DE102009008646A1 - Vorrichtung zum optischen Abbilden einer Probe - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Erfassen eines Chromophors an einer Fläche in einer Probe, insbesondere zum Abbilden einer Konzentration des Chromophors an der Fläche in der Probe, wird zumindest die Fläche in der Probe mit Licht mit einer ersten Photonenenergie, die einem ersten Übergang des Chromophors in einen ersten Zustand entspricht, bestrahlt. Zumindest ein Bereich in der Umgebung der Fläche in der Probe wird mit Licht mit einer zweiten Photonenenergie, die einem zweiten Übergang des Chromophors in einen zweiten Zustand entspricht, bestrahlt, wobei die Intensität des Lichts mit der zweiten Photonenenergie in der Fläche ein Minimum aufweist. Einer Teilmenge des Chromophors, die nach dem Bestrahlen der Probe mit Licht mit der ersten Photonenenergie und mit Licht mit der zweiten Photonenenergie sich im ersten Zustand befindet, wird erfasst, um den Chromophor in der Fläche zu erfassen. Die abbildende Optik ist insbesondere senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Abbilden einer Probe mit mindestens einer Lichtquelle für Anregungslicht, um einen Fluoreszenzfarbstoff in einer Probe, die von einem Probenhalter gehalten ist, während eines begrenzten Zeitraums in einem räumlichen Bereich zur spontanen Emission von Fluoreszenzlicht anzuregen, und für Abregungslicht, um den Fluoreszenzfarbstoff bis auf einen gegenüber dem räumlichen Bereich verkleinerten Restbereich wieder abzuregen. Dabei kann beispielsweise von der Probe ausgehendes Licht, das eine andere Wellenlänge aufweist als das Anregungslicht und das Abregungslicht, der spontanen Emission von Fluoreszenzlicht aus dem Restbereich des räumlichen Bereichs zugeordnet werden. Weiters betrifft die Erfindung Verfahren zur Verbesserung der axialen Auflösung bei der STED-Mikroskopie.
  • Im Folgenden ist mit einem „Chromophor” oder einem „Fluoreszenzfarbstoff” jedes Molekül, jeder Teil eines Moleküls und jede andere Materie (beispielsweise auch Farbzentren in Kristallen) gemeint, die Fluoreszenz oder andere Lumineszenz mit einer geeigneten Lebensdauer zeigt, und zwar unabhängig davon, ob der Chromophor oder der Fluoreszenzfarbstoff nur zum Zweck der Abbildung der Probe in die Probe eingebracht wird oder nicht. Fluoreszenzfarbstoffe sind beispielsweise natürlich vorhandene oder künstlich in die Probe eingebrachte Fluoreszenzmarker. Mit Licht ist jede geeignete elektromagnetische Strahlung gemeint, unabhängig davon, ob diese für das menschliche Auge sichtbar ist oder nicht.
  • Ein grundsätzliches Problem gleich welcher lichtmikroskopischen Technik ist der mangelnde Kontrast von Zellbestandteilen. Schon lange benutzt man deshalb fluoreszente Moleküle, die z. B. mit gentechnischen Methoden oder mittels Antikörpern selektiv an bestimmte Moleküle einer Zelle geheftet werden können. Man kann zum Beispiel Farbstoffe selektiv an Mitochondrien anbauen. Beleuchtet man nun eine Stelle der so präparierten Zelle mit einem fokussierten Laserstrahl und erhält man von dort Fluoreszenz, so waren an genau dieser Stelle Farbstoffmoleküle und damit auch Mitochondrien. Um ein vollständiges Bild zu erhalten, wird die Probe Punkt für Punkt gescannt bzw. abgerastert.
  • Die WO 95/21393 A2 und die WO 2006/114247 A1 zeigen und beschreiben Fluoreszenzmikroskope, welche auf dem STED-Verfahren (Akronym für STimulted Emission Depletion) oder dem allgemeineren RESOLFT-Verfahren (Akronym für REversible Saturable OpticaL Fluorescence Transitions) nach Dr. Stefan Hell basieren. Hierbei werden mit einem Anregungslichtstrahl fluoreszente Partikel angeregt und mit einem Abregungslichtstrahl wieder ”gequencht” bzw. in der Anregung behindert. Beide Lichtstrahlen sind nach den Gesetzen der Optik nicht schärfer zu fokussieren als das Abbe-Gesetz vorschreibt.
  • Im Bereich der Mikroskopie und insbesondere der Ultramikroskopie galt lange Zeit die allgemeine Annahme, dass es mit optischen Verfahren unmöglich sei Größen abzubilden, welche unterhalb der Abbeschen Beugungsgrenze liegen.
  • Als Abregungsvorgang kommt bei STED die stimulierte Emission zum Einsatz. Das STED-Mikroskop basiert grundsätzlich auf dem Phänomen der Fluoreszenz. Bei dem allgemeineren RESOLFT-Verfahren eignen sich grundsätzlich alle optisch sättigbaren Übergänge, die an der Fluoreszenz beteiligt sind, zum transienten Versetzen eines Fluoreszenzmoleküls in einen nichtfluoreszierenden Zustand.
  • Der Anregungslichtstrahl kann aufgrund der Abbeschen Beugungsgrenze nicht beliebig klein fokussiert werden. Man regt also immer alle Moleküle, die sich gerade im Brennfleck befinden, an und kann daher nicht entscheiden, von welchem Molekül die Fluoreszenz gerade kommt. Somit können Strukturen, die kleiner sind als die Ausdehnung des Laserfokus, nicht unterschieden werden.
