DE102022114862A1

DE102022114862A1 - Objektivaufsatz für ein mikroskopobjektiv und vorrichtung zum zuführen und/oder abführen von immersionsflüssigkeit

Info

Publication number: DE102022114862A1
Application number: DE102022114862.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Dietrich; Jens Hofmann; Daniel Ewert
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2023-12-14
Also published as: US20230400678A1; CN117233948A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Objektivaufsatz für ein Mikroskopobjektiv zum Transport einer Immersionsflüssigkeit zwischen einem Zielbereich an einer Frontseite des Mikroskopobjektivs und einer Leitung, mit mindestens einer Kanüle mit einer Tülle zum Ausgeben und/oder Aufnehmen der Immersionsflüssigkeit und mit einer distalen Öffnung, an der die Leitung für die Immersionsflüssigkeit anschließbar ist, und mit einer Befestigungseinrichtung zum Halten der Kanüle an einem Gehäuse des Mikroskopobjektivs und zum Positionieren der Tülle relativ zu dem Zielbereich. Der Objektivaufsatz ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung mindestens zwei Arme aufweist, die zum mindestens teilweisen seitlichen Umgreifen des Gehäuses des Mikroskopobjektivs und zum kraftschlüssigen Halten an dem Gehäuse eingerichtet sind. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Zuführen von Immersionsflüssigkeit zu einem Zielbereich an einem Frontbereich eines Mikroskopobjektivs und/oder zum Abführen von Immersionsflüssigkeit aus dem Zielbereich.

Description

Die Erfindung betrifft in einem ersten Gesichtspunkt einen Objektivaufsatz für ein Mikroskopobjektiv. In einem weiteren Gesichtspunkt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Zuführen und/oder Abführen von Immersionsflüssigkeit.
Ein gattungsgemäßer Objektivaufsatz für ein Mikroskopobjektiv dient zum Transport einer Immersionsflüssigkeit zwischen einem Zielbereich an einer Frontseite des Mikroskopobjektivs und einer Leitung und weist mindestens eine Kanüle auf mit einer Tülle zum Ausgeben und/oder Aufnehmen der Immersionsflüssigkeit und mit einer distalen Öffnung, an der die Leitung für die Immersionsflüssigkeit anschließbar ist. Weiterhin ist eine Befestigungseinrichtung zum Halten der Kanüle an einem Gehäuse des Mikroskopobjektivs und zum Positionieren der Tülle relativ zu dem Zielbereich vorhanden.
In der Mikroskopie ist es bekannt, zwischen dem Mikroskopobjektiv und einer zu untersuchenden Probe ein Medium anzuordnen, welches eine höhere Brechzahl als Luft aufweist. Dadurch wird die numerische Apertur für die Abbildung erhöht und infolgedessen die Auflösung gesteigert. Wegen der hierfür verwendeten Medien, die als Immersionsmedien bezeichnet werden, werden solche Mikroskopobjektive auch Immersionsobjektive genannt. Typische Immersionsmedien sind beispielsweise Wasser, Glycerin oder bestimmte Öle.
Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung werden die Immersionsmedien als Immersionsflüssigkeiten bezeichnet.
Beim Aufbringen, insbesondere dem manuellen Aufbringen dieser Immersionsflüssigkeiten bestehen folgende Aufgaben- und Problemstellungen:

Für inverse Stative, also Stative, bei denen das Mikroskopobjektivs nach oben schaut, muss die Probe abgenommen oder zumindest verschoben werden, um Zugang zur Frontlinse des Mikroskopobjektivs zu erhalten. Dabei kann die Gefahr bestehen, eine Zielstelle, die man in der Probe in einem Arbeitsablauf mit einem Übersichtsobjektiv gefunden und zur Untersuchung ausgesucht hat, wieder zu verlieren.

Bei Mikroskopen mit einer überbauten Inkubationseinheit ist häufig das Mikroskopobjektiv als solches kaum einsehbar, wodurch das Aufbringen oder Einbringen einer Immersionsflüssigkeit erschwert wird. Bei sogenannten „boxed systems“ kann darüber hinaus ein Zugang für den Endbenutzer von vornherein nicht vorgesehen sein.
In aller Regel ist darüber hinaus Erfahrung notwendig, um die Immersionsflüssigkeit blasenfrei am Zielort an dem Mikroskopobjektiv aufzubringen. Schließlich muss darauf Acht gegeben werden, dass die richtige Immersionsflüssigkeit aufgebracht oder eingebracht wird.
Gewerblich sind eine Reihe von Autoimmersionsmodulen verfügbar, die insbesondere bei Mikroskopautomaten verwendet werden. Hersteller sind beispielsweise Zeiss, Leica, Molecular Probes, Märzhäuser und Nikon. Die jeweiligen Anordnungen weisen, zum Teil signifikante, bauliche Erweiterungen auf und zu deren Montage sind erhebliche Fachkenntnisse notwendig. Durch die Baugröße und den jeweils beanspruchten Bauraum kann es außerdem zu zum Teil erheblichen Einschränkungen in der Funktion der jeweiligen Mikroskope kommen; beispielsweise kann der freie Arbeitsabstand oder eine Zugänglichkeit zur Probe reduziert sein.
Gattungsgemäße Objektivaufsätze sind beispielsweise beschrieben in WO2020163326A1 und DE102006042088A1 .
Die in diesen Schriften gezeigten Objektivaufsätze werden im Wesentlichen von der Frontseite her über das Mikroskopobjektiv gestülpt und es ist deshalb bei diesen Lösungen vergleichsweise aufwändig, den Objektivaufsatz zu entfernen oder zu montieren. Das Mikroskopobjektiv muss dazu relativ weit von der zu untersuchenden Probe wegbewegt werden. Außerdem wird vergleichsweise viel Bauraum für die dort gezeigten Objektivaufsätze benötigt.
Als eine Aufgabe der Erfindung kann angesehen werden, einen Objektivaufsatz für ein Mikroskopobjektiv bereitzustellen, der besonders einfach anbringbar und entfernbar ist und der möglichst wenig Bauraum vor dem Mikroskopobjektiv beansprucht. Außerdem soll eine Vorrichtung zum Zuführen und/oder Abführen von Immersionsflüssigkeit geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch den Objektivaufsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 28 gelöst.
Der Objektivaufsatz der oben angegebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die Befestigungseinrichtung mindestens zwei Arme aufweist, die zum mindestens teilweisen seitlichen Umgreifen des Gehäuses des Mikroskopobjektivs und zum kraftschlüssigen Halten an dem Gehäuse eingerichtet sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zuführen von Immersionsflüssigkeit zu einem Zielbereich an einem Frontbereich eines Mikroskopobjektivs und/oder zum Abführen von Immersionsflüssigkeit aus dem Zielbereich weist mindestens einen erfindungsgemäßen Objektivaufsatz auf. Sodann ist mindestens ein Vorratsbehälter für die Immersionsflüssigkeit vorhanden sowie eine Leitung, die den Vorratsbehälter mit der distalen Öffnung der Kanüle des Objektivaufsatzes verbindet. Schließlich ist eine Pumpe zum Pumpen der Immersionsflüssigkeit in der Leitung vorhanden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes und vorteilhafte Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden, insbesondere im Zusammenhang mit den abhängigen Ansprüchen und den Figuren erläutert.
