DE4330347A1 - Vorrichtung zur Selektion und Detektion mindestens zweier Spektralbereiche eines Lichtstrahls - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Selektion und De­ tektion mindestens zweier Spektralbereiche eines Lichtstrahls, mit einer Selektionseinrichtung und einer Detektionseinrich­ tung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vor­ richtung der in Rede stehenden Art, die sich zum Einsatz in der konfokalen Fluoreszenzmikroskopie eignet.

Aus der Literaturstelle "Proceedings of Scanning, Vol. 13, Supplement I, 1991, Seiten 1-76 und 1-77" ist ein konfokales Fluoreszenzmikroskop bekannt, mit dem sich der Spektralbereich eines Farbstoffes detektieren läßt. Ein von einem Laser erzeug­ ter Lichtstrahl wird mit Hilfe optischer Bausteine zu einem zu mikroskopierenden Objekt geführt und von diesem reflektiert bzw. regt dort Fluoreszenzstoffe an. Der Reflexions- oder Fluoreszenzlichtstrahl wird mittels eines Strahlteilers aus­ gekoppelt und über ein optisches Filter einem Detektor zugelei­ tet. Das Filter erfüllt die Aufgabe, den Spektralbereich des Farbstoffes auszublenden. Ist der relevante Farbstoff in dem zu mikroskopierenden Objekt enthalten, so wird dieser aufgrund der hohen Intensität von dem Detektor erkannt. Folglich ist es auf diese Weise bei einer bspw. biomedizinischen Anwendung möglich, eingefärbte Zellen bzw. Zellstrukturen in einem Objekt nachzu­ weisen.

Auch ist es bereits bekannt, die zuvor beschriebene Mikrosko­ piertechnik in erweitertem Umfange anzuwenden. So werden bspw. unterschiedliche Zellbestandteile gleichzeitig mit zwei oder mehreren Farbstoffen gefärbt, um die räumliche Korrelation der Zellbestandteile feststellen bzw. untersuchen zu können. Im Rahmen dieser Anwendung ist es jedoch erforderlich, die unter­ schiedlichen Spektralbereiche der jeweiligen Farbstoffe aus dem insgesamt reflektierten Lichtstrahl auszublenden. Dazu werden bislang Strahlteiler und optische Filter verwendet, die auf den jeweiligen Spektralbereich exakt abgestimmt sind. Jeder ausge­ blendete Lichtstrahl wird dann in für sich bekannter Weise ei­ nem eigens dafür vorgesehenen Detektor zugeführt.

Die zuvor genannte, zur Selektion und Detektion mindestens zweier Spektralbereiche eines Lichtstrahls dienende Vorrich­ tung, von der die hier vorliegende Erfindung ausgeht, hat den ganz erheblichen Nachteil, daß für jeden Farbstoff ein beson­ deres Filter erforderlich ist. Insbesondere im Hinblick auf die Möglichkeit der Detektion verschiedener Farbstoffe bzw. Farb­ stoffkombinationen hat dies zur Folge, daß eine Vielzahl von Filtern - systembedingt - bereitgestellt sein muß. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Intensität des von dem Objekt reflektierten Lichtstrahls durch die Filter verringert wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß für eine zuverlässige Selektion und Detektion von Spektralbe­ reichen an die Detektoren erhöhte optische und ggf. elektroni­ sche Anforderungen gestellt werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Selektion und Detektion mindestens zweier Spektralbe­ reiche eines Lichtstrahls anzugeben, die sich bei einfachster Konstruktion zur zuverlässigen Selektion und Detektion unter­ schiedlicher Spektralbereiche eignet. Die Selektion und Detek­ tion der unterschiedlichen Spektralbereiche soll gleichzeitig und mit hoher Ausbeute erfolgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Selektion und Detektion mindestens zweier Spektralbereiche eines Lichtstrahls löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art derart ausgebildet, daß die Selektionseinrichtung Mittel zur spektra­ len Zerlegung des Lichtstrahls und Mittel einerseits zum Aus­ blenden eines ersten Spektralbereichs und andererseits zur Re­ flexion zumindest eines Teils des nicht ausgeblendeten Spek­ tralbereichs und die Detektionseinrichtung einen im Strahlen­ gang des ausgeblendeten ersten Spektralbereichs angeordneten ersten Detektor und einen im Strahlengang des reflektierten Spektralbereichs angeordneten zweiten Detektor umfaßt.