  • Die Funktionsweise der STED-Mikroskopie ist nun folgende: Zunächst wird, genau wie bei konventioneller Raster-Mikroskopie, ein kleiner Bereich mittels eines fokussierten Lichtstrahls angeregt, der im Folgenden auch als Anregungslichtstrahl bezeichnet wird. Aufgrund der erwähnten Abbeschen Beugungsgrenze liegt der minimale erreichbare Durchmesser eines fokussierten Lichtstrahls bei Wellenlängen im sichtbaren Bereich in der Größenordnung von 200 nm.
  • Ein zweiter Lichtstrahl wird gleichzeitig oder nach dem Anregungsstrahl auf den kleinen Bereich gerichtet. Dieser zweite Lichtstrahl wird im Folgenden auch als Abregungslichtstrahl bezeichnet. Der Abregungslichtstrahl weist typischerweise eine niedrigere Photonenenergie und eine längere Wellenlänge auf als der Anregungslichtstrahl. Der Abregungslichtstrahl trifft gleichzeitig und/oder nach dem Anregungslichtstrahl – aber jedenfalls bevor die angeregten Farbstoffmoleküle von sich aus fluoreszieren können – auf die Probe. Anders ausgedrückt wird die Zeitdauer zwischen dem Auftreffen des ersten Lichtstrahls und dem Auftreffen des zweiten Lichtstrahls auf die Probe kleiner oder wesentlich kleiner als die Lebensdauer des mit dem Anregungslichtstrahl bevölkerten Zustands der Farbstoffmoleküle gewählt bzw. eingestellt. Wo der Abregungslichtstrahl auf einen angeregten Fluoreszenzmarker trifft, regt er diesen wieder ab.
  • Indem der zweite Strahl ringförmig um die vorher angeregte Stelle gelegt wird, kann ein Großteil des angeregten Bereichs (die Ränder) wieder abgeregt werden bevor es zur spontanen Emission von Fluoreszenz kommt. Somit lässt sich der emittierende Bereich – also das Zentrum des Rings – effektiv verkleinern. Die Detektion von Fluoreszenz erfasst dann nur die jenigen Markermoleküle, die nicht abgeregt wurden. Das kann theoretisch nur ein einzelnes Molekül sein, das sich vorher in der Mitte des Anregungsflecks befand. Die Ortsauflösung des optischen Detektors ist dabei gleichgültig.
  • In einem STED-Mikroskop lassen sich alle Präparate untersuchen, die mit Fluoreszenzfarbstoffen oder anderen Chromophoren markierbar sind oder bereits Fluoreszenzfarbstoffen oder andere geeignete Chromophore enthalten. Anders als bei Elektronenmikroskopen sind kein Vakuum und keine dünnen Schnitte erforderlich, da es sich um eine Fernfeld-Technik handelt. Die Proben erleiden keine Strahlenschäden, so dass sich auch lebende Zellen beobachten lassen.
  • In den Druckschriften DE 10 2006 009 831 A1 , DE 202 21 635 U1 , DE 102 31 776 A1 , DE 101 05 391 A1 , DE 100 56 382 B4 und US 2001/0045523 A1 beschreiben verschiedene Raster-Mikroskope, die teilweise Weiterentwicklungen oder Varianten der in den Druckschriften WO 95/21393 A2 und die WO 2006/114247 A1 genannten Gegenstände sind. Allen ist eine hohe Auflösung innerhalb eine Ebene aber eine geringe Auflösung in Richtung senkrecht zu dieser Ebene sowie ein hoher Zeitaufwand zur voll ständigen Erfassung bzw. Abbildung einer Ebene durch zweidimensionales Rastern gemein.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen eines Chromophors und insbesondere zum Abbilden einer Konzentration eines Chromophors in einer Probe zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüche definiert.
  • Bei einem Verfahren zum Erfassen eines Chromophors an einer Linie oder an einer Fläche in einer Probe, insbesondere zum Abbilden einer Konzentration des Chromophors an der Linie oder an der Fläche in der Probe, wird zumindest die Linie bzw. die Fläche in der Probe mit Licht mit einer ersten Photonenenergie, die einem ersten Übergang des Chromophors in einen ersten Zustand entspricht, bestrahlt. Zumindest ein Bereich in der Umgebung der Linie bzw. der Fläche in der Probe wird mit Licht mit einer zweiten Photonenenergie, die einem zweiten Übergang des Chromophors in einen zweiten Zustand entspricht, bestrahlt, wobei die Intensität des Lichts mit der zweiten Photonenenergie in der Linie bzw. in der Fläche ein Minimum aufweist. Eine Teilmenge des Chromophors, die nach dem Bestrahlen der Probe mit Licht mit der ersten Photonenenergie und mit Licht mit der zweiten Photonenenergie sich im ersten Zustand befindet, wird erfasst, um den Chromophor in der Fläche zu erfassen, insbesondere die Konzentration des Chromophors in der Fläche abzubilden. Insbesondere im Fall des Erfassens eines Chromophors an einer Linie wird die Teilmenge des Chromophors aus einer Richtung erfasst, die nicht parallel zu der Linie oder im Wesentlichen senkrecht zu der Linie ist. Die Richtung des Erfassens ist beispielsweise die Richtung in der Fluoreszenz des Chromophors beobachtet wird bzw. die Richtung einer optischen Achse einer dazu verwendeten Optik.