Mit dem Begriff des Objektivsaufsatzes ist gemeint, dass es sich um eine Baueinheit handelt, welche dazu eingerichtet ist, an einem Mikroskopobjektiv angebracht zu werden.
Der Objektivaufsatz dient zum Transport einer Immersionsflüssigkeit hin zum Zielbereich an der Frontseite des Mikroskopobjektivs und zum Abtransport der Immersionsflüssigkeit aus dem Zielbereich. Als Zielbereich wird derjenige Bereich bezeichnet, der an eine Frontlinse des Mikroskopobjektivs angrenzt und an dem sich die Immersionsflüssigkeit befinden muss, damit die numerische Apertur bestimmungsgemäß der Brechzahl der Immersionsflüssigkeit entsprechend erhöht wird.
Als Leitung wird diejenige Transportleitung bezeichnet, über welche die Immersionsflüssigkeit zu dem Objektivaufsatz geleitet oder von diesem abgeführt wird. Mit dem Begriff einer Kanüle wird eine dünne Leitung bezeichnet. Als Tülle wird der in der im Arbeitszustand in Nähe des Zielbereichs befindliche Ausgang der Kanüle bezeichnet. Die distale Öffnung der Kanüle ist die andere Öffnung der Kanüle, an der die Leitung für die Immersionsflüssigkeit angeschlossen werden kann.
Als eine wesentliche Idee der vorliegenden Erfindung kann angesehen werden, dass die Befestigungseinrichtung dazu eingerichtet ist, dass Gehäuse eines Mikroskopobjektivs von der Seite her mindestens teilweise zu umgreifen und sich dort kraftschlüssig festzuhalten.
Die Befestigungseinrichtung dient zum Halten mindestens der Tülle in einer Arbeitsposition relativ zu dem Zielbereich an dem Mikroskopobjektiv.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der erfindungsgemäße Objektivaufsatz im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung der Relativposition von Probe und Mikroskopobjektiv an dem Mikroskopobjektiv angebracht werden kann.
Grundsätzlich ist es für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung ausreichend, wenn der Objektivaufsatz nur eine einzige Kanüle aufweist, beispielsweise zum definierten Aufbringen oder Einbringen der Immersionsflüssigkeit. Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes zeichnet sich aber dadurch aus, dass eine erste Kanüle vorhanden ist mit einer ersten Tülle zum Ausgeben der Immersionsflüssigkeit in den Zielbereich und mit einem ersten distalen Ende, an dem eine erste Leitung für die Immersionsflüssigkeit anschließbar ist, und dass eine zweite Kanüle vorhanden ist mit einer zweiten Tülle zum Aufnehmen der Immersionsflüssigkeit aus dem Zielbereich und mit einem zweiten distalen Ende an dem eine zweite Leitung für die Immersionsflüssigkeit anschließbar ist. Die Immersionsflüssigkeit kann so definiert eingebracht und auch definiert wieder abgeführt werden.
Bei damit korrespondierenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist entsprechend der Objektivaufsatz eine erste Kanüle für das Zuführen der Immersionsflüssigkeit und eine zweite Kanüle für das Abführen der Immersionsflüssigkeit auf, der Vorratsbehälter ist mit einer ersten Leitung mit der ersten Kanüle verbunden und es ist ein Entsorgungsbehälter vorhanden, der mit einer zweiten Leitung mit der zweiten Kanüle verbunden ist.
In der ersten und/oder der zweiten Leitung kann jeweils ein Durchflusssensor vorhanden sein, um die jeweils transportierten Mengen der Immersionsflüssigkeit festzustellen.
Wenn die Raten, mit denen Immersionsflüssigkeit aus dem Zielbereich verloren geht, bekannt sind, kann ein Zeitpunkt festgestellt werden, zu dem ein Nachschub von Immersionsflüssigkeit notwendig ist. Dann kann unter Verwendung des Durchflusssensors in der Zuführungsleitung eine definierte Menge an Immersionsflüssigkeit nachgeliefert werden.
Zum Arbeiten mit unterschiedlichen Immersionsflüssigkeiten können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere Vorratsbehälter und/oder mehrere Entsorgungsbehälter für unterschiedliche Immersionsflüssigkeiten vorhanden sein.
Zum Spülen der Leitungen und/oder der Kanülen kann bevorzugt ein Reservoir für ein Spülmedium, beispielsweise Wasser, vorhanden sein.
Die erste Kanüle und die zweite Kanüle können bevorzugt baugleich gebildet sein.
Um eine Immersionsflüssigkeit aus mehreren Richtungen, beispielsweise aus unterschiedlichen radialen Richtungen in den Zielbereich an einem Mikroskopobjektiv einzubringen und/oder abzuführen, kann es von Vorteil sein, wenn mehrere Paare einer ersten Kanüle und einer zweiten Kanüle vorhanden sind jeweils zum Zuführen und Abführen von Immersionsflüssigkeit. Die Paare einer ersten Kanüle und einer zweiten Kanüle können aber auch dazu genutzt werden, für unterschiedliche Messungen zwei oder mehrere unterschiedliche Immersionsflüssigkeiten sequentiell in den Zielbereich an einem Mikroskopobjektiv einzubringen und/oder abzuführen.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes ist die Form der Tülle oder sind die jeweiligen Formen der Tüllen dergestalt an den Zielbereich angepasst, dass die Immersionsflüssigkeit besonders zielgenau in den Zielbereich eingebracht beziehungsweise aus dem Zielbereich abgeführt werden kann. Beispielsweise kann die Öffnung einer Tülle oder von mehreren oder allen Tüllen im Querschnitt die Form eines flachen Rechtecks, insbesondere mit abgerundeten Ecken, oder die Form einer flachen Ellipse aufweisen.
In dem Objektivaufsatz, insbesondere in der Befestigungseinrichtung kann eine Achse definiert werden, die im Einbauzustand oder Arbeitszustand des Objektivaufsatzes an einem Mikroskopobjektiv mit der optischen Achse des Mikroskopobjektivs zusammenfällt. Der Einbauzustand oder Arbeitszustand des Objektivaufsatzes ist derjenige Zustand, in welchem der Aufsatz bestimmungsgemäß an einem Mikroskopobjektiv angebracht ist.
Damit eine Immersionsflüssigkeit gleichsam als flache Strang in den Zielbereich abgegeben oder aus dem Zielbereich aufgenommen werden kann, ist es bevorzugt, wenn eine lange Seite des Rechtecks oder die Richtung der langen Halbachse der Ellipse quer zu der so definierten Achse des Objektivaufsatzes orientiert ist.
Um zu erreichen, dass der erfindungsgemäße Objektivaufsatz im Einbauzustand oder Arbeitszustand besonders wenig über das Mikroskopobjektiv in der Richtung von dessen optischer Achse hervorsteht, ist es außerdem bevorzugt, wenn eine Außenkontur von einer, mehreren oder allen Tüllen eine Abflachung aufweist.