In erfindungsgemäßer Weise wird aus dem spektral zerlegten Lichtstrahl ein erster Spektralbereich ausgeblendet. Der nicht ausgeblendete Spektralbereich wird - gleichzeitig - zumindest zum Teil reflektiert, wobei sowohl der ausgeblendete erste Spektralbereich als auch der hier reflektierte Spektralbereich mittels jeweils eines Detektors detektiert wird, und zwar durch Anordnung der Detektoren im jeweiligen Strahlengang. In erfin­ dungsgemäßer Weise ist demnach erkannt worden, daß die Kombina­ tion von Ausblenden eines ersten Spektralbereichs und Reflek­ tieren des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs zu einer scharfen Trennung und somit einzelnen Detektion der so vonein­ ander getrennten Spektralbereiche führt. Auf die jeweiligen Spektralbereiche abgestimmte Filter sind somit nicht erforder­ lich.

Wie bereits zuvor erwähnt, wird aus dem spektral zerlegten Lichtstrahl ein erster Spektralbereich ausgeblendet und der nicht ausgeblendete Spektralbereich wird reflektiert. Die zum Ausblenden dienenden Mittel sind dabei derart ausgelegt, daß der ausgeblendete erste Spektralbereich exakt dem hier zu detektierenden Spektralbereich entspricht. Gleiches gilt für den reflektierten Spektralbereich, der durch besondere Ausge­ staltung der Reflexionsfläche definierbar ist. Dieser reflek­ tierte Spektralbereich kann im Rahmen einer besonders vorteil­ haften Ausgestaltung durch im Strahlengang des reflektierten Spektralbereichs angeordnete Mittel im Umfange eines zweiten - definierten - Spektralbereichs ausgeblendet werden. Der zweite Detektor wäre dann im Strahlengang des ausgeblendeten zweiten Spektralbereichs angeordnet, wobei auch hier wieder eine Selek­ tion - durch den zweiten Detektor selbst - stattfinden könnte.

Sofern eine Selektion und Detektion weiterer Spektralbereiche erforderlich ist, könnten die Mittel zum Ausblenden des zweiten Spektralbereichs - wie im Falle der Mittel zum Ausblenden des ersten Spektralbereichs - Vorkehrungen zur Reflexion zumindest eines Teils des hier nicht ausgeblendeten Spektralbereichs um­ fassen. Auch hier wäre der zweite Detektor im Strahlengang des ausgeblendeten zweiten Spektralbereichs angeordnet. Im Strah­ lengang des nunmehr weiter reflektierten Spektralbereichs wäre dann ein dritter Detektor anzuordnen, so daß insgesamt drei Spektralbereiche detektierbar sind. Auch im Strahlengang des weiter reflektierten Spektralbereichs könnten Mittel zum Aus­ blenden des dritten Spektralbereichs vorgesehen sein, so daß dann der dritte Detektor im Strahlengang des ausgeblendeten dritten Spektralbereichs angeordnet ist. Die zuvor genannte An­ ordnung, nämlich die Vorkehrung mehrerer Spektralbereiche aus­ blendenden und reflektierenden Mittel sowie Detektoren, könnte auch in kaskadierter Form kombiniert sein, so daß der jeweils ausgeblendete Spektralbereich detektiert und der jeweils reflektierte Spektralbereich ggf. abermals ausgeblendet und ebenfalls detektiert werden kann.

Hinsichtlich einer besonders kompakten Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist es von besonderem Vorteil, wenn die zum Ausblenden und ggf. zur Reflexion dienenden Mittel und der jeweils dazugehörende Detektor als integrale Baugruppe aus­ geführt sind. Zur Kaskadierung wären hier entsprechende Bau­ gruppen zu kombinieren, die lediglich hinsichtlich ihrer Anord­ nung und Dimensionierung aufeinander abzustimmen sind.

