JP6695274B2 - 生物学的物質の画像ベースの表現のためのデバイスのための較正標準 - Google Patents
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Description
本発明は、較正標準と、対応する較正標準が統合される、生物学的物質の画像ベースの表現のためのデバイスとに関する。一般的デバイスの必須構成要素は、電磁励起放射線を放出する放射線源を有する照明ユニットと、励起放射線のビーム経路内のキャリア上に配置されている生物学的物質を位置付けるためのレセプタクルとを含む。励起放射線を用いた励起に応答して生物学的物質によって放出される発光放射線を受け取り、少なくとも発光に励起される生物学的物質の領域の画像を生成する画像生成ユニットも提供される。励起放射線を用いた励起に応答して較正放射線を放出する較正標準も提供され、その較正放射線は、画像生成ユニットによって記録され、較正信号が、記録された較正放射線を考慮するコントローラにおいて生成可能である。
特に、生体外診断の分野では、多くの場合、ヒトまたは動物サンプルを検査するときに、蛍光検査が実行される。使用される分析方法に応じて、種々のシステムを使用して蛍光画像が記録され、評価される。それでもなお、それぞれの結果を比較することができるように、蛍光信号へのデバイス特有の影響が確認され、それに対応して補正されることができることが重要である。これに関連して、デバイス較正のための較正または蛍光標準の使用が特に重要であり、その放射線強度は、認証標準に由来し得る。
そのような標準の有意性は、ドイツ国立計測研究所（Ｐｈｙｓｉｋａｌｉｓｃｈ Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｂｕｎｄｅｓａｎｓｔａｌｔ（ＰＴＢ））、ドイツ連邦材料試験研究所（Ｂｕｎｄｅｓａｎｓｔａｌｔ ｆuｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ｕｎｄ−ｐｒuｆｕｎｇ（ＢＡＭ））、ならびにＧｉｇａｈｅｒｔｚ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ およびＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ ＧｍｂＨという企業によって一緒に実行されたプロジェクトから明確となる。本プロジェクトの一部として、３つの必須要素から成る、蛍光標準のための放射トレーサビリティ連鎖が開発された。第１に、コンパクトな均一的に発光するＵｌｂｒｉｃｈｔ球形エミッタが提供され、そのスペクトル放射輝度は、タングステン帯域ランプと比較して数桁低減させられ、その放射性質は、従来の放射輝度標準よりも蛍光性サンプルに有意に良好に合致する。第２の要素は、放射輝度標準を介し遡られると、十分に小さい放射測定不確実性を伴う蛍光スペクトルの認証を可能にする、最小限の光学撮像誤差を有する基準蛍光光度計である。トレーサビリティ連鎖の第３の要素は、補正された発光スペクトルが２００６年１月にＢＡＭによって認証された、較正セット「スペクトル蛍光標準ＢＡＭ−Ｆ００１〜ＢＡＭ−Ｆ００５」である。これらの標準は、ユーザが、比較的容易かつ追跡可能な様式において、用途関連条件下で蛍光測定システムの発光チャネルの相対的スペクトル感度を確認して補正することを可能にする。
検査の実用的性能に対して、それを用いて生物学的物質のサンプルが検査される発光画像、特に、蛍光画像を記録し、評価するための多数のデバイスが、従来技術から公知である。そのようなデバイスは、蛍光染料で標識された生物学的サンプルの記録が生成される各場合に用いられる顕微鏡またはカメラユニットを有することが多い。バイオチップとして公知であるものの上に配置されている、蛍光標識ＤＮＡサンプルが検査されることができるマイクロアレイスキャナも公知である。
国際公開第ＷＯ ２００９／１２７４２４号（特許文献１）は、蛍光分光法に利用される種々の蛍光標準を開示する。既知の蛍光標準における１つの問題は、特に長期ばく露の場合、または高い強度におけるばく露中、それらが適用期間にわたって光安定性ではないか、または容易に弱まることが多いことである。さらに、多くの場合に使用される染料は、狭いスペクトル範囲内のみで利用可能である。