Die Befestigungseinrichtung und die Abflachung der Tüllen sind dabei vorteilhaft dergestalt eingerichtet, dass eine durch die Abflachung definierte Ebene quer zur der wie oben definierten Achse des Objektivsaufsatzes orientiert ist. Das bedeutet, dass die flache Seite einer Tülle im Arbeitszustand im Wesentlichen parallel zur Frontseite des Mikroskopobjektivs orientiert ist und diese gegebenenfalls berührt oder sich an die Frontseite des Mikroskopobjektivs anschmiegt.
Weitere Verbesserungen beim Einbringen und/oder Abführen einer Immersionsflüssigkeit können erreicht werden, wenn nicht nur der Querschnitt der Tülle, sondern auch eine Kontur der Öffnung der Tülle an den Zielbereich angepasst ist. Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn die Öffnung einer Tülle oder von mehreren oder allen Tüllen den Zielbereich mindestens teilweise umgreift. Damit ist gemeint, dass die Form der Öffnung der Tülle so gebildet ist, dass die Tülle aus Richtung der Achse des Objektivsaufsatzes gesehen an der Seite der Öffnung eine konkaven Bereich, beispielsweise mit einer kreissegmentförmigen Kontur, aufweist, der den Zielbereich umgreift.
Weitere Verbesserungen beim Einbringen und/oder Abführen einer Immersionsflüssigkeit sind sodann möglich, wenn mindestens Teile der Oberfläche mindestens einer der Tüllen oder von mehreren oder allen Tüllen im Hinblick auf bestimmte Typen von Immersionsflüssigkeiten eine attraktive oder repulsive Oberflächenfunktionalisierung aufweisen. Dabei können Bereiche, denen entlang die Immersionsflüssigkeit transportiert werden soll oder die bestimmungsgemäß in Kontakt mit der Immersionsflüssigkeit kommen sollen oder die die Immersionsflüssigkeit benetzen soll, mit einer attraktiven Oberflächenfunktionalisierung ausgestattet werden. Andere Bereiche, die die Immersionsflüssigkeit bestimmungsgemäß nicht benetzen soll können entsprechend mit einer repulsiven Oberflächenfunktionalisierung versehen werden.
Diese Bereiche werden bevorzugt jeweils so ausgestaltet, dass ein Abfließen von Immersionsflüssigkeit seitlich an den Tüllen möglichst vermieden wird.
Je nach Typ der verwendeten Immersionsflüssigkeit kann die Oberflächenfunktionalisierung vorteilhaft den jeweiligen Teilen der Oberfläche hydrophobe, hydrophile, lipophile oder lipophobe Eigenschaften verleihen.
Die Oberflächenfunktionalisierungen können grundsätzlich auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Beispielsweise können Teile der Oberfläche der Tülle oder der Tüllen, die eine Oberflächenfunktionalisierung aufweisen, eine Mikrostrukturierung, eine Beschichtung und/oder chemisch behandelte Oberflächenbereiche aufweisen und/oder aus einem Material mit der gewünschten Oberflächenfunktionalisierung gebildet sein.
Möglich ist auch, dass die Kanüle im Bereich der Tülle aus unterschiedlichen Materialien gefertigt ist.
Um zu erreichen, dass die Kanülen und die Tüllen im Arbeitszustand besonders wenig über das Mikroskopobjektiv hervorstehen, ist es bevorzugt, wenn ein Endstück der ersten Kanüle, das sich an die erste Tülle anschließt, und ein Endstück der zweiten Kanüle, das sich an die zweite Tülle anschließt, auf der Mantelfläche eines Kegels angeordnet sind, dessen Achse mit der Achse des Objektivaufsatzes zusammenfällt.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes zeichnet sich dadurch aus, dass sich ein Endstück der ersten Kanüle, das sich an die erste Tülle anschließt, und ein Endstück der zweiten Kanüle, das sich an die zweite Tülle anschließt, bezogen auf die Achse des Objektivaufsatzes in einem Winkelsegment eines Azimutalwinkels mit einem Öffnungswinkel kleiner als 180°, bevorzugt kleiner als 90° und besonders bevorzugt kleiner als 45°, angeordnet sind. Der Azimutalwinkel ist dabei der um die Achse des Objektivaufsatzes umlaufende Winkel. Solch eine Anordnung hat sowohl Vorteile im Hinblick auf die Handhabbarkeit des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes als auch im Hinblick auf den eigentlichen Zweck, nämlich das zuverlässige Aufbringen und Absaugen einer Immersionsflüssigkeit in den Zielbereich vor dem Mikroskopobjektiv.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Tülle und die zweite Tülle durch ein Mikroreservoir für die Immersionsflüssigkeit verbunden sind. Durch dieses Mikroreservoir kann erreicht werden, dass sich unmittelbar nach dem Aufbringen oder Einbringen der Immersionsflüssigkeit in den Zielbereich eine Benetzung ausbildet, die sich von der ersten Tülle bis zur zweiten Tülle erstreckt. Die Zuverlässigkeit des Absaugens der Immersionsflüssigkeit nach Gebrauch kann so gesteigert werden.
Bevorzugt kann das Mikroreservoir durch eine Oberflächenfunktionalisierung gebildet sein. Beispielsweise kann das Mikroreservoir durch mehrere Vertiefungen, insbesondere Rillen, gebildet sein.
Die Rillen, die das Mikroreservoir bilden, können sich von der ersten Tülle zu der zweiten Tülle erstrecken. Das Ausbilden der Benetzung des Bereichs zwischen der ersten Tülle und der zweiten Tülle wird so begünstigt.
Ergänzend oder alternativ kann eine Oberfläche des Mikroreservoirs im Bereich der ersten Tülle und der zweiten Tülle für eine verwendete Immersionsflüssigkeit eine attraktive Oberflächenfunktionalisierung aufweisen oder das Mikroreservoir kann durch eine attraktive Oberflächenfunktionalisierung gebildet sein.
Grundsätzlich ist es möglich, dass eine Leitung an dem distalen Ende einer Kanüle mit einer beliebigen Verbindungstechnik, insbesondere auch materialschlüssig, angeschlossen wird. Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes ist aber vorteilhaft an der distalen Öffnung einer Kanüle oder von mehreren oder allen Kanülen ein Adapter zum lösbaren Anschließen der Leitung gebildet.
Der Adapter kann beispielsweise jeweils eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung oder einen Bajonettverschluss aufweisen.
Der Objektivaufsatz kann grundsätzlich aus jedweden geeigneten Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Metall und/oder Kunststoff. Bevorzugte Ausgestaltungen zeigen sich dadurch aus, die Kanüle ein Kunststoffteil aufweist oder ein Kunststoffteil ist.
Auch die Befestigungseinrichtung kann als Kunststoffformteil, insbesondere als einstückiges Kunststoffformteil, gebildet sein.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine der Kanülen oder es sind mehrere oder alle Kanülen mindestens mit einem Teil der Befestigungseinrichtung oder der gesamten Befestigungseinrichtung als ein Kunststoffteil gebildet.