Hinsichtlich einer konkreten Ausgestaltung der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung ist es im Hinblick auf eine einfache Konstruk­ tion von Vorteil, wenn die Mittel zur spektralen Zerlegung des Lichtstrahls als Prisma ausgeführt sind. Ebenso könnte es sich hierbei um ein optisches Gitter oder gar um ein Hologramm han­ deln. Wesentlich ist jedenfalls, daß eine spektrale Zerlegung des einfallenden Lichtstrahls stattfindet, so daß ein divergie­ render Lichtstrahl zur Verfügung steht.

Zur Beeinflussung der zu selektierenden und schließlich zu de­ tektierenden Spektralbereiche könnte das Prisma bzw. das Gitter oder das Hologramm um eine vorzugsweise orthogonal zum ein­ fallenden Lichtstrahl verlaufende Achse schwenkbar ausgeführt sein. Insoweit ließe sich der Spektralbereich bei feststehenden Mitteln zum Ausblenden einfachst beeinflussen.

Die Mittel zum Ausblenden eines Spektralbereichs könnten als Blende, vorzugsweise als Spaltblende, ausgeführt sein. Handelt es sich dabei um Mittel einerseits zum Ausblenden eines Spek­ tralbereichs und andererseits zur Reflexion zumindest eines Teils des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs, so könnten diese als Spiegelblende ausgeführt sein, die auf mindestens ei­ ner ihrer dem einfallenden Licht zugewandten Oberflächen eine vorzugsweise total reflektierende Beschichtung bzw. einen Spie­ gel aufweist. Sowohl der Spalt der Spaltblende als auch die re­ flektierende Fläche bzw. die reflektierenden Flächen könnten in ihrer Position und/oder Winkelstellung veränderbar sein, wozu diese Veränderungen vorzugsweise über einen Motorantrieb konti­ nuierlich, d. h. stufenlos, erfolgen könnten. In Ergänzung zu der Verstellbarkeit des zuvor beispielhaft genannten Prisma läßt sich auch hier der zu selektierende Spektralbereich ein­ stellen bzw. vorgeben, wobei durch kombinierte Einstellbarkeit einerseits der Mittel zur spektralen Zerlegung und andererseits der Mittel zum Ausblenden und Reflektieren eine besonders ex­ akte Vorgabe bzw. Einstellung des interessierenden Spektralbe­ reichs stattfinden kann.

Zur Vermeidung von Beeinflussungen durch Streulicht bzw. zur Unterdrückung des primären Anregungslichtes könnten die Mittel zum Ausblenden eines Spektralbereichs und ggf. zur Reflexion zumindest eines Teils des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs in vorteilhafter Weise weitere Mittel zum Ausblenden von Spek­ trallinien aufweisen. Dabei könnte es sich vorzugsweise um sog. Lichtfallen handeln. Diese Mittel zum Ausblenden von Spektral­ linien könnten als nicht reflektierende Bereiche bzw. lichtab­ sorbierende Bereiche ausgeführt sein, wobei es sich hier schlicht und einfach um Sacklöcher handeln könnte, worin sich das einfallende Licht nach Mehrfachreflexion "totläuft". Diese zum Ausblenden von Spektrallinien dienenden besonderen Mittel könnten wiederum als integrale Bestandteile der zum Ausblenden der zu detektierenden Spektralbereiche dienenden Mittel ausge­ führt sein.

Des weiteren wäre es auch denkbar, die als Lichtfallen dienen­ den, nicht reflektierenden Bereiche in ihrer Position und/oder Winkelstellung veränderbar zu gestalten, so daß auch insoweit eine exakte Einstellbarkeit gegeben ist. Die Veränderung könnte vorzugsweise über einen Motorantrieb kontinuierlich erfolgen, so daß bestimmte Streulichtzustände kompensierbar sind.

Auch wäre es denkbar, in den unterschiedlichen Strahlengängen der ausgeblendeten und/oder reflektierten Spektralbereiche grundsätzlich Mittel zur Reduktion von Streulicht anzuordnen, so daß durch Streulicht bedingte Störeinflüsse weitgehendst vermieden sind.