さらなる問題は、それらが比較的高価であり、機械的、熱的、および化学的に不安定であり、迅速に老朽化または乾燥し、放射線依存性蛍光強度の変化をもたらすことが多いことである。
前に言述べた文書は、これに関連して、蛍光性鉱物または蛍光性鉱物を含む物質が使用されることを特徴とする種々の蛍光標準または蛍光染料を開示する。説明される鉱物は、天然および／または合成鉱物である。
鉱物系蛍光染料に加えて、ポリマー等の他の染料が、蛍光標準として使用される。欧州特許第ＥＰ １ ３７３ ８７０ Ｂ１号（特許文献２）は、蛍光信号を参照するためのデバイス、および／または具体的ポリマーの使用に基づく蛍光検出システムを較正するためのデバイスを開示する。説明されるデバイスは、実質的に、複数の画定された領域中で、部分的に種々の厚さおよび／または組成を伴うポリマー層が適用される非蛍光性キャリアを有する。ポリマー層は、コーティングされたキャリアが蛍光標準として使用されることができるように、それらが対応する照射後に蛍光を発するように、キャリア上に適用される。
説明される蛍光標準は、プローブアレイの評価に基づく実験の標準化のために使用され、生物学的物質を含むプローブを伴う蛍光標準は、共通キャリア上に位置する。キャリアは、超音波掘削を使用して、蛍光ポリマーで充填され、後に密閉される穴が作製される、エポキシ化スライドである。
診断を行うために、最初に、ＰＣＲ生成物の一連の斑点がキャリア上に適用され、特異的に精製され、蛍光染料で標識された特定のｃＤＮＡが、個々のＰＣＲ斑点においてハイブリダイゼーションを介して固定化される。これらのサンプルは、後に、共焦点レーザスキャナを使用して読み取られ、結果が分析され、蛍光標準の異なる領域の強度との整合を考慮して、評価が行われる。
発光画像、特に、生物学的物質の蛍光画像を記録するための既知のシステム、およびそのようなシステムの較正に使用される標準を発端として、本発明は、単純かつ再現可能に生産可能であり、それを用いて、対応する検査デバイスの較正が比較的単純かつ正確に実行されることができる較正標準を規定する目的に基づく。ここで第１に必須であるものは、使用される発光性物質が特に長い寿命を有し、特に、過剰に速い減退が回避され、比較的容易な管理を可能にし、さらに、費用効率的であることである。特に、較正標準は、対応する検査ユニットの較正が、通常の研究所ワークフローの一部として実行されることができ、その間に、多数の異なるサンプルが、大きな支出を伴わずに短い期間内で、短い期間において処理されなければならないように、構成されるべきである。さらに、較正標準は、可能な限り自動化されるが、依然として高度に正確である、検査ユニットの較正を可能にすべきである。さらに、好ましくは、多数の検査ユニットの製造中でさえも、互に同等であるそれぞれのユニットのための較正標準が使用されることが確実にされるべきである。したがって、認識された標準に規定される較正標準のトレーサビリティが、別の必須特徴である。較正標準は、加えて、可能であれば、蛍光用途で使用される蛍光色素とスペクトル的に合致すべきである。
上記の目的は、請求項１に記載のデバイスを介して、および請求項１５に記載の較正標準を介して達成される。本発明による較正標準の使用が、さらに請求項１７で規定される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題であり、図を部分的に参照して以下の説明で説明される。
本発明は、それを介して電磁励起放射線が放出可能である、放射線源を有する照明ユニットを有する生物学的物質の画像ベースの表現のためのデバイスに関する。キャリア上に配置されている生物学的物質が励起放射線のビーム経路内に位置付けられていることを確実にするレセプタクルも提供される。加えて、本デバイスは、励起放射線を用いた励起に応答して生物学的物質によって放出される発光放射線を受け取り、少なくとも、発光に励起される生物学的物質の領域の画像を生成する少なくとも１つの画像生成ユニットを有する。較正目的で、本デバイスは、励起放射線を用いた励起に応答して較正放射線を放出する較正標準を有し、その較正放射線は、画像生成ユニットによって記録され、較正信号は、記録された較正放射線を考慮するコントローラにおいて生成可能である。本発明は、較正標準が、その中に封入され、発光に励起可能である物質を有し、取り付け手段を用いて照明ユニットまたはレセプタクルに固定して接続される、筐体を有することを特徴とする。