Bei den Armen der Befestigungseinrichtung ist wichtig, dass diese das Gehäuse des Mikroskopobjektivs mindestens teilweise umgreifen und für ein kraftschlüssiges Festhalten, mithin ein Klemmen, des Objektivaufsatzes an dem Gehäuse des Mikroskopobjektivs sorgen. Bevorzugt sind die Arme zu diesem Zweck aus einem elastischen Material gebildet. Beispielsweise können die Arme die Form von flachen und steifen aber elastischen Bändern aufweisen.
Das Kunststoffteil kann ein Kunststoffformteil sein, das zum mindestens teilweise formschlüssigen Halten an einem Gehäuse eines Mikroskopobjektivs ausgebildet und eingerichtet ist.
Bevorzugt können die Arme des Objektivaufsatzes distale Bereiche aufweisen, also Bereiche, die entfernt liegen von der Kanüle oder den Kanülen. Die distalen Bereiche der Arme können im Arbeitszustand bevorzugt mit dem Gehäuse des Mikroskopobjektivs in Kontakt kommen und eine Halte- oder Klemmkraft auf das Gehäuse ausüben. Zu diesem Zweck können die distalen Bereiche eine geeignete Formgebung, beispielsweise eine abgeflachte, handartige Form, aufweisen, um die Reibung zu dem Gehäuse des Mikroskopobjektivs zu erhöhen. Gegebenenfalls kann es auch vorteilhaft sein, an den distalen Bereiche, beispielsweise den handartig gebildeten Bereichen, zur Erhöhung der Reibung zu dem Gehäuse des Mikroskopobjektivs im Arbeitszustand eine geeignete Oberflächenfunktionalisierung an den Flächen, die bestimmungsgemäß mit dem Gehäuse des Mikroskopobjektivs in Kontakt kommen, vorzusehen. Die distalen Bereiche können insbesondere die distalen Enden der Arme sein. Das ist aber nicht unbedingt notwendig.
Besonders bevorzugt kann der gesamte Objektivaufsatz als ein einziges Kunststoffformteil gebildet sein. Beispielsweise kann ein solches Kunststoffformteil mithilfe einer 3D-Drucktechnik gefertigt werden.
Grundsätzlich wird die Erfindung verwirklicht, wenn die Befestigungseinrichtung zum kraftschlüssigen Halten des Objektivaufsatzes an dem Gehäuse des Mikroskopobjektivs eingerichtet ist. Dazu kann beispielsweise eine Klemmverbindung ausreichen. Ergänzend oder alternativ ist bei anderen bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes an den Armen jeweils ein Teil einer mindestens zweiteiligen Kupplung vorhanden, die Teile der Kupplung können insbesondere zum Herstellen einer Verbindung miteinander eingerichtet sein, die beiden Arme der Befestigungseinrichtung umschliessen im Befestigungszustand, also dem Arbeitszustand, ein Gehäuse eines Mikroskopobjektivs und die beiden Arme können über die Kupplung miteinander verbunden sein.
Bevorzugt können dabei die Teile der Kupplung jeweils an den Enden der Arme angeordnet sein. Bevorzugt ist die Kupplung verriegelbar. Beispielsweise kann die Verriegelung der Kupplung im Weg eines mechanischen hintergreifenden Eingriffs erfolgen.
Die Kupplung kann zum Beispiel nach dem Prinzip eines Kabelbinders arbeiten. Dabei ist ein erster Teil der Kupplung eine verzahnte Sperrzunge und ein zweiter Teil der Kupplung ist ein Binderkopf, in dem die Sperrzunge durch mechanisch hintergreifenden Eingriff gehalten wird.
Die Kupplung kann beispielsweise so gebildet sein, dass sie mit einem Werkzeug oder, bevorzugt, von Hand geöffnet werden kann.
Der erfindungsgemäße Objektivaufsatz kann, insbesondere bei Herstellung in einem 3D-Druckverfahren, als Einwegartikel gebildet sein.
Wenn beispielsweise ein erfindungsgemäßer Objektivaufsatz, der mit einem 3D-Druckverfahren als einstückiges Kunststoffformteil gefertigt wurde, nicht mehr benötigt wird, kann dessen Material für einen weiteren erfindungsgemäßen Objektivaufsatz, insbesondere angepasst an eine andere Gehäuseform eines Mikroskopobjektivs, wieder verwendet werden.
Bei einem Einwegartikel kann eine Kupplung auch so gebildet sein, dass sie nur zerstörend zu öffnen ist.
Grundsätzlich ist es möglich, dass der erfindungsgemäße Objektivaufsatz mit Werkzeugen, gegebenenfalls mit Spezialwerkzeugen, an einem Gehäuse eines Mikroskopobjektivs angebracht und/oder entfernt wird. Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes ist die Befestigungseinrichtung dergestalt eingerichtet, dass sie von Hand und/oder werkzeuglos an dem Mikroskopobjektiv angebracht und entfernt werden kann.
Besonders bevorzugt ist beispielsweise, wenn die Befestigungseinrichtung dergestalt gebildet ist, dass sie clipartig an dem Mikroskopobjektiv angebracht und entfernt werden kann. Damit ist gemeint, dass der Objektivaufsatz auf das Mikroskopobjektivs aufgedrückt wird, wobei sich dabei die Arme geringfügig öffnen oder spreizen und der Objektivaufsatz sodann auf dem Gehäuse des Mikroskopobjektivs durch die Arme kraftschlüssig und bevorzugt auch formschlüssig an dem Gehäuse gehalten wird und insbesondere an dem Gehäuse einrastet. Zum Entfernen muss so ein Objektivaufsatz einfach nur von dem Mikroskopobjektiv abgezogen werden.
Ergänzend oder alternativ können bei anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes die beiden Arme der Befestigungseinrichtung scherenartig gegeneinander bewegbar sein und es kann eine Feder vorhanden sein, die die beiden Arme der Befestigungseinrichtung in die geschlossene Richtung vorspannt.
Grundsätzlich wird die vorliegende Erfindung verwirklicht, wenn mit dem Objektivaufsatz mindestens eine Kanüle relativ zu dem Zielbereich positioniert wird. Die Funktionalität des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes wird gesteigert bei Ausführungsbeispielen, bei denen die Befestigungseinrichtung darüber hinaus zum Positionieren mindestens einer weiteren Funktionskomponente relativ zu dem Zielbereich eingerichtet ist.
Bevorzugt kann die Befestigungseinrichtung zu diesem Zweck mindestens eine Haltevorrichtung für mindestens eine weitere Funktionskomponente aufweisen.
Weitere Funktionskomponenten können beispielsweise messende Sensoren sein. Interessierende Messgrößen können beispielsweise sein: Temperatur, vorhandene Menge einer Immersionsflüssigkeit, beispielsweise Dicke einer Schicht der Immersionsflüssigkeit, Beleuchtungsstärke. Weiterhin können die Funktionskomponenten auch auch zum Energieeintrag dienen. Beispielsweise kann es sich um Lichtquellen und/oder Heizquellen handeln.
