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Fluoreszenzmikroskop Die Erfindung betrifft ein Fluoreszenzmikroskop
mit einer Lichtquelle, einem im Lichtweg angeordneten Filter zur Ausfilterung des
Anregungslichts einer vorbestimmten Wellenlunge und einem Kondensor, ferner mit
einer Objektivlinse und einem Okular fUr das vom ObJekt ausgesandte Fluoreszenzlicht.
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Bei bekannten Fluoreszenzmikroskopen dieser Art werden als
Lichtquelle
Entladungslampen, wie Hochspannungs-uecksilberlampen, Xenonlampen oder dgl. verwendet.
Obgleich derartige Entladungslampen wegen ihrer hohen Beleuchtungsstärke r.Ur Fluoreszenzmikroskope
geeignet sind, naben sie den Nachteil, daß ihre Leuchtstärke nicht geregelt werden
kann und während längerem Gebrauch geringer wird.
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Die Intensität des von einer Entladungslampe durch Filterung erhaltenen
Lichts einer bestimmten Wellenlänge kann deshalb nicht fUr längere Zeit konstant
gehalten werden.
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Da jedoch die Intensität der von einem Ob3ekt ausgesandten Fluoreszenzstrahlung
proportional der Intensität des anregenden Lichts ist, kann keine exakte Messung
der Intensität der Fluoreszenzstrahlung durchgefUhrt werden, wenn die Intensität
des anregenden Lichts sich im Laufe der Zeit ändert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil bekannter
Fluoreszenzmikroskope zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, daß im Lichtweg
des Anregungslichts, vorzugsweise zwlschen Lichtquelle und Kondensorlinse, ein weiteres
Filter angeordnet ist, dessen Durchlässigkeit verMnderbar ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Fluoreszenzmikroskop kann unabgängig von
der Xnderung der Intensität der Lichtquelle die
Intensität des ausgesandten
Anregungslichts auch Uber längere Zeit im wesentlichen konstant gehalten werden.
Damit läf3t sich die Intensität der vom Objekt ausgesandten Fluoreszenzstrahlung
ohne Schwierigkeit exakt messen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen
Objcktivlinse und Okular ein zusätzliches Filter eingeschaltet, dessen Durchlässigkeit
ebenfalls veränderbar ist. Die Größe der Veränderung in der Durchlässigkeit dieses
Filters, durch die die Stärke des zu beobachtenden Fluoreszenzlichts auf einen bestimmten
Wert, beispielsweise auf Null verringert wird, dient dabei als Maß fAr die Intensität
des Fluoreszenzlichts.
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Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann die Durchlässigkeit eines
oder beider Filter kontinuierlich verändert werden. Gemäß einer anderen Ausbildung
der Erfindung kann die Durchlässigkeit eines oder beider Filter schrittweise verändert
werden. Die schrittweise Veränderung der Durchlässigkeit ist gemäß einer besonderen
Ausbildung der Erfindung in der Weise möglich, daß die Filter aus einer Anzahl von
Filterplatten bestehen, von denen jede eine andere Durchlässigkeit hat und die auswechselbar
im Lichtweg angeordnet sind. Hierdurch läßt sich ihre Ccsamtdurchlässigkeit schrittweise
verändern
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können
dem in der Zeichnung schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispiel entnommen werden.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht der allgemeinen Konstruktion des optischen
Systems eines Fluoreszenzmikroskops nach der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 und
3 Diagramme, die die verschiedenen Tntensitätskurven der Lichtquelle, der Durchlässigkeit
des weiteren Filters und die Lichtstärke der Lichtstrahlen nach dem weiteren Filter
in Abhängigkeit von der Leuchtzeit dieser Lichtquelle darstellen. In Fig. 2 sind
die Kurven dargestellt, welche der kontinuierlichen Änderung der Durchlässigkeit
des weiteren Filters entsprechen, während d( in i?ig. 3 dargestellten Kurven der
schrittweisen Enderung der Durchlässigkeit des weiteren Filters entsprechen; Fig.
4 und 5 Diagramme der Durchlässigkeit des zusätzlochen Filters in Abhängigkeit von
dessen Bewegung. In Fig. 4 ist die Kurve dargestellt,
bei der die
Durchlässigkeit kontinuierlich verändert wird, während in Fig. 5 die Kurve dargestellt
ist, bei der die Durchlässigkeit schrittweise verändert wird.