  • Eine Vorrichtung zum Erfassen eines Chromophors an einer Linie oder an einer Fläche in einer Probe umfasst eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen zumindest der Linie bzw. der Fläche in der Probe mit Licht mit einer ersten Photonenenergie, die einem ersten Übergang des Chromophors in einen ersten Zustand entspricht, und zum Bestrahlen zumindest eines Bereichs um die Linie bzw. um die Fläche in der Probe mit Licht mit einer zweiten Photonenenergie, die einem zweiten Übergang des Chromophors in einen zweiten Zustand entspricht. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Teilmenge des Chromophors, die nach dem Bestrahlen der Probe mit Licht mit der ersten Photonenenergie und mit Licht mit der zweiten Photonenenergie sich im ersten Zustand befindet, um den Chromophor in der Fläche zu erfassen. Die Bestrahlungseinrichtung weist eine Einrichtung zum Erzeugen eines Minimums der Intensität des Lichts der zweiten Photonenenergie in der Fläche auf. Insbesondere bei einer Vorrichtung zum Erfassen eines Chromophors an einer Linie wird die Teilmenge des Chromophors aus einer Richtung erfasst, die nicht parallel zu der Linie oder im Wesentlichen senkrecht zu der Linie ist. Die Richtung des Erfassens ist beispielsweise die Richtung in der Fluoreszenz des Chromophors beobachtet wird bzw. die Richtung einer optischen Achse einer dazu verwendeten Optik.
  • Die Fläche, an der der Chromophor erfasst bzw. seine Konzentration abgebildet werden soll, ist eine beliebige ebene oder auch gekrümmte Fläche im Inneren der Probe oder an der Obberfläche der Probe. Die Fläche muss weder eine Oberfläche noch eine Grenzfläche an oder in der Probe sein. Die Fläche wird vielmehr durch das flächig ausgedehnte Minimum der Intensität des Lichts mit der zweiten Photonenenergie definiert. Die Linie, an der der Chromophor erfasst bzw. seine Konzentration abgebildet werden soll, ist eine beliebige gerade oder auch gekrümmte Fläche im Inneren der Probe oder an der Oberfläche der Probe.
  • Die Intensität des Lichts mit der zweiten Photonenenergie ist in der Linie bzw. in der Fläche minimal und nimmt in alle Richtungen senkrecht zu der Linie bzw. zu der Fläche jeweils zu. Es ist vorteilhaft, wenn die Intensität im Intensitätsminimum null oder näherungsweise null beträgt oder zumindest wesentlich kleiner als an nah benachbarten Orten ist. Das Intensitätsminimum wird besonders vorteilhaft durch destruktive Interferenz hervorgerufen.
  • Das Licht mit der ersten Photonenenergie und das Licht mit der zweiten Photonenenergie können von einer einzigen oder von mehreren Lasern oder anderen Quellen kohärenten oder inkohärenten Lichts kontinuierlich oder gepulst erzeugt werden. Im Fall gepulsten Lichts kann das Licht bzw. der Lichtpuls mit der zweiten Photonenenergie gegenüber dem Licht bzw. dem Lichtpuls mit der ersten Photonenenergie verzögert sein oder umgekehrt. Verzögerungseinrichtungen sind in der Optik und vor Allem in Zusammenhang mit gepulsten Lasern wohl bekannt.
  • Das Licht mit der zweiten Photonenenergie kann gegenüber dem Licht mit der ersten Photonenenergie stokes-verschoben sein also eine geringere Photonenenergie aufweisen. Dies gilt insbesondere, wenn der nach Absorption des Lichts mit der ersten Photonenenergie erreichte erste Zustand (beispielsweise nach Übergang in einen rotatorischen oder vibratorischen Grundzu stand) durch stimulierte Emission mittels des Lichts mit der zweiten Photonenenergie entvölkert wird. Durch das Licht mit der zweiten Photonenenergie kann der erste Zustand jedoch auch auf andere Weise entvölkert werden, beispielsweise durch Absorption. Im ersten Zustand verbleibt danach nur Chromophor am Ort des Minimums der Intensität und in dessen unmittelbarer Nähe, also in einer dünnen Schicht um die durch das Intensitätsminimum definierte die Linie bzw. beiderseits der durch das Intensitätsminimum definierten Fläche.
  • Die Teilmenge des Chromophors, die nach dem Bestrahlen der Probe mit Licht mit der ersten Photonenenergie und mit Licht mit der zweiten Photonenenergie sich im ersten Zustand befindet, wird beispielsweise erfasst, indem Licht erfasst wird, das der Chromophor während des Übergangs vom ersten Zustand in den Grundzustand emittiert. Der Übergang des Chromophors vom ersten Zustand in den Grundzustand muss nicht in einem einzigen Emissionsprozess erfolgen. Vielmehr kann vor und nach einem strahlenden Übergang beispielsweise je ein Übergang in einen vibratorischen oder rotatorischen Grundzustand erfolgen. Das erfasste Licht umfasst die bei dem strahlenden Übergang frei werdenden Photonen.
  • Alternativ wird die Teilmenge des Chromophors, die nach dem Bestrahlen der Probe mit Licht mit der ersten Photonenenergie und mit Licht mit der zweiten Photonenenergie sich im ersten Zustand befindet, beispielsweise erfasst, indem zunächst Licht mit einer dritten Photonenenergie eingestrahlt wird. Die dritte Photonenenergie entspricht einem dritten Übergang des Chromophors aus dem ersten Zustand in einen dritten Zustand. Das Licht mit der dritten Photonenenergie wird von dem Chromophor absorbiert oder stimuliert Emission an dem Chromophor soweit dieser sich im ersten Zustand befindet. Beispielsweise wird das beim Zerfall des dritten Zustands oder bei der stimulierten Emission frei werdende Licht erfasst.
  • Das beim Übergang des Chromophors aus dem ersten Zustand durch spontante Emission oder bei oder nach Einstrahlen des Lichts mit der dritten Photonenenergie durch stimulierte oder spontante Emission entstehende bzw. emittierte Licht kann in einer Richtung senkrecht (90°) oder im wesentlichen senkrecht (Winkel mindestens 45°, insbesondere mindestens 60°, besonders vorteilhaft mindestens 80°) zu der Linie bzw. zu der Fläche erfasst werden, beispielsweise durch Abbildung der Fläche mittels einer abbildenden Optik auf einen ortsempfindlichen Detektor.
