtungsmodul (BM) zur Beleuchtung jedes Abschnittes (A1–A4) die jeweilige Laserstrahlung linienförmig auf oder in die Probe (26) fokussiert.Microscope according to one of the preceding claims, in which the illumination module (BM) for illuminating each section (A1-A4) directs the respective laser radiation onto or into the sample ( 26 ) focused. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die linienförmigen Abschnitte (A1–A4) zueinander parallel sind.Microscope according to one of the above claims, at the linear one Sections (A1-A4) are parallel to each other. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Scanmodul (60) einen Scanner-Spiegel (58) aufweist, der die Laserstrahlung für die einzelnen Abschnitte simultan über die Probe (26) lenkt.Microscope according to one of the preceding claims, in which the scanning module ( 60 ) a scanner mirror ( 58 ), the laser radiation for the individual sections simultaneously over the sample ( 26 ) steers. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Detektionsmodul (DM) als Probenstrahlung durch die Laserstrahlung angeregte Fluoreszenzstrahlung detektiert.Microscope according to one of the above claims, at the detection module (DM) as sample radiation by the laser radiation excited fluorescence radiation detected. Mikroskop nach Anspruch 7, bei dem das Detektionsmodul (DM) einen Filter (28) aufweist, der aus der Probenstrahlung und/oder den Probenstrahlenbündel die Wellenlängen der Laserstrahlung herausfiltert.Microscope according to Claim 7, in which the detection module (DM) comprises a filter ( 28 ), which filters out the wavelengths of the laser radiation from the sample radiation and / or the sample beam. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der Detektor (38, 44) die Probenstrahlenbündel gleichzeitig detektiert.Microscope according to one of the preceding claims, in which the detector ( 38 . 44 ) detects the sample beams simultaneously. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Detektor als linienförmiger Detektor (44) ausgebildet ist und die zweite Detektionseinheit (D2) eine dem Detektor (44) vorgeschaltete Ablenkeinheit (45) enthält, die den gewünschten Teil des spektral aufgespaltenen Probenstrahlenbündels auf den Detektor (44) lenkt.Microscope according to one of Claims 1 to 8, in which the detector is in the form of a linear detector ( 44 ) and the second detection unit (D2) forms a detector ( 44 ) upstream deflection unit ( 45 ) containing the desired part of the spectrally split sample beam onto the detector ( 44 ) steers. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Beleuchtungsmodul (BM) eine Laserquelle (1) zur Erzeugung der Laserstrahlung mit den unterschiedlichen Wellenlängen enthält.Microscope according to one of the preceding claims, in which the illumination module (BM) comprises a laser source ( 1 ) for generating the laser radiation having the different wavelengths. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Beleuchtungsmodul zur Erzeugung der Laserstrahlenbündel die Laserstrahlung durch eine Spaltblende (17) transmittiert, die für jeden zu beleuchtenden Abschnitt einen transmissiven Spalt (18, 19, 20, 21) aufweist.Microscope according to one of the preceding claims, in which the illumination module for generating the laser beam bundles the laser radiation through a slit diaphragm ( 17 ) transmits a transmissive gap for each section to be illuminated ( 18 . 19 . 20 . 21 ) having. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Beleuchtungsmodul (BM) eine Abbildungseinheit (22, 25) umfaßt, die die Abschnitte (A1–A4) mit linienförmig fokussierten Laserstrahlenbündel beleuchtet.Microscope according to one of the preceding claims, in which the illumination module (BM) comprises an imaging unit ( 22 . 25 ) which illuminates the sections (A1-A4) with linearly focused laser beams. Mikroskop nach einem der obigen Ansprüche, bei dam das Scanmodul bewirkt, daß die Probe (26) in einem Flüssigkeitsstrom geführt wird, um einen Beitrag zur Relativbewegung zu liefern.Microscope according to one of the above claims, in which the scanning module causes the sample ( 26 ) is guided in a liquid flow to provide a contribution to the relative movement. Laser-Scanning-Mikroskopierverfahren, bei dem ein erster linienförmiger und ein davon beabstandeter zweiter linienförmiger Abschnitt einer zu untersuchenden Probe mit Laserstrahlung unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet wird, wobei in jedem Abschnitt aufgrund einer Wechselwirkung der Laserstrahlung mit der Probe Probenstrahlung erzeugt wird, die linienförmigen Abschnitte derart örtlich getrennt konfokal erfaßt werden, daß für jeden Abschnitt ein linienförmiges Probenstrahlenbündel erzeugt wird, das jeweils in linienförmige Ausdehnung örtlich aufgelöst detektiert wird.Laser scanning microscopy method, in which a first line-shaped and a second line-shaped portion of a sample to be examined, spaced therefrom Sample illuminated with laser radiation of different wavelengths being, in each section due to an interaction of the laser radiation With the sample sample radiation is generated, the line-shaped sections so locally seized confocally be that for each section a linear Sample beam generated is, in each case in linear Extension locally disbanded is detected. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Probenstrahlenbündel vor der Detektion jeweils quer zur linienförmigen Ausdehnung spektral aufgespalten werden und jeweils zumindest eine spektral aufgespaltene Wellenlänge örtlich aufgelöst detektiert wird.The method of claim 15, wherein the sample beams are in front of the detection in each case transversely to the linear expansion spectral be split and each at least one spectrally split Wavelength is detected locally resolved.
DE200610011277 2006-03-10 2006-03-10 Laser scanning microscope for detecting fluorescent radiation, has detection module with detection unit that detects linear sections in such a manner that linear probe radiation bundle is produced for each section Withdrawn DE102006011277A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610011277 DE102006011277A1 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Laser scanning microscope for detecting fluorescent radiation, has detection module with detection unit that detects linear sections in such a manner that linear probe radiation bundle is produced for each section