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Das in Fig. 1 dargestellte Beleuohtungssystem eines Fluoreszenzmikroskops
nach der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Lichtquelle 1, bestehend aus einer Entladungslampe,
beispielsweise einer Hochspannungs-Quecksilberlampe, einer Xenonlampe oder dgl.,
eine Sammellinse 2, die im Lichtweg von der Licht quelle 1 angeordnet ist und die
das Beleuchtungslicht von der Lichtquelle 1 parallel richtet, ein Filter ) fUr das
anregende Licht, das im Lichtweg vor der Sammellinse 2 angebracht ist. Dieses Filter
3 ist so ausgebildet, daß es lediglich Licht einer vorbestimmten Wellenlänge durchläßt,
das als Anregungslichtdient. Das vom Filter 3 kommende Licht wird von einem .Reflex'ionsspi.egel
4 in die gewünschte Richtung reflektiert und von einer Kondensorlinse 5 auf das
zu beobachtende Objekt 6 konzentriert.
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Das optische Beobachtungssystem des erfindungsgemäßen Fluoreszenzmikroskops
umfaßt eine Objektivlinse 7, ein ultraviolette Strahlen abschneidendes Filter 8,
ein Reflexionsprisma 9 und ein Okular 10, das im Lichtweg des dargestellten Mikroskops
~angeordnet ist. Die vom Objekt 6 ausgesandte Fluoreszenzstrahlung kann vo Auge
des. Beobachters durch die Ob3ektlvlinse
7 und das Okular 10 mikroskopisch
beobachtet werden, wobei die Ultraviolettstrahlen durch das Strahlungstilter 8 eliminiert
werden.
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Erfindungsgemäß ist ein weiteres Filter 11 verschiebbar oder drehbar
zwischen das Filter 3 fUr das anregende Licht und den Reflexionsspiegel 4 eingeschaltet.
Die Durchlässigkeit dieses weiteren Filters 11 ist kontinuierlich oder schrittweise
veränderbar, so daß» wenn das erste Filter 11 im optischen Weg verschoeben oder
gedreht wird, die Intensität des durchgehenden Anregungslichts kontinuierlich oder
schrittweise verändert wird. Alternativ kann das erste Filter 11 aus einer Vielzahl
von Filtern zusammengesetzt sein, welche verschiedene Durchlässigkeit haben, so
daß durch Auswechseln der Filter im optischen Weg die Intensität des Lichts schrittweise
verändert werden kann. Auch kann das Filter 11 in jeder anderen Stellung im Lichtweg
zwischen Lichtquelle 1 und der Sammellinse 5 angeordnet werden1 Weiterhin ist ein
zusätzliches Filter 12 verschiebbar oder drehbar zwischen der Objektivlinse 7 und
dem Reflexionsprisma 9 angeordnet. Die Durchlässigkeit des zweiten Filters 12 kann
kontinuierlich oder schrittweise verändert werden, so da2, wenn das zweite Filter
12 im optischen Weg bewegt oder gedreht wird, die Intensität des hindurchgehenden
Lichts
kontinuierlich oder schrittweise verändert wird, Die Intensität des durch das weitere
Filter 11 hindurchgehenden Lichts wird durch eine Meßvorrichtung 13 für das anregende
Licht gemessen. Diese besteht aus einer Meßstation 13a mit einer Empfangsvorrichtung
13b, auf deren vorderer Fläche ein Filter 13c rUr das Anregungslicht angeordnet
rist, sowie einer Anzeigestation 13d, die mit der Meßstation 13a verbunden ist und
den gemessenen Wert mit einem Zeiger anzeigt. Die Intensität des Anregungslichts
kann daher durch Einstellung des weiteren Filters 11 und durch Messung der geregelten
Intensität des Anregungslichts durch die Meßvorrichtung 13, welche im Lichtweg zwischen
Filter 11 und Sammellinse 5 angeordnet ist, geregelt werden.