  • Das Licht mit der ersten Photonenenergie und das Licht mit der zweiten Photonenenergie können parallel bzw. im Wesenlichen parallel zu der Linie bzw. zu der Fläche eingestrahlt werden, und zwar aus der gleichen Richtung oder aus verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten Richtungen. Zur Einstrahlung des Lichts mit der ersten Photonenenergie und des Lichts mit der zweiten Photonenenergie können eine oder je eine Zylinderlinse vorgesehen bzw. verwendet werden. Bei Verwendung einer Zylinderlinse können zumindest entweder die optische Achse oder die Richtung der Translationsinvarianz der Zylinderlinse parallel zu der Fläche angeordnet sein.
  • Wenn eine Linie mit Licht mit der ersten Photonenenergie bestrahlt wird, zumindest ein Bereich in der Umgebung der Linie mit Licht mit der zweiten Photonenenergie bestrahlt wird, und die Intensität des Lichts der zweiten Photonenenergie in der Linie ein Minimum aufweist, kann die Linie kontinuierlich oder diskontinuierlich entlang einer Fläche verschoben wird, um den Chromophor an der Fläche zu erfassen. In diesem Fall können der Schritt des Bestrahlens der Linie mit Licht der ersten Photonenenergie und der Schritt des Bestrahlens zumindest eines Bereichs in der Umgebung der Linie mit Licht der zweiten Photonenenergie gleichzeitig oder innerhalb eines Zeitintervalls, in dem die Linie nicht verschoben wird, erfolgen. Alternativ kann das Produkt aus der Geschwindigkeit, mit der die Linie verschoben wird, und dem zeitlichen Abstand zwischen dem Bestrahlen der Linie mit Licht der ersten Photonenenergie und dem Bestrahlen zumindest eines Bereichs in der Umgebung der Linie mit Licht der zweiten Photonenenergie kleiner oder gleich oder nicht wesentlich größer (insbesondere nur um den Faktor 1,5 oder den Faktor 2,0 größer) als die Lebensdauer des ersten Zustands sein. Zum Verschieben der Linie können ein um eine Achse rotierbarer Spiegel und ein abbildendes optisches Element (beispielsweise eine Linse, ein Beugungsgitter oder ein gekrümmter Spiegel) vorgesehen sein, wobei ein Fokus des abbildenden optischen Elements auf der Achse des rotierbaren optischen Spiegels liegt.
  • Durch alternierendes Wiederholen von einem der oben genannten Verfahren und einer Translation und/oder Rotation der Probe kann die Konzentration des Chromophors in der Probe in drei Dimensionen erfasst bzw. abgebildet werden.
  • Eine Vorrichtung zum optischen Abbilden einer Probe umfasst mindestens eine Lichtquelle für Anregungslicht (Licht mit einer ersten Photonenenergie), um einen Fluoreszenzfarbstoff (oder einen anderen Chromophor) in einer Probe, die von einem Probenhalter gehalten ist, während eines begrenzten Zeitraums in einem räumlichen Bereich zur spontanen Emission von Fluoreszenzlicht anzuregen, und für Abregungslicht (Licht mit einer zweiten Photonenenergie), um den Fluoreszenzfarbstoff bzw. Chromophor bis auf einen gegenüber dem räumlichen Bereich ver kleinerten Restbereich wieder abzuregen, wobei Licht von der Probe mit anderen Wellenlängen als denjenigen des Anregungslichts und des Abregungslichts der spontanen Emission von Fluoreszenzlicht aus dem Restbereich des räumlichen Bereichs zuordenbar ist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abregungslicht in zwei parallelen Ebenen, welche von einem Spalt getrennt sind, aussendbar ist.
  • Dadurch wird erreicht, dass nicht bloß einzelne Punkte sequentiell gescannt werden können, sondern ganze Ebenen bzw. Schichten auf einmal, was in einer Verringerung des Zeitaufwandes zum Scannen einer Probe resultiert. Unter Abregungslicht ist hierbei jede Art von Strahlung zu verstehen, welche es den Teilchen, die von diesem Licht beleuchtet werden, nicht erlaubt zu fluoreszieren obwohl sie auch vom Anregungslicht beleuchtet werden.
  • In bevorzugter Weise ist die Vorrichtung so weitergebildet, dass das Abregungslicht bzw. das Licht mit der zweiten Photonenenergie durch Zwischenschaltung einer Lambda-Halbe-Platte oder einer anderen Einrichtung zur Erzeugung einer destruktiven Interferenz in der Fläche destruktiv interferiert, im Sinne einer vollständigen oder teilweisen Auslöschung in der Fläche. Dadurch wird erreicht, dass die Dicke der Schicht, in der die Intensität des Abregungslichts null ist oder unter einem vorbestimmten (kleinen) Wert liegt, möglichst gering gehalten wird. Durch Bildung dieser hohlen Lichtebene mit der zweiten Photonenenergie mittels einer Lambda-Halbe-Platte oder auf andere Weise kann die Dicke der Schicht, in welcher die Fluoreszenzemission stattfindet, gegenüber Methoden aus dem Stand der Technik ohne Weiteres auf ein Zehntel oder weniger verringert werden. Dies liegt daran, dass die hohle Lichtebene eine zentrale Nullstelle der Intensität aufweist. Durch Erhöhen der In tensität der Abregungsstrahlung kann die Schicht, in der noch Fluoreszenz stattfindet, fast beliebig dünn gemacht werden. Dies resultiert in einer Verbesserung der axialen Auflösung.