Hinsichtlich einer exakten Abstimmung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn die Mittel zur spektralen Zerlegung des Lichtstrahls und die Mittel zum Ausblenden eines Spektralbereichs und ggf. zur Reflexion zumindest eines Teils des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs in ihrer Winkelstel­ lung und/oder Position relativ zueinander veränderbar sind. In­ soweit könnte zur Vorgabe des zu detektierenden Spektralbe­ reichs eine exakte Abstimmung stattfinden. Auch könnten die verschiedenen Mittel zum Ausblenden eines Spektralbereichs und ggf. zur Reflexion zumindest eines Teils des nicht ausgeblende­ ten Spektralbereichs unter- bzw. zueinander in ihrer Winkel­ stellung und/oder Position relativ zueinander veränderbar sein. Folglich wäre insoweit eine exakte Einstellung der unterschied­ lichen "Ausblendungsstufen" möglich. Schließlich könnten die Detektoren in ihrer Relativlage zu den Mitteln zum Ausblenden eines Spektralbereichs und ggf. zur Reflexion zumindest eines Teils des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs in ihrer Win­ kelstellung und/oder Position zueinander veränderbar sein. Auch insoweit ließen sich die ausgeblendeten und zu detektierenden Spektralbereiche abermals beeinflussen bzw. vorgeben, wobei sämtliche zuvor genannten Veränderungen von Winkelstellungen und/oder Positionen vorzugsweise über einen Motorantrieb erfol­ gen können.

Schließlich sei ganz besonders hervorgehoben, daß die zuvor er­ örterte erfindungsgemäße Vorrichtung im Strahlengang eines kon­ fokalen Fluoreszenzmikroskops einsetzbar ist, wobei die Vor­ richtung dem eigentlich Fluoreszenzmikroskop zur Aufnahme des dort reflektierten Lichtstrahls bzw. Fluoreszenzlichtstrahls nachgeschaltet ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung dreier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einem schematischen Blockschaltbild ein konfokales Fluoreszenzmikroskop mit einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 2 in einem Diagramm ein über der Wellenlänge und der Intensität eines Lichtstrahls aufgetragenes Koordina­ tensystem, in dem die Spektren zweier Farbstoffe dar­ gestellt sind,

Fig. 3 in einem schematischen Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Selektion und Dektektion zweier Spektralbe­ reiche eines Lichtstrahls,

Fig. 4 in einem schematischen Blockschaltbild ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Selektion und Detektion dreier Spektralbe­ reiche eines Lichtstrahls und

Fig. 5 in einem schematischen Blockschaltbild ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung, jedoch mit einer verstellbaren Selektionsein­ richtung.

Fig. 1 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild den grund­ sätzlichen Aufbau eines konfokalen Fluoreszenzmikroskops 1, bei dem von einem Laser 2 ein Lichtstrahl 3 erzeugt wird. Der Lichtstrahl 3 wird über einen Umlenkspiegel 4, einen Anregungs­ filter 5, eine Linse 6 und eine Blende 7 einem Strahlteiler 8 zugeführt. Von dem Strahlteiler 8 wird der Lichtstrahl 3 um etwa 90° umgelenkt und gelangt über eine weitere Linse 9, einen schwenkbaren Scan-Spiegel 10, ein Okular 11 und ein Objektiv 12 zu dem zu mikroskopierenden Objekt 13. Von dem Objekt 13 wird zumindest ein Teil des dort einfallenden Lichtstrahls 3 reflek­ tiert. Der reflektierte Lichtstrahl 14 durchläuft das Objektiv 12, das Okular 11, den Scan-Spiegel 10 und die Linse 9 zurück zu dem Strahlteiler 8. Dort wird der reflektierte Lichtstrahl 14 geradlinig durchgelassen und gelangt über eine Blende 15 zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung 16, in der der Lichtstrahl 14 optisch weiterverarbeitet wird.

Fig. 2 zeigt die Spektren zweier Farbstoffe in einem Koordina­ tensystem. Auf der Abszisse ist die Wellenlänge des Lichts in Nanometer (nm) und auf der Ordinate ist die relative Intensität des Lichts abgetragen.