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Die Intensität der Fluoreszenzstrahlung, die durch Bestrahlung des
Objekts 6 mit dem Anregungslicht von diesem ausgesandt wird, wird vom Beobachter
durch Einstellung des zusätzlichen Filters 12 bestimmt, indem dessen Durchlässig
keit vom hdchsten Wert auf einen niedrigen Wert solange verändert wird, bis die
Intensität der vom Objekt 6 kommenden Fluorest-enzstrahlung vom Beobachter nicht
mehr bebeobachtet werden kann. Die Größe der Regelung, d.h. der
Bewegung
des zweiten Filters 12, bis die Fluoreszenzatrahlung vom Beobachter nicht mehr beobachtet
werden kann, dient der Bestimmung des vom Objekt 6 ausgesandten Fluoreszenzlichts.
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Durch das Konstanthalten der IntensitMt des auf das Objekt 6 gerichteten
Anregungslichts mit dem Filter 11 kann die Intensität des vom Objekt 6 ausgesandten
Fluoreszenzlichts durch das Filter 12 leicht exakt gemessen werden.
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Im Betrieb wird die Durchlässigkeit des im Lichtweg angeordneten weiteren
Filters 11 zunächst auf dem niedrigsten Wert eingestellt und die Intensität des
durch das Filter 11 hindurchgehenden Anregungslichts mit der Meßvorrichtung 13 gemeasen,
so daß die Standard- oder Vergleichsintensität des Anregungslichts festgelegt ist.
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Die 50 festgelegte Intensität des Anregungslichts wird £r die gesamten
Messungen mit dem Fluoreszenzmikroskop verwendet. Wie bereits an frUherer Stelle
beschrieben, verringert sich die Intensität des von der Lichtquelle 1 erzeugten
Lichts während ihres Gebrauchs Uber längere Zeit.
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Da jedoch die VergleichsintensitMt des Anregungslichts unter Anwendung
der'geringsten Durchlässigkeit des weiteren
Filters 11 restgelegt
worden ist, kann die Verringerung der Intensität der Lichtquelle 1 durch Einstellung
dieses Filters 11 auf eine höhere Durchlässigkeit und Messung der Intensität des
Anregungslichts durch die Meßvorrichtung 13 reguliert werden, bis die gewünschte
Intensität des Anregungalichts erhalten wird.
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Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß die Intensität der
durch Bestrahlung eines Objekts mit Anregungslicht konstanter Intensität ausgesandten
Fluoreszenzstrahlung, unabhängig ton der Veränderung der Intensität des von der
Lichtquelle ausgesandten Lichts, durch eine einfache Vorrichtungwleicht und exakt
gemessen werden.
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Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Intensität der
Lichtquelle, der Durchlässigkeit des weiteren Filters und der IntensitXt des Anregungslichts,
d.h. der Intensität des Lichts, nachdem es durch das weitere Filter hindurchgegangen
ist in Abhängigkeit von der Zeit, während der die Lichtquelle brennt, wobei die
Durchlässigkeit des Filters kontinuierlich verändert wird. Wie der Fig. 2 entommen
werden kann, wird die Intensität des ausgesandten Licht$ nach dem Durchgang durch
das Filter konstant gehalten.
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Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Intensität der
Lichtquelle, der Durchlässigkeit des weiteren Filters und der Intensität des Anregungslichts
entsprechend der Fig. 2, wobei jedoch die DurchlKssigkeit des Filters schrittweise
verändert wird. Wie der Fig. ) entnommen werden kann, hat die Igtensitat des Anregungslichts
Sägezahnrorm, deren Mittelwert konstant gehalten wird. In der Praxis ist die TntensitSt
des Anregungslichts, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ausreichend.
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Das Filter 3 tür das Anregungslicht kann abhängig vom Verwendungsaweck
ersetzt werden durch ein anderes Filter, das Licht verschiedener Wellenlängen durchläßt.
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Das in Fig. 1 dargestellt Filter 3 umfaßt eine Vielzahl von Filtern,
von denen eines oder mehrere getrennt in den optischen Weg eingeschaltet werden
können, um Licht bestimmter Wellenlängen zu erhalten.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen Beispiele der Veränderung in der Durchlässigkeit
des zweiten Filters, das der Eestlmmung der Intensität der vom Objekt ausgesandten
Fluoreszenzstrahlung dient. In Fig. 4 ist dabei die kontinuierliche Veränderung
der Durchlässigkeit und in Fig. 5 die schrittweise Veränderung der Durchlässigkeit
dargestellt.