Zur zweckmäßigen Handhabung der Immersionsflüssigkeiten kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt in mindestens einer, in mehreren oder in jeder der Leitungen ein, insbesondere, steuerbares Ventil, beispielsweise ein Rückschlagventil vorhanden sein. Solche Ventile und/oder die Einrichtungen zum Pumpen der Emulsionsflüssigkeiten in den Leitungen können bevorzugt mit einer Steuereinrichtung gesteuert werden.
Sodann ist es zum bequemen und störungsfreien Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, wenn in mindestens einer, mehreren oder jeder der Leitungen, die zum Zuführen der Immersionsflüssigkeit dienen, eine Blasenfalle vorhanden ist. Bei einem Typ einer solchen Blasenfalle, welcher für wässrige Immersionsflüssigkeiten geeignet ist, wird die durch die Blasenfalle strömende und mit Blasen angereicherte wässrige Immersionsflüssigkeit durch mikroporöse, hydrophobe Membrane gedrückt, während das flüssige Medium in der Blasenfalle zurückgehalten wird. Weil die Membran auf dem hydrophoben Funktionsprinzip basiert, eignen sich solche Blasenfallen aber nur für wässrige Immersionsflüssigkeiten.
Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, angesammeltes Gas aus einer Blasenfalle wieder entweichen zu lassen. Beispielsweise wird Frittenmaterial bei einsetzender Trocknung durchlässig und angesammelte Luft kann entweichen, bis die Flüssigkeit einen Stand erreicht, um die Fritte wieder zu befeuchten. Alternativ können auch Materialien eingesetzt werden, die nur für Luft durchlässig sind.
Schließlich kann zweckmäßig zur bequemen Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in jeder der Leitungen mindestens eine Pumpe zum Pumpen der Immersionsflüssigkeit vorhanden sein.
Wegen der sehr geringen zu transportierenden Mengen an Immersionsflüssigkeit kann mindestens eine Pumpe manuell betätigbar sein oder es können mehrere oder alle Pumpen manuell betätigbar sein.
Geringe Flüssigkeitsvolumina können außerdem besonders definiert transportiert werden, bei Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen mindestens eine der Pumpen eine Peristaltikpumpe ist oder mehrere oder alle Pumpen Peristaltikpumpen sind.
Grundsätzlich wird die Erfindung verwirklicht, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein einziger erfindungsgemäßer Objektivaufsatz vorhanden ist. Bei vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind aber für unterschiedliche Mikroskopobjektive unterschiedliche Objektivaufsätze vorhanden. Im Arbeitsbetrieb mit dem Mikroskop kann dann bequem bei einem Objektivwechsel der geeignete Objektivaufsatz gewählt und aufgesetzt werden.
Bevorzugt können schließlich auch mehrere unterschiedliche Objektivaufsätze für unterschiedliche Immersionsflüssigkeiten vorhanden sein. Insbesondere können sich solche Objektivaufsätze in ihren Oberflächenfunktionalisierungen im Bereich der Tüllen unterscheiden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren beschrieben. Hierin zeigen:

1: eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes;
2: eine Draufsicht in Richtung der optischen Achse des Mikroskopobjektivs des Objektivaufsatzes aus 1 ;
3: schematische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes; und
4: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Gleiche und gleichwirkende Komponenten sind in den Figuren in der Regel mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes 100 wird mit Bezug auf die 1 und 2 erläutert. 1 zeigt eine Ansicht von der Seite, quer zu einer optischen Achse 13 eines Mikroskopobjektivs 10 und 2 zeigt eine Draufsicht aus Sicht der optischen Achse 13. Die optische Achse 13 des Mikroskopobjektivs 10 ist in dieser Situation, die als Einbausituation oder Arbeitszustand bezeichnet werden kann, identisch mit einer Achse 15 des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes 100.
Schematisch dargestellt ist jeweils ein Gehäuse 12 des Mikroskopobjektivs 10 mit einem Zielbereich 11 an dessen Frontseite, in oder an den eine Immersionsflüssigkeit 40 gebracht werden soll oder aus welcher die Immersionsflüssigkeit 40 abtransportiert werden soll.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der erfindungsgemäße Objektivaufsatz 100 ein Kunststoffformteil mit einer ersten Kanüle 21, einer zweiten Kanüle 22 und einer Befestigungseinrichtung 30 auf. Die zweite Kanüle 22 ist nur in der 2 sichtbar. Die erste Kanüle weist eine erste Tülle 24, mithin eine Öffnung in der Nähe des Zielbereichs 11, und ein distales Ende 28 auf. Die zweite Kanüle 22 weist eine zweite Tülle 25, also eine weitere Öffnung in der Nähe des Zielbereichs 11, und ein nicht gezeigtes distales Ende auf.
Die Befestigungseinrichtung 30 weist erfindungsgemäß zwei Arme 32 auf, die in dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel das Gehäuse 12 des Mikroskopobjektivs 10 teilweise umgreifen und den Objektivaufsatz 100 dort festklemmen, also kraftschlüssig festhalten.
An dem distalen Ende 28 weist die erste Kanüle 21 einen Adapter 34 auf, an dem eine Leitung 51 angeschlossen ist. Ein gleichartiger Adapter und eine gleichartige Leitung sind an dem distalen Ende der zweiten Kanüle 22 vorhanden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Befestigungseinrichtung 30 mit den beiden Armen 32, der ersten Kanüle 21 und der zweiten Kanüle 22 als ein einstückiges Kunststoffformteil gebildet. Dieses einstückige Kunststoffformteil kann vorteilhaft mithilfe eines 3D-Druckverfahrens gefertigt sein. Die erste Kanüle 21 kann zum Einbringen der Immersionsflüssigkeit 40 dienen und die zweite Kanüle 22 kann zum Abführen oder Absaugen der Immersionsflüssigkeit 40, die in 1 schematisch als ein Tropfen dargestellt ist, dienen.
Eine zentrale Idee der hier beschriebenen Erfindung ist das Aufbringen und, optional auch das Absaugen der Immersionsflüssigkeit 40 an einer definierten Position an dem Zielbereich 11 des Mikroskopobjektivs 10, also in der Regel unterhalb der Frontfläche der ersten Linsenfassung. Wesentlich ist dabei, dass ein freier Arbeitsabstand vor dem Mikroskopobjektiv 10 nicht oder jedenfalls nur unerheblich eingeschränkt wird. Der erfindungsgemäße Objektivaufsatz 100 führt mithilfe der Kanülen 21 und 22 die Immersionsflüssigkeit 40 an den Zielbereich 11 an dem Mikroskopobjektivs 10 heran und führt sie von dort wieder ab. In der in den 1 und 2 dargestellten Ausführung kann der Objektivaufsatz 100 werkzeugfrei an das Mikroskopobjektivs 10 aufgesteckt werden. Dieses wird erreicht, über die besonders gebildete Befestigungseinrichtung 30, deren Arme 32 sich an den oberen Bereich des Gehäuses 12 des Mikroskopobjektivs 10 anschmiegen. Eine Positionierung kann so rasch und mit hoher Genauigkeit, beispielsweise besser als 2/10 mm, und im Übrigen auch reversibel erreicht werden. Im Unterschied zu bekannten Ansätzen aus dem Stand der Technik umgreift die Befestigungseinrichtung das Gehäuse nur teilweise und kann deshalb von der Seite aufgesteckt werden.