したがって、本発明による較正標準は、生物学的物質の光学的検査のためのデバイスの必須構成要素を表す一部である。
較正標準は、具体的には、デバイスの一体構成部分であり、サンプルキャリアを交換する場合でさえも残留し、したがって、長い期間または多数の検査に使用されることができる。
本発明の第１の特別な実施形態では、筐体は、励起放射線および発光放射線に対して少なくとも部分的に透明である窓を有する。較正標準の筐体は、好ましくは、鋼鉄マウントとして構成され、その上側に、つまり、放射線源に対面する較正標準の側面上に、窓が配置されている。窓の反対側に位置する筐体の側面上に、有利なことには、較正標準の製造中に、それを通して発光性物質、具体的には、粉末が筐体の内側に配置され、好ましくは、同様に鋼鉄で作製されたストッパを使用して、発光性物質が配置されて密閉された後に閉鎖される、開口部が提供される。
本発明のさらなる有利な実施形態は、記録ユニットと印との間の画定された距離を確認するための印を有する窓が設けられる。印は、好ましくは、記録ユニットの対物レンズを使用する正確かつ再現可能な集束に役立つ十字線の形態であり、この場合、３つ全ての移動方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）へのドット状の正確な集束が可能である。２０倍または４０倍の倍率を有する対物レンズが、本発明によるデバイスで使用するために特に適している。
代替として、または加えて、他の特徴が窓の表面上に提供される。これらの他の構造またはさらなる構造は、好ましくは、例えば、ＸＹ位置および／または原点位置の画定および較正、ならびに／もしくは撮像尺度の決定等のさらなる機能を確実にするように構成される。
本発明の特別なさらなる開発によると、発光に励起可能である物質は、蛍光に励起可能である染料、換言すると、いわゆる蛍光染料である。発光または蛍光染料は、有利なことには、粉末である。蛍光色素および二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または石英の混合物の使用が、特に好適である。蛍光色素は、好適な様式で、純蛍光色素に対して較正標準に起因する発光または蛍光放射線の放射線強度を低減させるように、別の物質、具体的には、上記の二酸化ケイ素と混合される。
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で蛍光色素を希釈することの代替として、またはそれに加えて提供されるためのさらなる減衰手段が、別の実施形態において設けられる。これに関連して、窓を通過するにつれて発光性物質によって放出される発光放射線の強度が、それを通して低減させられる少なくとも１つの減衰手段を較正標準の筐体の窓に提供することが、特に想定可能である。減衰手段は、好ましくは、発光性物質に対面している窓の表面上に配置され、部分的に透明なグレーフィルタおよび／または穿孔グリッド構造を有する。同様に、発光放射線の放射線強度の所望の減衰を達成するように、放出された発光放射線のスペクトルに対して部分的に透明であるように、窓を構成することが想定可能である。
粉末蛍光色素を伴う較正標準の使用の代替として、照明ユニットの領域中に、または検査される生物学的物質を伴うキャリアがその上に位置するレセプタクルにおいて、いわゆるナノドットを発光性物質として提供することも想定可能である。有利なことには、ここでは、光学的に純粋なエポキシド樹脂を生成すること、およびこの場合は較正標準の筐体を形成するキュベットを充填することが想定可能である。そのようなキュベットは、好ましくは、顕微鏡またはマイクロアレイスキャナの受け取りユニットの好適なホルダに挿入される。この場合、キュベットはまた、検査ユニットの一体部分でもあり、それに固定して接続される。本発明の特に特別なさらなる開発によると、本キュベットは、較正の場合に外側から導入または挿入される。