Handelt es sich bei dem Laser 2 bspw. um einen Argon-Krypton- Mischgaslaser, so wird von diesem insbesondere eine Argon-Linie 17 bei 488 nm und eine Krypton-Linie 18 beim 568 nm ausge­ strahlt. Sind des weiteren Bestandteile des Objekts 13 selektiv mit dem Farbstoff FITC (Fluoresceinisothiocyanat) und dem Farb­ stoff Lissamin-Rhodamin eingefärbt, so werden der Farbstoff FITC von der Argon-Linie 17 und der Farbstoff Lissamin-Rhodamin von der Krypton-Linie 18 angeregt. Diese Anregungen bewirken im Zusammenhang mit dem Farbstoff FITC eine Absorption 19 im Be­ reich von etwa 495 nm und eine Emission 20 im Bereich von 528 nm. Bei dem Farbstoff Lissamin-Rhodamin erfolgt eine Absorption 21 im Bereich von etwa 574 nm und eine Emission 22 im Bereich von etwa 602 nm.

Sollen die unterschiedlich eingefärbten Bestandteile des Ob­ jekts 13 beim Mikroskopieren erkannt werden, so ist es erfor­ derlich, die Emissionen 20 und 22 der Farbstoffe FITC und Lis­ samin-Rhodamin zu detektieren. Folglich sind der FITC-Spektral­ bereich 23 und der Lissamin-Rhodamin-Spektralbereich 24 der Emissionen 20 und 22 zu detektieren. Dies erfolgt bei dem in Fig. 1 dargestellten Fluoreszenzmikroskop 1 mit Hilfe der er­ findungsgemäßen Vorrichtung 16 zur Selektion und Detektion un­ terschiedlicher Spektralbereiche.

Fig. 3 zeigt nun ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung 16 zur Detektion zweier Spektralberei­ che eines Lichtstrahls 14, mit einer Selektionseinrichtung 25 und einer Detektionseinrichtung 26.

In erfindungsgemäßer Weise weist die Selektionseinrichtung 25 Mittel 27 zur spektralen Zerlegung des Lichtstrahls 14 und Mit­ tel 28 einerseits zum Ausblenden eines ersten Spektralbereichs 29 und andererseits zur Reflexion zumindest eines Teils 30 des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs und die Detektionsein­ richtung 26 einen im Strahlengang des ausgeblendeten ersten Spektralbereichs 29 angeordneten ersten Detektor 31 und einen im Strahlengang des reflektierten Spektralbereichs angeordneten zweiten Detektor 32 auf.

Fig. 3 zeigt des weiteren deutlich, daß die Selektionseinrich­ tung 25 im Strahlengang des reflektierten Spektralbereichs 30 angeordnete Mittel 33 zum Aufblenden eines zweiten Spektralbe­ reichs 34 umfaßt und daß der zweite Detektor 32 im Strahlengang des ausgeblendeten zweiten Spektralbereichs 34 angeordnet ist.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ei­ ner erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 weist die Selektionsein­ richtung 25 im Strahlengang des reflektierten Spektralbereichs 30 angeordnete Mittel 33 einerseits zum Ausblenden eines zwei­ ten Spektralbereichs 34 und andererseits zur weiteren Reflexion zumindest eines Teils 35 des hier nicht ausgeblendeten Spek­ tralbereichs auf. Der zweite Detektor 32 ist im Strahlengang des ausgeblendeten zweiten Spektralbereichs 34 und ein dritter Detektor 36 ist im Strahlengang des weiter reflektierten Spek­ tralbereichs 35 angeordnet.

Die Selektionseinrichtung 25 des in Fig. 4 dargestellten Aus­ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 umfaßt des weiteren im Strahlengang des weiter reflektierten Spektral­ bereichs 35 angeordnete Mittel 38 zum Ausblenden eines dritten Spektralbereichs 39, wobei der dritte Detektor 36 im Strahlen­ gang des ausgeblendeten dritten Spektralbereichs 39 angeordnet ist. Folglich werden mit dem hier dargestellten Ausführungsbei­ spiel insgesamt drei Spektralbereiche 29, 34 und 39 selektiert und detektiert. Entsprechend den Ausführungen in der allgemei­ nen Beschreibung ist eine Kaskadierung mehrerer Spektralberei­ che ausblendenden und reflektierenden Mittel sowie Detektoren möglich, so daß ohne weiteres auch mehr als drei Spektralberei­ che gleichzeitig selektierbar und detektierbar sind.