Wie aus 2 ersichtlich, sind ein Endstück der ersten Kanüle, das sich an die erste Tülle anschließt, und ein Endstück der zweiten Kanüle, das sich an die zweite Tülle anschließt, bezogen auf die Achse 15 des Objektivaufsatzes 100 in einem Winkelsegment eines Azimutalwinkels mit einem Öffnungswinkel kleiner als 45° angeordnet. Der Azimutalwinkel ist dabei der um die Achse 15 umlaufende Winkel. Das Endstück der ersten Kanüle 21, das sich an die erste Tülle 24 anschließt, und das Endstück der zweiten Kanüle 22, das sich an die zweite Tülle 25 anschließt, liegen auf der Fläche eines Kegelmantels, dessen Achse mit der Achse 15 des Objektivaufsatzes 100 zusammenfällt.
Der hier beschriebene erfindungsgemäße Objektivaufsatz 100 kann im Bereich des Zielbereichs 11 mit seinen Auslass- und Aufnahmeöffnungen für die Immersionsflüssigkeit 40, also den Kanülen 21 und 22 mit den Tüllen 24 und 25, vergleichsweise dünn gebildet sein, beispielsweise kleiner als 1 mm. Damit wird nur ein kleiner Teil des Frontbereichs 11 des Mikroskopobjektivs 10 geringfügig verändert und insbesondere das Ziel, die Erreichbarkeit der Probe im Wesentlichen nicht einzuschränken, kann so erreicht werden.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist bei der Ausführungsform der 1 und 2 außerdem, dass ein Frontbereich des Kunststoffformteils, an dem die Tülle 24 der ersten Kanüle 21 und die Tülle 25 der zweiten Kanüle 22 ausmünden, mit einem Mikroreservoir 29 versehen ist. Die erste Tülle 24 und die zweite Tülle 25 sind durch das Mikroreservoir 29 für die Immersionsflüssigkeit 40 verbunden. Dieses Mikroreservoir 29 erleichtert das Einbringen und Absaugen der Immersionsflüssigkeit 40 und kann dazu beitragen, dass die Immersionsflüssigkeit 40 nicht seitlich von dem Kunststoffformteil vorbeiläuft oder herunterläuft. Das Mikroreservoir 29 kann als Oberflächenfunktionalisierung gebildet sein, beispielsweise als eine Mehrzahl von Rillen, die von der Immersionsflüssigkeit 40 benetzt werden können.
Das Mikroreservoir 40 ist gleichermaßen für das Zuführen als auch für das Abführen der Immersionsflüssigkeit 40 von Vorteil. Auf diese Weise kann eine nahezu vollständige Entfernung einer Immersionsflüssigkeit 40 aus dem Zielbereich 11 erreicht werden, weil die Verbindung eines von der Tülle 24 kommenden Tropfens der Immersionsflüssigkeit 40 mit der Tülle 25 der zweiten Kanüle 22, also dem Absaugkanal, bereits beim Aufbringen der Immersionsflüssigkeit 40 sichergestellt wird. Weil bei diesem Ansatz das Freisetzen der Immersionsflüssigkeit 40 und das Ab- oder Einsaugen vergleichsweise nahe bei der Frontlinse des Mikroskopobjektivs 10 möglich ist, ist die benötigte Menge an Immersionsflüssigkeit 40 sehr gering. Die dominierenden Kräfte sind deshalb durch die Oberflächenspannung und durch die Wechselwirkung der verwendeten Immersionsflüssigkeit 40 mit den jeweiligen Grenzflächen, insbesondere im Bereich der Tüllen 24, 25 und des Mikroreservoirs 29 bestimmt. Deshalb eignet sich der hier beschriebene Objektivaufsatz gleichermaßen für aufrechte wie für inverse oder sonstige Ausrichtungen des Mikroskopobjektivs 10.
Bei einem inversen Mikroskop kann es notwendig sein, dass eine Oberfläche des Objektivaufsatzes in der Nähe des Zielbereichs einen hinreichend großen Kontaktwinkel aufweist, sodass die Immersionsflüssigkeit nicht nach unten abfließt, sondern mit Austritt aus der Tülle 24 einen Tropfen bildet, der bei ausreichender Größe den Zielbereich 11 an dem Mikroskopobjektivs 10 erreicht und bedeckt. Eine Probe oder ein Substrat muss nicht zwingend vorhanden sein, um die Benetzung des Zielbereich 11 zu erreichen. Die Robustheit des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes wird so erhöht und die Abhängigkeit von Randbedingungen, die während des Einbringens und Abführen der Immersionsflüssigkeit beachtet werden müssen, wird reduziert.
Ein zweites Ausführungsbeispiel einer Tülle 27 für einen erfindungsgemäßen Objektivaufsatz ist in 3 dargestellt. Die Kontur der Tülle 27 weist aus Richtung der optischen Achse 13 betrachtet (3b)) eine konkave Kontur auf. Außerdem ist ein Teilbereich 26 an der Tülle 27 mit einer Oberflächenfunktionalisierung versehen, dergestalt, dass dieser Bereich 26 von der Immersionsflüssigkeit 40 nicht benetzt wird. Die konkave Kontur und der Bereich 26 tragen dazu bei, dass sich die Immersionsflüssigkeit 40 in Richtung des Zielbereichs 11 bewegt. Wenn eine Kanüle der in 3 gezeigten Art zum Abtransport oder zum Absaugen der Immersionsflüssigkeit 40 verwendet wird, führt der Bereich 26 vorteilhaft dazu, dass die Immersionsflüssigkeit 40 besser ins Innere der Kanüle geleitet wird. Auch hier kann, was aber in 3 nicht dargestellt ist, jeweils eine Kanüle für die Zuführung und die Absaugung der Immersionsflüssigkeit 40 vorhanden sein, deren Tüllen wieder mit einem Mikroreservoir verbunden sein können.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 300 mit einem schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Objektivaufsatz 100, beispielsweise der in den 1 und 2 gezeigten Art. Der Objektivaufsatz 100 ist in 4 in einer Arbeitsposition an einem Gehäuse 12 eines Mikroskopobjektivs 10 angeordnet. An dem erfindungsgemäßen Objektivaufsatz 100 sind eine erste Leitung 51 und eine zweite Leitung 61 angeschlossen. Die erste Leitung 51 dient zum Zuführen der Immersionsflüssigkeit 40 in den Zielbereich und die zweite Leitung 61 dient zum Abtransport der Immersionsflüssigkeit 40 aus dem Zielbereich 11. Zum Aufbewahren der Immersionsflüssigkeit 40 ist ein erster Vorratsbehälter 52 vorhanden, der mit der Leitung 51 mit dem Objektivaufsatz 100 verbunden ist. Eine erste Pumpe 54 dient dem Transport der Immersionsflüssigkeit 40 in der ersten Leitung 51. Um ein Rückströmen von Immersionsflüssigkeit 40 in der Leitung 51 zu verhindern, ist ein stromabwärts von der Pumpe 54 ein Rückschlagventil 55 vorhanden. Schließlich ist zum Entfernen von Blasen in der Immersionsflüssigkeit 40 stromabwärts von dem ein Rückschlagventil 55 ein Blasenfilter 56 vorhanden.