  • In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung so weitergebildet, dass das Anregungslicht im Wesentlichen die durch das flächige Intensitätsminimum des Abregungslichtes definierte Linie bzw. Fläche und an diese unmittelbar angrenzende Bereiche bestrahlt. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass Anregungs- und Abregungsstrahlengang sich überlappen oder zumindest im Bereich der Probe im Wesentlichen deckungsgleich sind. Anders ausgedrückt sind Anregungs- und Abregungsstrahlengang so zentriert bzw. ausgerichtet, dass der hohle Abregungsstrahlengang den Abregungsstrahlengang einschließt. Zur Bildung der Lichtebene des Anregungslichtstrahls ist lediglich eine Zylinderlinse vonnöten, und die Ausstrahlungsebene wird von der Ausrichtung der Zylinderlinse bestimmt. Die Ausrichtung des An- und Abregungslichtes ist mit einem Laser einfach zu erreichen, und die Ebenen können durch Rotation der Zylinderlinse bzw. der Zylinderlinse in Kombination mit der Lambda-Halbe Platte definiert werden.
  • Bei einer Variante ist die Vorrichtung so weitergebildet, dass das Abregungslicht und das Anregungslicht aus unterschiedlichen Richtungen eingestrahlt werden. Hierbei müssen zwar die Strahlengänge ausgerichtet werden, aber bei Verwendung von zwei unterschiedlichen Quellen können diese so angeordnet werden, dass sie sich nicht im Weg stehen.
  • Die Vorrichtung kann so weitergebildet sein, dass der Probenhalter in einer Richtung, welche im wesentlichen senkrecht auf der Beleuchtungsebene des An- bzw. Abregungslichtes steht, translatorisch verfahrbar ist. Einzelne Ebenen oder Schichten der Probe können in einfacher Weise wie oben beschrieben abgebildet werden, was den Zeitaufwand eines kompletten dreidimensionalen Scans gering hält.
  • Mit Vorteil ist die Vorrichtung so weitergebildet, dass der Probenhalter um wenigstens eine, vorzugsweise zwei, Achse(n) schwenkbar ist. Dadurch wird (optional in Kombination mit der translatorischen Verfahrbarkeit des Probenhalters) in einfacher Weise ein Scan einer Probe in verschiedenen Ebenen ermöglicht. Insbesondere kann die Probe nach einem ersten Scan zwei mal um zwei normal aufeinander stehende Achsen um je 90 Grad gedreht werden, wobei die Probe in jeder der drei Orientierungen translatorisch durch die Beleuchtungsebene gefahren wird. Durch die Verschwenkbarkeit um zwei Achsen lassen sich so einfach drei orthogonale Abbildungsrichtungen in x, y und z festlegen, welche dann translatorisch Ebene für Ebene abgescannt werden.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung so weitergebildet, dass ein Computer zur Aufzeichnung und Korrelation der optischen Daten vorgesehen ist. Die Aufzeichnungen in einer Scanrichtung werden in Stapeln gespeichert und können in weiterer Folge von dem Computer zu einem 3D-Bild verrechnet werden, wofür ein von der Daten- bzw. der Probengröße abhängiger Rechenaufwand erforderlich ist. Durch diese Aufbereitung von in drei Dimensionen vorliegenden Daten kann aber in weiterer Folge auch die Auflösung in jeder einzelnen Ebene erhöht werden. Durch Simulation der Probe auf dem Computer ergibt sich für den Betrachter in einfacher Weise die Möglichkeit die Probe auch aus Richtungen zu betrachten, in welchen gar keine Daten aufgenommen wurden. Es ist dabei auch möglich mehr als 3 Stapel von Abbildungsebenen miteinander rechnerisch zu kombinieren.
  • Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der axialen Auflösung bei der Abbildung einer Probe unter Verwendung von einer der oben beschriebenen Vorrichtungen. Dabei können die aufgezeichneten Daten von einem Computer korreliert und zu einen 3D-Bild zusammengesetzt werden. Dabei wird beispielsweise bei Überlagerung der drei mit Verschiebung in x, y und z aufgenommenen Datenstapel die jeweils geringere Auflösung in axialer Richtung kompensiert.
  • Das Verfahren wird in bevorzugter Weise so durchgeführt, dass weitere Verfahren zur Erhöhung der lateralen Auflösung, wie bspw. PALM kombiniert und/oder eingesetzt werden. Bei dem PALM Verfahren (Betzig E, Science 313: 1642–45 (2006); auch als PALMIRA oder STORM bezeichnet) wird in zwei Richtungen (beispielsweise in x- und y-Richtung) eine 10-fach höhere Auflösung erreicht, was mit der hier erreichten verbesserten z-Auflösung kombiniert werden kann. Dabei werden die fluoreszierenden Teilchen mit einem kurzen, intensiven Puls von Anregungslicht bestrahlt, wobei aber jedes Mal nur wenige fluoreszierende Teilchen, welche noch dazu weit auseinanderliegen, beginnen Licht zu emittieren. Nachdem diese Teilchen aufgehört haben Licht zu emittieren kann ein weiterer Puls von Anregungslicht ausgesendet werden. Da der Übergang von Nicht-Fluoreszieren zu Fluoreszieren stochastisch ist, werden aber jedes Mal andere fluoreszierende Teilchen aktiviert und die Position der leuchtenden Teilchen kann bei jeder Abbildung durch Rückrechnung der Point-Spread-Function, bspw. durch Überlagerung der Bildpunkte mit einer Gausschen Kurve, sehr gut approximiert werden. Dadurch dass diese Bildpunkte jeweils separat aufgenommen werden, kann die Auflösung gegenüber einer Aufnahme, welche durch Beugung in der Auflösung begrenzt ist, erhöht werden.