Bei den in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsbei­ spielen sind die Mittel 27 zur spektralen Zerlegung des Licht­ strahls 14 als Prisma ausgeführt, wobei das Prisma bei dem in Fig. 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel um eine ortho­ gonal zum einfallenden Lichtstrahl 14 und zur Zeichenebene ver­ laufende Achse 37 gemäß Pfeil 40 in Fig. 5 schwenkbar ist. Die Mittel 28, 33 und 38 sind jeweils als Spaltblende ausgeführt, wobei zur Reflexion zumindest eines Teils des nicht ausgeblen­ deten Spektralbereichs auf einer dem einfallenden Licht zuge­ wandten Oberfläche jeweils eine total reflektierende Beschich­ tung 41 vorgesehen ist.

Gemäß dem in Fig. 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist der Spalt 42 der Spaltblende sowohl in seiner Position als auch in seiner Dimension gemäß den Pfeilen 43, 44 veränderbar, wodurch sich vorgebbare bzw. einstellbare Spektralbereiche aus­ blenden lassen. Ebenso sind die die reflektierende Beschichtung 41 tragenden Flächen sowohl in ihrer Position als auch in ihrer Winkelstellung veränderbar, wodurch der reflektierte Spektral­ bereich ebenfalls beeinflußbar ist.

Hinsichtlich der Vorkehrung lichtabsorbierender Bereiche bzw. von Lichtfallen sowie hinsichtlich der Vermeidung bzw. Reduk­ tion von Streulicht wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Hinsichtlich der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird noch ergänzend darauf hingewiesen, daß die Mittel 27 zur spek­ tralen Zerlegung des Lichtstrahls 14 und die Mittel 28 zum Aus­ blenden eines ersten Spektralbereichs 29 bzw. zur Reflexion zu­ mindest eines Teils 30 des nicht ausgeblendeten Spektralbe­ reichs in ihrer Winkelstellung und Position relativ zueinander veränderbar sind. Dies ist durch Pfeil 45 lediglich angedeutet. Gleiches gilt für die Mittel 28 und 33 zum Ausblenden eines Spektralbereichs 29 bzw. 34, was durch Pfeil 46 angedeutet ist. Schließlich lassen sich auch die in Fig. 5 nicht gezeigten De­ tektoren in ihrer Relativlage zu den Mitteln 28, 33 in ihrer Winkelstellung und Position verändern.

Mit Nachdruck wird nochmals darauf hingewiesen, daß die in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellte und zuvor erläuterte erfindungsge­ mäße Vorrichtung im Strahlengang eines in Fig. 1 schematisch dargestellten Fluoreszenzmikroskops 1 verwendet bzw. angeordnet sein kann.

Claims (23)