本発明の１つの必須着想は、デバイスの一部を表し、したがって、長時間にわたって安定し、とりわけ、検査デバイスに固定して接続される、生物学的物質を光学的に検査するためのデバイスのための較正標準を提供することである。較正標準の筐体は、好ましくは、較正標準が、生物学的物質を有するキャリア、例えば、顕微鏡のＸＹステージまたはカメラユニット、もしくはマイクロアレイスキャナの受け取りトレイを位置付けるために提供されるレセプタクルにねじ込まれることができる雄ねじ山を有する。同様に、ラッチ接続または締まり嵌めを使用して、較正標準と検査デバイスの受け取りユニットまたは照明ユニットとの間に耐久性のある解放可能／固定接続を生成することが想定可能である。
本発明の特定のさらなる実施形態によると、較正標準は、較正標準を使用して生成される測定結果が、認証放射線源に、または認証放射線源によって較正される標準に遡られることができるように、追跡可能であるように構成される。これは、認証放射線源を使用して、または認証放射線源によって較正された標準を使用して、較正標準を較正することによって達成されることができる。特別なさらなる開発によると、較正標準のためのレセプタクルを有する、具体的機械設定が、較正標準の製造のために、この目的で提供される。代替として、別の好適な狭帯域放射線源、具体的には、ＬＥＤによって置換されることができる、レーザダイオードがさらに提供される。特別な実施形態によると、広帯域放射線源を使用すること、および光学的補助を使用して好適なスペクトルを生成することさえも想定可能である。
上記のばく露源の放射線出力は、好ましくは、較正された検出器を使用して測定および調節される。レーザダイオードが照明源として使用される場合、その温度および放射線出力は、安定化された調整様式で操作される。狭帯域励起の有利なこととして、励起スペクトルおよび発光スペクトルが有意に重複せず、したがって、較正標準の発光スペクトルがほぼ完全にスペクトル的に測定されることができる。
発光スペクトルを測定するために、有利なことには、認証放射線源を用いて以前に追跡可能に較正された分光計システムが使用される。較正標準の試験中に、後者は、好んで使用されるレーザダイオードを用いて放射線に励起される。後に、発光スペクトルは、認証放射線源に対する追跡可能な照射強度測定が確実にされるように、較正された分光計を用いて捕捉される。効率的な分散光抑制のために、分光計は、励起放射線を遮断し、発光放射線を伝送する、好適なロングパスフィルタを提供される。このように実行される測定に基づいて、試験された較正標準は、ユーザによっても試験手段として使用されることができる。
本発明は、同様に、生物学的物質の画像ベースの表現のためのデバイスを較正するための較正標準に関する。較正標準は、少なくとも領域中で、発光、特に、蛍光に励起可能である物質を包囲する、筐体を有する。較正標準の本筐体は、励起放射線に対して、および励起された物質によって放出される発光放射線に対して透明である材料で少なくとも部分的に作製される。筐体の外側に、少なくとも１つの取り付け手段がさらに提供され、それを用いて、較正標準は、生物学的物質の画像ベースの表現のためのデバイスの中または上に取り付け可能である。したがって、較正標準は、検査デバイスの一体部分になることができるように構成される。本発明によると、較正標準は、取り付け手段が、合致輪郭を有するデバイスの対応物において繰り返し取り付けられる各場合において好適である、ねじ山、プラグ、またはラッチ要素を有することを特徴とする。
使用される発光染料は、好ましくは、筐体の内側に配置され、粉末であるか、または少なくとも１つの蛍光色素および１つの石英（ＳｉＯ２）を有するか、もしくは発光または同等のポリマーに励起可能であるエポキシド樹脂を有するかのいずれかである、蛍光染料である。