  • Dieses Verfahren kann auf einer Vielzahl von Gebieten eingesetzt werden, beispielsweise in der Pathologie oder aber auch zur Überprüfung bzw. Darstellung von Halbleitertopologien.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen 1 ein Blockdiagramm des Aufbaus des Fluoreszenzmikroskops, 2 einen weiteren räumlichen Aufbau für die Ebenen des An- und Abregungslichtes und 3 eine vergrößerte Darstellung des zentralen Bereichs in welchem sich die Ebenen schneiden.
  • In 1 ist mit 1 ein Laser, beispielsweise ein modengekoppelter oder auf andere Weise gepulster Laser, bezeichnet, der als gepulste oder kontinuierliche (cw) Lichtquelle für das Anregungslicht (Licht mit einer ersten Photonenenergie) 2 und Abregungslicht (Licht mit einer zweiten Photonenenergie, die insbesondere von der ersten Photonenenergie verschieden ist) 3 dient. Beispielsweise erzeugt der Laser gleichzeitig einen Puls des Anregungslichts 2 und einen Puls des Abregungslichts 3. Beide Pulse werden gemeinsam in einen Verzögerungsgenerator 4 geleitet, in welchem durch von der Photonenenergie abhängige unterschiedliche Laufzeiten bzw. zeitliche Verzögerungen ein zeitlicher Abstand zwischen den Pulsen des Anregungslichtes 2 und den Pulsen des Abregungslichtes 3 hergestellt wird. Im Anschluss daran wird sowohl das Abregungslicht 3 als auch das Anregungslicht 2 durch eine Zylinderlinse 5 geleitet um jeweils eine Lichtebene auszubilden. Für das Abregungslicht 3 ist z. B. eine Lambda-Halbe-Platte 6 zwischen den Verzögerungsgenerator 4 und die Zylinderlinse 5 geschaltet, um eine hohle Lichtebene auszubilden. Abweichend von 1 können mittels Strahlteilern das Anregungslicht 2 und das Abregungslicht 3 im Bereich der Lambda-Halbe-Platte 6 verschiedene Wege zurücklegen, wobei eine Hälfte des Abregungslichts, nicht aber das Anregungslicht durch die Lambda-Halbe-Platte tritt. Alternativ kann die Lambda-Halbe-Platte so ausgebildet sein, dass die Verzögerung des durch die Lambda-Halbe-Platte tretenden Teils des Strahls gegenüber dem nicht durch die Lambda-Halbe-Platte tretenden Teil für das Anregungslicht ein ganzes Vielfaches einer Wellenlänge und für das Abregungslicht ein ganzes Vielfaches einer Wellenlänge plus eine halbe Wellenlänge beträgt. In diesem Fall hat die Lambda-Halbe-Platte auf das Anregungslicht keine Wirkung während sie auf das Abregungslicht die beabsichtigte Wirkung einer destruktiven Interferenz in der Mitte des Strahls hat. Es können dazu aber auch andere geeignete optische Mittel wie digitaloptische, holographische oder solche, die zur Erzeugung eines hohlen Besselstrahls dienen, verwendet werden.
  • Die An- und Abregungsstrahlung kann – wie bereits angedeutet – auch mittels eines dichroitischen Spiegels überlagert werden. Die aufgrund der destruktiven Interferenz in oder nahe der Strahlmitte hohle Lichtebene des Abregungslichtes 3 und die Lichtebene des Anregungslichtes 2 werden auf die Probe 8 gerichtet. Die Einkoppeleinrichtung ist schematisch mit 10 bezeichnet. Sowohl das Anregungslicht 2 als auch das Abregungslicht 3 werden von der Einkoppeleinrichtung 10 auf die Probe 8 gelenkt. Von der Probe 8 strahlt nun neben den gestreuten Anteilen des Anregungslichtes 2 und des Abregungslichtes 3 auch das Fluoreszenzlicht 11 der Probe 8 aus. Das von der Probe ausgehende Licht wird durch eine Filtereinrichtung 13 gefiltert, sodass nur oder fast nur das Fluoreszenzlicht 11 den Fotodetektor 9 erreicht.
  • In 2 ist ein anderer räumlicher Aufbau gezeigt, bei welchem das Abregungslicht 3 und das Anregungslicht 2 aus entgegengesetzten Richtungen auf die Probe 8 gerichtet sind. Die Probe 8 ist, ebenso wie das abweichend von der Darstellung in 1 auch bei der dort gezeigten Vorrichtung der Fall sein kann, in Richtung des Doppelpfeiles 14 senkrecht zur Beleuchtungsebene verfahrbar. Ferner kann die Probe 8 in Richtung der beiden Doppelpfeile 15 und 16 verschwenkbar sein.
