JP2011511966A5 - - Google Patents

Claims (38)

1. 試料内において異なる状態間で切替可能な複数の色素分子（ＵＦ）を検査する顕微鏡であって、前記状態の少なくとも１つが蛍光状態であり、
   前記試料の上に配置され、蛍光を収集するように構成された対物レンズ（Ｏ）と、
   位置分解能のある検出器上に前記蛍光を前記対物レンズによって結像するように構成された光学システムと、
   前記試料内における第１の部分量のＵＦを切り替えるための切替ビームを放射し、該第１の部分量のＵＦを蛍光へ励起するための励起ビームを放射するための、１つまたは複数の光源と
   を備え、
   切替用の光源および励起用の光源のうちの少なくとも１つが、前記対物レンズの光軸に対して少なくともほぼ垂直な方向に前記試料を透過するように放射するように配置されており、
   少なくとも１つの方向へ照明方向に延在するライン状の照明領域を生成するために、前記光源のための集束装置が設けられ、
   前記集束装置により生成された平坦なシート光が実質的に前記対物レンズの焦点面内にあることを特徴とする顕微鏡。
2. 前記切替が、色素分子の光活性化または光非活性化である、請求項１記載の顕微鏡。
3. 蛍光状態にある前記色素分子の分布密度が、前記装置の回折の制限された分解能体積の逆数よりも小さいことを保証するために、前記切替ビームをコントロールするための制御ユニットが設けられている、請求項１または２に記載の顕微鏡。
4. 切替用の光源および励起用の光源の少なくとも一方に対して、照明領域を生じさせる集束装置が設けられており、該照明領域は、照明方向に延びており、対物レンズの光軸に対して少なくとも近似的に垂直な少なくとも１つの方向で線形である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の顕微鏡。
5. 平坦なシート光が集束装置により生成され、該シート光は試料を透過し、対物レンズの光軸に対して少なくとも近似的に垂直である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の顕微鏡。
6. 前記集束装置が、非点収差光学系および非球形光学系の少なくとも一方である、請求項５に記載の顕微鏡。
7. 切替および励起のために使用される光源が、波長が切替可能な１つの光源にまとめられている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の顕微鏡。
8. 切替および励起のために使用される光源が、同じ波長を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の顕微鏡。
9. １つの波長を有する異なる光源が、切替および励起のために設けられている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の顕微鏡。
10. 異なる方向から励起すること、および切り替えることの少なくとも一方のために複数の光源が設けられている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の顕微鏡。
11. 互いに対向する２つの光源が設けられている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の顕微鏡。
12. 異なる方向から入射する少なくとも３つの光源が設けられている、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の顕微鏡。
13. 複数の光源が、１つの光源の光を分割することによって形成される、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の顕微鏡。
14. 干渉を生じさせるための複数の光源が、同じ波長を有する、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の顕微鏡。
15. 少なくとも１つの光源が側方から入射され、検出方向で構造化を生じさせる適切な光学的手段が設けられている、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の顕微鏡。
16. 試料の構造を空間的に高分解能で結像する方法であって、
    切替信号により、第１の光学特性を備える第１の状態から、第２の光学特性を備える第２の状態へ少なくとも一度移行可能である、一群の物質から１つの物質を選択するステップと、
    該切替信号により変化する割合の該物質を第２の状態へ移行させるステップであって、該切替が、切り替えられた分子間の間隔が顕微鏡の回折制限された光学的分解能以上になるように行われるステップと、
    第２の状態に移行した部分を励起し、分子を位置分解能のある検出器により位置特定するステップと、
    第２の状態にある色素分子から発する光学的測定信号を、対物レンズを介して検出器により空間的に分解して記録するステップとを含み、
    少なくとも該第２の状態への移行および該励起の少なくとも一方が、検出方向および対物レンズの光軸の少なくとも一方に対して少なくとも近似的に垂直である、方法。
17. 第２の状態から第１の状態への分子の非活性化が行われる、請求項１６記載の方法。
18. 第２の状態に移行させるための光源および励起するための光源の少なくとも一方について、照明方向に、少なくとも１つの方向で線形に延びる照明領域を集束することによって行われる、請求項１６乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 照明領域が、対物レンズの視野内に線形の光分布を表す、請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 照明領域が、対物レンズの視野内での平坦なシート光である、請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記第２の状態への移行が、光活性化によって行われる、請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
22. 励起が蛍光励起によって行われる、請求項１６乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 少なくとも、光活性化および蛍光励起の少なくとも一方が、蛍光検出方向に対して垂直に行われる、請求項１６乃至２２のいずれか１項に記載の方法。
24. １．分子の蛍光特性を変化させることによって個別の分子が光活性化され、ここで該活性化は、活性化された分子間の間隔が顕微鏡の光学的分解能以上になるように行われ、
    ２．活性化された分子が励起され、位置分解能のある検出器により分子の位置が特定され、
    ３．活性化された分子が非活性化され、
    ４．該ステップ１から３が繰り返され、ここで検出画像の重畳によって１つの高分解能画
    像に統合する、請求項１６乃至２３のいずれか１項に記載の方法。
25. １．少なくとも１つのシート光を介して、分子の蛍光特性を変化させることによって個別の分子が光活性化され、
    ２．ｚ方向に構造化されたシート光を用いて分子が非活性化され、これにより、活性化された分子の層が、ｚ方向では、検出光学系のアッベの分解能または照明光学系の開口数に相当するよりも少なく延び、
    ３．活性化された分子が励起され、位置分解能のある検出器により分子の位置が特定され、
    ４．活性化された分子が非活性化され、
    ５．該ステップ１から４が繰り返され、ここで検出画像の重畳によって１つの高分解能画像に統合する、請求項１６乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 試料領域の活性化および励起の少なくとも一方が、片側から行われる、請求項１６乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
27. 試料領域の活性化および励起の少なくとも一方が、両側から行われる、請求項１６乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 試料領域の活性化および励起の少なくとも一方が、２つを超える側、好ましくは３つの側から行われる、請求項１６乃至２７のいずれか１項に記載の方法。
29. 干渉を生じさせるための複数の光源が、同じ波長を有する、請求項１６乃至２８のいずれか１項に記載の方法。
30. ２つの光源および干渉によって、縞パターンが試料中に生成される、請求項１６乃至２９のいずれか１項に記載の方法。
31. 少なくとも３つの光源および干渉によって、点パターンが試料中に生成される、請求項１６乃至３０のいずれか１項に記載の方法。
32. 複数の光源が、１つの光源の光を分割することにより形成される、請求項１６乃至３１のいずれか１項に記載の方法。
33. 励起が対物レンズによって行われ、活性化がシート光を介して行われる、請求項１６乃至３２のいずれか１項に記載の方法。
34. 励起および活性化がシート光を介して行われる、請求項１６乃至３３のいずれか１項に記載の方法。
35. 励起光が構造化されている、請求項１６乃至３４のいずれか１項に記載の方法。
36. 励起ビーム路中に配置された格子によって前記構造化がもたらされる、請求項３５記載の方法。
37. 励起光が点分布（マルチスポット）を有する、請求項１６乃至３６のいずれか１項に記載の方法。
38. 活性化が対物レンズによって行われ、励起がシート光を介して行われ、変調された走査運動または格子結像による活性化光が、点分布を示す、請求項１６乃至３７のいずれか１項に記載の方法。