1. Vorrichtung zur Selektion und Detektion mindestens zweier Spektralbereiche eines Lichtstrahls (14), mit einer Selektionseinrichtung (25) und einer Detektionseinrichtung (26), dadurch gekennzeichnet, daß die Selek­ tionseinrichtung (25) Mittel (27) zur spektralen Zerlegung des Lichtstrahls (14) und Mittel (28) einerseits zum Ausblenden ei­ nes ersten Spektralbereichs (29) und andererseits zur Reflexion zumindest eines Teils (30) des nicht ausgeblendeten Spektralbe­ reichs und die Detektionseinrichtung (26) einen im Strahlengang des ausgeblendeten ersten Spektralbereichs (29) angeordneten ersten Detektor (31) und einen im Strahlengang des reflektier­ ten Spektralbereichs (30) angeordneten zweiten Detektor (32) umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionseinrichtung (25) im Strahlengang des reflektier­ ten Spektralbereichs (30) angeordnete Mittel (33) zum Ausblen­ den eines zweiten Spektralbereichs (34) umfaßt und daß der zweite Detektor (32) im Strahlengang des ausgeblendeten zweiten Spektralbereichs (34) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionseinrichtung (25) im Strahlengang des reflektier­ ten Spektralbereichs (30) angeordnete Mittel (33) einerseits zum Ausblenden eines zweiten Spektralbereichs (34) und anderer­ seits zur weiteren Reflexion zumindest eines Teils (35) des hier nicht ausgeblendeten Spektralbereichs umfaßt, daß der zweite Detektor (32) im Strahlengang des ausgeblendeten zweiten Spektralbereichs (34) angeordnet ist und daß ein dritter Detek­ tor (36) im Strahlengang des weiter reflektierten Spektralbe­ reichs (35) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionseinrichtung (25) im Strahlengang des weiter reflektierten Spektralbereichs (35) angeordnete Mittel (38) zum Ausblenden eines dritten Spektralbereichs (39) umfaßt und daß der dritte Detektor (36) im Strahlengang des ausgeblendeten dritten Spektralbereichs (39) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Spektralbereiche (29, 34, 39) aus­ blendende und reflektierende Mittel (28, 33, 38) sowie Detekto­ ren (31, 32, 36) kaskadiert zueinander angeordnet sind, so daß der jeweils ausgeblendete Spektralbereich (29, 34, 39) detek­ tiert und der jeweils reflektierte Spektralbereich (30, 35) ggf. abermals ausgeblendet und ebenfalls detektiert wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zum Ausblenden und ggf. zur Reflexion dienenden Mittel (28, 33, 38) und der jeweils dazugehörende De­ tektor (31, 32, 36) als integrale Baugruppe ausgeführt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel. (27) zur spektralen Zerlegung des Lichtstrahls (14) als Prisma, optisches Gitter oder Hologramm ausgeführt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma, Gitter oder Hologramm um eine vorzugsweise orthogo­ nal zum einfallenden Lichtstrahl (14) verlaufende Achse schwenkbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel (28, 33, 38) zum Ausblenden eines Spektralbereichs (29, 34, 39) als Blende, vorzugsweise als Spaltblende, ausgeführt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel (28, 33, 38) einerseits zum Aus­ blenden eines Spektralbereichs (29, 34, 39) und andererseits zur Reflexion zumindest eines Teils (30, 35) des nicht ausge­ blendeten Spektralbereichs als Spiegelblende ausgeführt sind, die auf mindestens einer ihrer dem einfallenden Licht zugewand­ ten Oberflächen eine vorzugsweise total reflektierende Be­ schichtung (41) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spalt (42) der Spaltblende in seiner Position und/oder Dimension veränderbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Fläche bzw. die reflektierenden Flächen in ihrer Position und/oder Winkelstellung veränderbar ist bzw. sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Veränderung kontinuierlich, vorzugsweise über einen Motorantrieb, erfolgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel (28, 33, 38) zum Ausblenden eines Spektralbereichs (29, 34, 39) und ggf. zur Reflexion zumindest eines Teils (30, 35) des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs (30, 35) weitere Mittel zum Ausblenden von Spektrallinien, ins­ besondere Lichtfallen, aufweisen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausblenden von Spektrallinien als nicht reflek­ tierende Bereiche bzw. lichtabsorbierende Bereiche und als in­ tegrale Bestandteile der Mittel zum Ausblenden und ggf. zur Re­ flexion ausgeführt sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht reflektierenden Bereiche in ihrer Position und/oder Winkelstellung veränderbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung kontinuierlich, vorzugsweise über einen Motor­ antrieb, erfolgt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den unterschiedlichen Strahlengängen der ausgeblendeten und/oder reflektierten Spektralbereiche (29, 34, 39 bzw. 30, 35) Mittel zur Reduktion von Streulicht angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel (27) zur spektralen Zerlegung des Lichtstrahls (14) und die Mittel (28, 33, 38) zum Ausblenden eines Spektralbereichs (29, 34, 39) und ggf. zur Reflexion zu­ mindest eines Teils (30, 35) des nicht ausgeblendeten Spektral­ bereichs in ihrer Winkelstellung und/oder Position relativ zu­ einander veränderbar sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die verschiedenen Mittel (28, 33, 38) zum Ausblenden eines Spektralbereichs (29, 34, 39) und ggf. zur Re­ flexion zumindest eines Teils (30, 35) des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs in ihrer Winkelstellung und/oder Position re­ lativ zueinander veränderbar sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Detektoren (31, 32, 36) in ihrer Rela­ tivlage zu den Mitteln (28, 33, 38) zum Ausblenden eines Spek­ tralbereichs (29, 34, 39) und ggf. zur Reflexion zumindest ei­ nes Teils (30, 35) des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs in ihrer Winkelstellung und/oder Position zueinander veränderbar sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung kontinuierlich, vorzugs­ weise über einen Motorantrieb, erfolgt.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung im Strahlengang eines konfokalen Fluoreszenzmikroskops (1).