  • 3 zeigt die Geometrie der Beleuchtungsebene. Vereinfachend ist das Abregungslicht 3 als aus zwei Schichten zusammengesetzt dargestellt. Tatsächlich nimmt die Intensität im Fall einer destruktiven Interferenz bis zu einem Minimum kontinuierlich ab, wobei die Intensität im Minimum null sein kann. Die Grenzen der in 3 dargestellten Lichtschichten können als die Grenzflächen verstanden werden, außerhalb derer die Intensität einen vorbestimmten (niedrigen) Schwellenwert unterschreitet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der größte Durchmesser der Probe kleiner als die Länge L des Bereichs ist, innerhalb dessen die beiden Lichtschichten des Abregungslichts annähernd parallel sind und vor Allem einen annähernd konstanten Abstand von einander haben. Alternativ wird die Konzentration des Farbstoffs bzw. Chromophors nur innerhalb des Bereichs mit der Länge L erfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 95/21393 A2 [0004, 0012]
    • - WO 2006/114247 A1 [0004, 0012]
    • - DE 102006009831 A1 [0012]
    • - DE 20221635 U1 [0012]
    • - DE 10231776 A1 [0012]
    • - DE 10105391 A1 [0012]
    • - DE 10056382 B4 [0012]
    • - US 2001/0045523 A1 [0012]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Betzig E, Science 313: 1642–45 (2006) [0037]

Claims (21)

  1. Verfahren zum Erfassen eines Chromophors in einer Probe, mit folgenden Schritten: Bestrahlen zumindest einer Linie oder einer Fläche in der Probe mit Licht mit einer ersten Photonenenergie, die einem ersten Übergang des Chromophors in einen ersten Zustand entspricht; Bestrahlen zumindest eines Bereichs in der Umgebung der Linie bzw. der Fläche in der Probe mit Licht mit einer zweiten Photonenenergie, die einem zweiten Übergang des Chromophors in einen zweiten Zustand entspricht, wobei die Intensität des Lichts der zweiten Photonenenergie in der Linie bzw. in der Fläche ein Minimum aufweist; Erfassen einer Teilmenge des Chromophors, die nach dem Bestrahlen der Probe mit Licht mit der ersten Photonenenergie und mit Licht mit der zweiten Photonenenergie sich im ersten Zustand befindet, um den Chromophor in der Linie bzw. in der Fläche zu erfassen, wobei die Teilmenge des Chromophors aus einer Richtung erfasst wird, die nicht parallel zu der Linie bzw. Fläche oder im Wesentlichen senkrecht zu der Linie bzw. zu der Fläche ist.
  2. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei beim Schritt des Erfassens einer Teilmenge Licht erfasst wird, das der Chromophor während des Übergangs vom ersten Zustand in den Grundzustand emittiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Bestrahlen zumindest der Linie bzw. der Fläche in der Probe mit Licht mit einer dritten Photonenenergie, die einem dritten Übergang des Chromophors aus dem ersten Zustand entspricht, wobei beim Schritt des Erfassens einer Teilmenge Licht erfasst wird, das der Chromophor nach dem dritten Übergang emittiert.
  4. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem zumindest entweder das Licht mit der ersten Photonenenergie oder das Licht mit der zweiten Photonenenergie im Wesentlichen parallel zu der Linie bzw. zu der Fläche eingestrahlt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zumindest entweder das Bestrahlen mit Licht der ersten Photonenenergie oder das Bestrahlen mit Licht der zweiten Photonenenergie mittels einer Zylinderlinse erfolgt.
  6. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem zumindest entweder die optische Achse der Zylinderachse oder die Richtung der Translationsinvarianz der Zylinderlinse parallel zu der Fläche ist.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Bestrahlen mit Licht der ersten Photonenenergie zumindest entweder vor, während oder nach dem Bestrahlen mit Licht der zweiten Photonenenergie erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Erfassen von Licht ein Abbilden der Linie bzw. der Fläche auf einen ortsempfindlichen Detektor umfasst.
  9. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem eine optische Achse einer zum Abbilden der Fläche verwendeten Optik senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Linie bzw. zu der Fläche ist.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensansprüche, bei dem die Probe mit dem Licht mit der ersten Photonenenergie und mit dem Licht mit der zweiten Photonenenergie aus entgegengesetzten Richtungen oder aus der gleichen Richtung bestrahlt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine Linie mit Licht mit der ersten Photonenenergie bestrahlt wird, zumindest ein Bereich in der Umgebung der Linie mit Licht mit der zweiten Photonenenergie bestrahlt wird, die Intensität des Lichts der zweiten Photonenenergie in der Linie ein Minimum aufweist, und die Linie kontinuierlich oder diskontinuierlich entlang einer Fläche verschoben wird, um den Chromophor an der Fläche zu erfassen.
  12. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem der Schritt des Bestrahlens der Linie mit Licht der ersten Photonenenergie und der Schritt des Bestrahlens zumindest eines Bereichs in der Umgebung der Linie mit Licht der zweiten Photonenenergie gleichzeitig oder innerhalb eines Zeitintervalls, in dem die Linie nicht verschoben wird, erfolgen oder das Produkt aus der Geschwindigkeit, mit der die Linie verschoben wird, und dem zeitlichen Abstand zwischen dem Bestrahlen der Linie mit Licht der ersten Photonenenergie und dem Bestrahlen zumindest eines Bereichs in der Umgebung der Linie mit Licht der zweiten Photonenenergie kleiner oder gleich oder nicht wesentlich größer als die Lebensdauer des ersten Zustands ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem zum Verschieben der Linie ein um eine Achse rotierbarer Spiegel und ein abbildendes optisches Element verwendet wird, wobei ein Fokus des abbildenden optischen Elements auf der Achse des rotierbaren optischen Spiegels liegt.
  14. Verfahren zum Abbilden einer Konzentration eines Chromophors in einer Probe, mit folgenden alternierend wiederholten Schritten: Erfassen des Chromophors in einer Fläche in der Probe nach einem der vorangehenden Ansprüche; zumindest entweder translatorisch Verfahren oder Rotieren der Probe und der Fläche relativ zu einander.
  15. Vorrichtung zum Erfassen eines Chromophors in einer Probe, mit: einer Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen zumindest einer Linie oder einer Fläche in der Probe mit Licht mit einer ersten Photonenenergie, die einem ersten Übergang des Chromophors in einen ersten Zustand entspricht, und zum Bestrahlen zumindest eines Bereichs um die Linie bzw. um die Fläche in der Probe mit Licht mit einer zweiten Photonenenergie, die einem zweiten Übergang des Chromophors in einen zweiten Zustand entspricht; einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Teilmenge des Chromophors, die nach dem Bestrahlen der Probe mit Licht mit der ersten Photonenenergie und mit Licht mit der zweiten Photonenenergie sich im ersten Zustand befindet, um den Chromophor in der Linie bzw. in der Fläche zu erfassen, wobei die Bestrahlungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Minimums der Intensität des Lichts der zweiten Photonenenergie in der Linie bzw. in der Fläche aufweist, und wobei die Erfassungseinrichtung relativ zu der Probe in einer Richtung angeordnet ist, die nicht parallel zu der Linie bzw. Fläche oder im Wesentlichen senkrecht zu der Linie bzw. zu der Fläche ist.