Eine zweite Pumpe 64 dient zum Pumpen der Immersionsflüssigkeit 40 in der zweiten Leitung 61. Außerdem ist, um ein Zurückströmen der Immersionsflüssigkeit 40 in Richtung des Objektivaufsatzes 100 und damit in den Zielbereich 11 zu verhindern, stromabwärts von der Pumpe 64 ein Rückschlagventil 65 vorhanden. Die zweite Leitung 61 mündet schließlich in einen ersten Entsorgungsbehälter 62, in dem verbrauchte Immersionsflüssigkeit 40 gesammelt werden kann. Die Pumpen 54 und 64 werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Steuereinrichtung 200, bei der es sich beispielsweise um einen gewöhnlichen PC handeln kann, angesteuert. Die Ventile 65 und 55 können ebenfalls steuerbar sein und können dann, was in 4 nicht gezeigt ist, ebenfalls mit der Steuereinrichtung 200 angesteuert werden. Zum Arbeiten mit einer weiteren Immersionsflüssigkeit sind ein weiterer Vorratsbehälter 53 und ein weiterer Entsorgungsbehälter 63 vorhanden, die optional über die Leitungen 51 und 61 mit dem Objektivaufsatz 100 verbunden werden können.
Die hier beschriebene Erfindung schlägt einen Objektivaufsatz für Mikroskopobjektive zum Einbringen von Immersionsflüssigkeit vor, der für unterschiedliche Objektive Geometrien und unterschiedliche Ausrichtungen des Mikroskopobjektivs geeignet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Ansatz kann sowohl das Aufbringen als auch das Absaugen von Immersionsflüssigkeit verwirklicht werden.
Der erfindungsgemäße Objektivaufsatz erfordert nur geringe bauliche Veränderungen im Bereich des Mikroskopobjektivs und schränkt die Erreichbarkeit des Mikroskopobjektivs für eine Probe im Wesentlichen nicht ein.
Es sind nur sehr geringe Mengen der jeweils einzusetzenden Immersionsflüssigkeit notwendig. Weil der Verbrauch der oftmals teuren Immersionsflüssigkeiten demgemäß gering ist, sind auch nur vergleichsweise kleine Vorratsbehälter notwendig, um hinreichend lange Standzeiten zu gewährleisten.
Weil die benötigten Mengen der Immersionsflüssigkeit klein sind, werden nur sehr geringe Flussraten benötigt, um die Immersionsflüssigkeit hinreichend schnell in den Zielbereich zu bringen oder aus diesem abzusaugen. Es können auch hochviskose Immersionsflüssigkeiten eingebracht und abgesaugt werden. Weil nur geringe Flussraten notwendig sind, ist auch das Risiko von Blasenbildung oder der Freisetzung von Blasen vergleichsweise klein. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes sind reversibel und ohne Werkzeug auf das Mikroskopobjektiv aufsetzbar. Besonders einfach ist die Handhabung für einen Benutzer bei einem aufclipbaren Objektivaufsatz. Dieser kann insbesondere so gestaltet sein, dass keine weitere Positionierung möglich und insoweit auch keine Justage erforderlich ist.
Der erfindungsgemäße Objektivaufsatz ermöglicht ein exaktes Positionieren von Funktionselementen, zuvörderst von Auslass und Einlass für die verwendete Immersionsflüssigkeit, grundsätzlich aber auch von anderen Funktionskomponenten, wie Sensoren. Der erfindungsgemäße Objektivaufsatz eignet sich insbesondere für die Herstellung mit additiven Herstellverfahren (3D-Druckverfahren), sodass für unterschiedliche Objektivmodelle und/oder unterschiedliche Immersionsflüssigkeiten jeweils unterschiedliche Objektivaufsätze unproblematisch gefertigt werden können.
Bezugszeichenliste

10: Mikroskopobjektiv
11: Zielbereich an der Frontseite des Mikroskopobjektivs 10
12: Gehäuse des Mikroskopobjektivs 10
13: optische Achse des Mikroskopobjektivs 10
15: Achse des erfindungsgemäßen Objektivaufsatzes 100
21: Kanüle, erste Kanüle
22: zweite Kanüle
24: erste Tülle, Tülle der ersten Kanüle 21
25: zweite Tülle, Tülle der ersten Kanüle 22
26: Teilbereich an Tülle 27 mit einer repulsiven Oberflächenfunktionalisierung
27: Tülle
28: distale Öffnung der Kanüle 21
29: Mikroreservoir, z.B. Rillen
30: Befestigungseinrichtung, Kunststoffformteil
32: Arme der Befestigungseinrichtung 30
34: Adapter, Anschluss für Leitung 51, 61
40: Immersionsflüssigkeit
51: erste Leitung
52: erster Vorratsbehälter für Immersionsflüssigkeit 40
53: zweiter Vorratsbehälter für Immersionsflüssigkeit
54: Pumpe
55: Rückschlagventil
56: Blasenfalle
61: zweite Leitung
62: erster Entsorgungsbehälter für verbrauchte Immersionsflüssigkeit 40
63: zweiter Entsorgungsbehälter für verbrauchte Immersionsflüssigkeit
64: Pumpe
65: Rückschlagventil
100: erfindungsgemäßer Objektivaufsatz
200: Steuereinrichtung
300: erfindungsgemäße Vorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2020163326 A1 [0009]
DE 102006042088 A1 [0009]

Claims

Objektivaufsatz für ein Mikroskopobjektiv zum Transport einer Immersionsflüssigkeit (40) zwischen einem Zielbereich (11) an einer Frontseite des Mikroskopobjektivs (10) und einer Leitung (51, 61), mit mindestens einer Kanüle (21) mit einer Tülle (24) zum Ausgeben und/oder Aufnehmen der Immersionsflüssigkeit (40) und mit einer distalen Öffnung (28), an der die Leitung (51) für die Immersionsflüssigkeit (40) anschließbar ist, und mit einer Befestigungseinrichtung (30) zum Halten der Kanüle (21) an einem Gehäuse (12) des Mikroskopobjektivs (10) und zum Positionieren der Tülle (24) relativ zu dem Zielbereich (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30) mindestens zwei Arme (32) aufweist, die zum mindestens teilweisen seitlichen Umgreifen des Gehäuses (12) des Mikroskopobjektivs (10) und zum kraftschlüssigen Halten an dem Gehäuse (12) eingerichtet sind.
Objektivaufsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kanüle (21) vorhanden ist mit einer ersten Tülle (24) zum Ausgeben der Immersionsflüssigkeit (40) in den Zielbereich (11) und mit einem ersten distalen Ende (28), an dem eine erste Leitung (51) für die Immersionsflüssigkeit (40) anschließbar ist, und dass eine zweite Kanüle (22) vorhanden ist mit einer zweiten Tülle zum Aufnehmen der Immersionsflüssigkeit (40) aus dem Zielbereich (11) und mit einem zweiten distalen Ende an dem eine zweite Leitung (61) für die Immersionsflüssigkeit (40) anschließbar ist.
Objektivaufsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung einer Tülle (24) oder von mehreren oder allen Tüllen im Querschnitt die Form eines flachen Rechtecks, insbesondere mit abgerundeten Ecken, oder die Form einer flachen Ellipse aufweist.
Objektivaufsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lange Seite des Rechtecks oder Richtung der langen Halbachse der Ellipse quer zu einer Achse des Objektivaufsatzes orientiert ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung einer Tülle (25) oder von mehreren oder allen Tüllen den Zielbereich (11) mindestens teilweise umgreift.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Teile (26) der Oberfläche mindestens einer der Tüllen (24, 25) oder von mehreren oder allen Tüllen im Hinblick auf bestimmte Typen von Immersionsflüssigkeiten (40) eine attraktive oder repulsive Oberflächenfunktionalisierung aufweisen.
Objektivaufsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenfunktionalisierung den jeweiligen Teilen (26) der Oberfläche hydrophobe, hydrophile, lipophile oder lipophobe Eigenschaften verleiht.
Objektivaufsatz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Oberfläche der Tülle (24, 25) oder der Tüllen, die eine Oberflächenfunktionalisierung aufweisen, eine Mikrostrukturierung, eine Beschichtung und/oder chemisch behandelte Oberflächenbereiche aufweisen oder aus einem Material mit der gewünschten Oberflächenfunktionalisierung gebildet sind.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanüle (21) im Bereich der Tülle (24) aus unterschiedlichen Materialien gefertigt ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endstück der ersten Kanüle (21), das sich an die erste Tülle (24) anschließt, und ein Endstück der zweiten Kanüle (22), das sich an die zweite Tülle (25) anschließt, auf der Mantelfläche eines Kegels angeordnet sind, dessen Achse mit der Achse des Objektivaufsatzes zusammenfällt.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Endstück der ersten Kanüle (21), das sich an die erste Tülle (24) anschließt, und ein Endstück der zweiten Kanüle (22), das sich an die zweite Tülle (25) anschließt, bezogen auf die Achse des Objektivaufsatzes in einem Winkelsegment des Azimutalwinkels mit einem Öffnungswinkel kleiner als 180°, bevorzugt kleiner als 90° und besonders bevorzugt kleiner als 45°, angeordnet sind.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Tülle (24) und die zweite Tülle (25) durch ein Mikroreservoir (29) für die Immersionsflüssigkeit (40) verbunden sind.
Objektivaufsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroreservoir (29) durch eine Oberflächenfunktionalisierung, insbesondere eine Mehrzahl von Vertiefungen, beispielsweise von Rillen, gebildet ist.
Objektivaufsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rillen, die das Mikroreservoir (29) bilden, von der ersten Tülle (24) zu der zweiten Tülle (25) erstrecken.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Mikroreservoirs (29) im Bereich der ersten Tülle (24) und der zweiten Tülle (25) für eine verwendete Immersionsflüssigkeit (40) eine attraktive Oberflächenfunktionalisierung aufweist oder dass das Mikroreservoir durch eine attraktive Oberflächenfunktionalisierung gebildet ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der distalen Öffnung (28) einer Kanüle (21) oder von mehreren oder allen Kanülen jeweils ein Adapter (34) zum lösbaren Anschließen der Leitung (51, 61) gebildet ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanüle (21) ein Kunststoffteil aufweist oder ein Kunststoffteil ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30) einstückig als Kunststoffformteil gebildet ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kanülen (21) oder mehrere oder alle Kanülen (21, 22) mindestens mit einem Teil der Befestigungseinrichtung (30) oder der gesamten Befestigungseinrichtung (30) als ein Kunststoffteil gebildet sind.
Objektivaufsatz nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil ein Kunststoffformteil ist, das zum mindestens teilweise formschlüssigen Halten an einem Gehäuse (12) eines Mikroskopobjektivs (10) ausgebildet und eingerichtet ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an den Armen jeweils ein Teil einer mindestens zweiteiligen Kupplung vorhanden ist, dass die Teile der Kupplung zum Herstellen einer Verbindung miteinander eingerichtet sind und dass die beiden Arme der Befestigungseinrichtung im Befestigungszustand ein Gehäuse (12) eines Mikroskopobjektivs (10) umschliessen und die Arme über die Kupplung miteinander verbunden sind.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 21, der ein Einwegartikel ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30) von Hand und/oder werkzeuglos an dem Mikroskopobjektiv (10) angebracht und entfernt werden kann.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30) clipartig an dem Mikroskopobjektiv (10) angebracht und entfernt werden kann.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arme der Befestigungseinrichtung (30) scherenartig gegeneinander bewegbar sind und dass eine Feder vorhanden ist, die die beiden Arme der Befestigungseinrichtung (30) in die geschlossene Richtung vorspannt.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung zum Positionieren mindestens einer weiteren Funktionskomponente relativ zu dem Zielbereich eingerichtet ist.
Objektivaufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung mindestens eine Haltevorrichtung für mindestens eine weitere Funktionskomponente aufweist.
Vorrichtung zum Zuführen von Immersionsflüssigkeit (40) zu einem Zielbereich (11) an einem Frontbereich eines Mikroskopobjektivs (10) und/oder zum Abführen von Immersionsflüssigkeit (40) aus dem Zielbereich (11), mit mindestens einem Objektivaufsatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, mit einem Vorratsbehälter (52, 53) für die Immersionsflüssigkeit (40), mit der Leitung (51), die den Vorratsbehälter (52, 53) mit der distalen Öffnung (28) der Kanüle (21) des Objektivaufsatzes (100) verbindet und mit einer Pumpe (54) zum Pumpen der Immersionsflüssigkeit (40) in der Leitung (51).
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Objektivaufsatz (100) eine erste Kanüle (21) für das Zuführen der Immersionsflüssigkeit (40) und eine zweite Kanüle (22) für das Abführen der Immersionsflüssigkeit (40) aufweist, dass der Vorratsbehälter (52) mit einer ersten Leitung (51) mit der ersten Kanüle (21) verbunden ist und dass ein Entsorgungsbehälter (62, 63) vorhanden ist, der mit einer zweiten Leitung (61) mit der zweiten Kanüle (22) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vorratsbehälter (52, 53) und/oder mehrere Entsorgungsbehälter (62, 63) für unterschiedliche Immersionsflüssigkeiten (40) vorhanden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer, mehreren oder jeder der Leitungen (51, 61) ein, insbesondere steuerbares, Ventil, beispielsweise ein Rückschlagventil (55, 65) vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer, mehreren oder jeder der Leitungen (51), die zum Zuführen der Immersionsflüssigkeit (40) dienen, eine Blasenfalle (56) vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Leitungen (51, 61) mindestens eine Pumpe (54, 64) zum Pumpen der Immersionsflüssigkeit (40) vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unterschiedliche Objektivaufsätze (100) vorhanden sind, die jeweils für unterschiedliche Gehäuseformen von Mikroskopobjektiven ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unterschiedliche Objektivaufsätze für unterschiedliche Immersionsflüssigkeiten vorhanden sind.