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610011277 DE102006011277A1 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Laser scanning microscope for detecting fluorescent radiation, has detection module with detection unit that detects linear sections in such a manner that linear probe radiation bundle is produced for each section

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006011277A1 true DE102006011277A1 (en) 2007-09-13

Family

ID=38336070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610011277 Withdrawn DE102006011277A1 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Laser scanning microscope for detecting fluorescent radiation, has detection module with detection unit that detects linear sections in such a manner that linear probe radiation bundle is produced for each section

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006011277A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012154346A1 (en) * 2011-04-08 2012-11-15 Stokes Bio Limited End-point optical system and method of use
DE102012100098A1 (en) 2012-01-06 2013-07-11 Becker & Hickl Gmbh Method for recording temporal changes in fluorescence decay function along line in spatial sample, involves determining distance along line for photons, and times within laser-pulse period and of any event within/outside sample
CN107290286A (en) * 2016-04-12 2017-10-24 北京世纪桑尼科技有限公司 A kind of high-velocity scanning confocal imaging system available for spectrum analysis
WO2018050888A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Leica Microsystems Cms Gmbh Light microscope
CN116625505A (en) * 2023-04-26 2023-08-22 北京邮电大学 Spectrum imaging method and device with adjustable spectrum resolution based on RCASSI system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10155002A1 (en) * 2001-11-08 2003-05-22 Zeiss Carl Jena Gmbh Depth-resolved optical imaging method for use in biological scanning microscopy, uses phase or frequency modulation of the imaging light

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10155002A1 (en) * 2001-11-08 2003-05-22 Zeiss Carl Jena Gmbh Depth-resolved optical imaging method for use in biological scanning microscopy, uses phase or frequency modulation of the imaging light

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012154346A1 (en) * 2011-04-08 2012-11-15 Stokes Bio Limited End-point optical system and method of use
CN103748453A (en) * 2011-04-08 2014-04-23 斯多克斯生物有限公司 End-point optical system and method of use
DE102012100098A1 (en) 2012-01-06 2013-07-11 Becker & Hickl Gmbh Method for recording temporal changes in fluorescence decay function along line in spatial sample, involves determining distance along line for photons, and times within laser-pulse period and of any event within/outside sample
DE102012100098B4 (en) 2012-01-06 2021-09-16 Becker & Hickl Gmbh Method for recording temporal changes in the time function of an optical signal with spatial resolution along a line in space
CN107290286A (en) * 2016-04-12 2017-10-24 北京世纪桑尼科技有限公司 A kind of high-velocity scanning confocal imaging system available for spectrum analysis
WO2018050888A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Leica Microsystems Cms Gmbh Light microscope
US11686928B2 (en) 2016-09-16 2023-06-27 Leica Microsystems Cms Gmbh Light microscope
CN116625505A (en) * 2023-04-26 2023-08-22 北京邮电大学 Spectrum imaging method and device with adjustable spectrum resolution based on RCASSI system
CN116625505B (en) * 2023-04-26 2024-02-02 北京邮电大学 Spectrum imaging method and device with adjustable spectrum resolution based on RCASSI system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10004191B4 (en) Fluorescence scanning microscope
DE19758745C5 (en) Laser Scanning Microscope
EP2948810B1 (en) Light microscope and microscopy method
DE10257120B4 (en) Scanning microscope for imaging an object
DE102012023024B4 (en) Light microscope and microscopy methods
EP0961945B1 (en) Light sensing device
DE10038526B4 (en) Method and arrangement for recording the wavelength-dependent behavior of an illuminated sample
EP3084399B1 (en) Device and method for the examination of a sample using optical projection tomography
DE10038528A1 (en) Optical detection of characteristic parameters of illuminated specimen involves computing intermediate values from signals for different displacements to increase spatial resolution
DE102005020543A1 (en) Method and device for adjustable change of light
EP1128200A2 (en) Microscope structure
EP1698927A1 (en) Point scanning laser scanning microscope and method for adjusting a microscope
DE10056382A1 (en) Source of light for illumination in a scan microscope has an electromagnetic source of power emitting light for a wavelength while upstream to a device for apportioning light into two dividing beams of light.
DE102005022125A1 (en) Light pattern microscope with auto focus mechanism, uses excitation or detection beam path with auto focus for detecting position of focal plane
DE102006011277A1 (en) Laser scanning microscope for detecting fluorescent radiation, has detection module with detection unit that detects linear sections in such a manner that linear probe radiation bundle is produced for each section
EP3992687A1 (en) Microscope and method for light field microscopy with light sheet excitation and confocal microscopy
DE10024135B4 (en) microscope
DE102020120114A1 (en) Detection device for a laser scanning microscope
DE102010060747B4 (en) Confocal laser scanning microscope for examining a sample
WO2024012878A1 (en) Apparatus for chromatic confocal measurement of distances
EP3440492A1 (en) Method and microscope for examining a sample
DE19842288A1 (en) Arrangement for adjustable coupling and/or detection of one or more wavelengths in a microscope has dispersive elements for wavelength separation and partially reflective elements
WO2008043459A2 (en) System for detection light division
DE102006017841A1 (en) Laser scanning microscope with main beam splitter for the spatial separation of illumination and detection radiation
DE10206004A1 (en) Device for confocal optical microanalysis

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R082 Change of representative

Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CARL ZEISS MICROIMAGING GMBH, 07745 JENA, DE

Effective date: 20130204

R082 Change of representative

Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE

Effective date: 20130204

Representative=s name: PATENTANWAELTE GEYER, FEHNERS & PARTNER MBB, DE

Effective date: 20130204

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20130312