  16. Vorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, bei der die Bestrahlungseinrichtung eine Zylinderlinse umfasst.
  17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, bei der die Einrichtung zum Erzeugen eines Minimums eine Lambda-Halbe-Platte oder eine andere Einrichtung zum Ändern der optischen Weglänge umfasst.
  18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, bei der die Bestrahlungseinrichtung umfasst: zumindest eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtpulses mit der ersten Photonenenergie und zum Erzeugen eines Lichtpulses mit der zweiten Photonenenergie; eine Verzögerungseinrichtung zum Verzögern des Lichts mit der ersten Photonenenergie oder zum Verzögern des Lichts mit der zweiten Photonenenergie.
  19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, bei der die Erfassungseinrichtung einen ortsempfindlichen Detektor und eine Optik zum Abbilden der Linie bzw. der Fläche auf den ortsempfindlichen Detektor umfasst.
  20. Vorrichtung nach dem vorangehenden Vorrichtungsanspruch, bei der die optische Achse der Optik senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Linie bzw. zu der Fläche ist.
  21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Vorrichtung für ein Verfahren nach einem der vorangehenden Verfahrensansprüche ausgebildet ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010028138A1 (de) * 2010-04-22 2011-10-27 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Bestimmen der Verteilung einer Substanz durch Abtasten mit einer Messfront
DE102013114860B3 (de) * 2013-12-23 2015-05-28 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Orte einzelner Moleküle einer Substanz in einer Probe
WO2018007469A2 (de) 2016-07-06 2018-01-11 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren zum untersuchen einer probe sowie vorrichtung zum ausführen eines solchen verfahrens
US10088657B2 (en) 2014-06-11 2018-10-02 Hans-Ulrich Dodt Light sheet microscopy using meso-optical elements

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995021393A2 (de) 1994-02-01 1995-08-10 Stefan Hell Vorrichtung und verfahren zum optischen messen eines probenpunktes einer probe mit hoher ortsauflösung
US20010045523A1 (en) 1994-07-15 2001-11-29 Baer Stephen C. Superresolution in microlithography and fluorescence microscopy
DE10105391A1 (de) 2001-02-06 2002-08-29 Leica Microsystems Scanmikroskop und Modul für ein Scanmikroskop
DE10231776A1 (de) 2002-07-13 2004-01-22 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh Verfahren zur Scanmikroskopie und Scanmikroskop
DE10056382B4 (de) 2000-11-14 2004-07-01 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh Scanmikroskop
DE20221635U1 (de) 1977-08-02 2006-09-21 Tecan Trading Ag Optisches System zum Anregen und Messen von Fluoreszenz an oder in mit Fluoreszenzfarbstoffen behandelten Proben
WO2006114247A1 (de) 2005-04-27 2006-11-02 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Fluoreszenzmikroskop
DE102006009831A1 (de) 2006-03-01 2007-09-13 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Mikroskop zur räumlich hochauflösenden Untersuchung von Proben

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20221635U1 (de) 1977-08-02 2006-09-21 Tecan Trading Ag Optisches System zum Anregen und Messen von Fluoreszenz an oder in mit Fluoreszenzfarbstoffen behandelten Proben
WO1995021393A2 (de) 1994-02-01 1995-08-10 Stefan Hell Vorrichtung und verfahren zum optischen messen eines probenpunktes einer probe mit hoher ortsauflösung
US20010045523A1 (en) 1994-07-15 2001-11-29 Baer Stephen C. Superresolution in microlithography and fluorescence microscopy
DE10056382B4 (de) 2000-11-14 2004-07-01 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh Scanmikroskop
DE10105391A1 (de) 2001-02-06 2002-08-29 Leica Microsystems Scanmikroskop und Modul für ein Scanmikroskop
DE10231776A1 (de) 2002-07-13 2004-01-22 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh Verfahren zur Scanmikroskopie und Scanmikroskop
WO2006114247A1 (de) 2005-04-27 2006-11-02 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Fluoreszenzmikroskop
DE102006009831A1 (de) 2006-03-01 2007-09-13 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Mikroskop zur räumlich hochauflösenden Untersuchung von Proben

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Betzig E, Science 313: 1642-45 (2006)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010028138A1 (de) * 2010-04-22 2011-10-27 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Bestimmen der Verteilung einer Substanz durch Abtasten mit einer Messfront
US9024279B2 (en) 2010-04-22 2015-05-05 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. Determining the distribution of a substance by scanning with a measuring front
DE102013114860B3 (de) * 2013-12-23 2015-05-28 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Orte einzelner Moleküle einer Substanz in einer Probe
US9719928B2 (en) 2013-12-23 2017-08-01 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. High-resolution fluorescence microscopy using a structured beam of excitation light
US10088657B2 (en) 2014-06-11 2018-10-02 Hans-Ulrich Dodt Light sheet microscopy using meso-optical elements
WO2018007469A2 (de) 2016-07-06 2018-01-11 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren zum untersuchen einer probe sowie vorrichtung zum ausführen eines solchen verfahrens
US10983321B2 (en) 2016-07-06 2021-04-20 Leica Microsystems Cms Gmbh Method for examining a sample, and device for carrying out such a method
US11835701B2 (en) 2016-07-06 2023-12-05 Leica Microsystems Cms Gmbh Method for examining a sample, and device for carrying out such a method

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