特別なさらなる開発によると、本発明に従って構成される較正標準は、顕微鏡のＸＹステージまたはカメラユニットに、もしくはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルの領域中に、耐久的に、具体的には、解放可能に／固定して、較正標準を取り付けることによって、顕微鏡、カメラユニットとともに、またはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルの領域中で使用されることができる。
本発明は、図を参照して、本発明の一般概念を限定することなく、以下でさらに詳細に説明されるであろう。
図１は、較正標準を有する自動蛍光顕微鏡を示す。
図２は、本発明に従って具現化される較正標準を示す。
図１は、本発明に従って構成される較正標準７を有する、生物学的物質６を光学的に検査するためのデバイス１を概略的に図示する。この場合に検査される生物学的物質６は、患者の血清および少なくとも１つの蛍光標識された標識とともに培養される組織切片である。組織切片６は、スライド５の上に配置され、スライド５は、検査ユニット１のレセプタクル３（この場合はＸＹステージ）の上に位置付けられる。使用される生物学的物質６を光学的に検査するためのデバイス１は、コントローラ１７を有する蛍光顕微鏡であり、コントローラ１７は、サンプル６の検査が、随意に手動で、または少なくとも部分的に自動的に達成されることができることを確実にする。検査され、蛍光染料で標識される生物学的物質の画像を記録するために、画像を生成するためのカメラユニット４が提供され、カメラユニット４は、自動プロセスにおいて、最初に、各場合において記録されるサンプル６に焦点を合わせ、その後、サンプル６の少なくとも１つの蛍光画像を生成し、それをデータメモリ１８に記憶する。
第１の検査が始まる前、自動蛍光顕微鏡１は、典型的な研究所ワークフローの過程で最初に較正される。この目的で、較正標準７が、顕微鏡のＸＹステージ３において提供され、その較正標準は、筐体９に封入された蛍光粉末１２を有する。好んで使用される蛍光粉末１２は、蛍光色素と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との混合物であり、１個の蛍光色素につき少なくとも３００個の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２＝石英）を伴う。較正標準７の筐体９は、その上側に蛍光顕微鏡１の放射線源２（この場合は青色ＬＥＤ）に関連付けられた窓８を有し、窓８は、励起放射線１５に対して透明であり、かつ励起状態における蛍光染料１２によって放出される蛍光放射線１６に対して部分的に透明である。さらに、十字線の形態の印１３が筐体９の窓８の上に提供され、その印１３は、較正動作が実行される前に画像記録ユニット４を使用して焦点を合わせられる。このようにして、蛍光顕微鏡１の較正中でさえも、画像記録ユニット４と較正標準７との間の正しい距離（Ｚ方向）が常に設定されており、したがって、確実な測定結果が得られることを確実にすることが可能である。さらに、窓８は、さらなる印１４を有し、印１４は、開始位置とＸＹステージ３と平行である平面内の較正標準７の位置（ＸＹ位置）との確認を可能にする。
較正標準７が焦点を合わせられ、それに対応して蛍光顕微鏡１のＸＹステージ３を変位させることによって、画像記録ユニット４に対するその位置が固定されると、画像記録ユニット４は、較正標準７によって放出される蛍光放射線１６の放射線強度を確認する。この較正によって確実にされるものは、較正後に実行される種々の生物学的サンプル６の蛍光測定が、常に比較可能な結果を与えることである。利用される較正標準７は、特に、蛍光顕微鏡１の長期安定性を確実にし、試験する標準を実現するために使用される。使用される蛍光染料１２（この場合は蛍光色素および二酸化ケイ素の混合物）は、それに関する限り、その長期安定性によって、さらに、ＦＩＴＣとして公知である、典型的には生物学的物質６の蛍光標識に使用されるＩＦＴ染料のスペクトルへのそのスペクトルの類似性によって特徴付けられる。
本発明に従って使用される較正標準７が、認証照射強度標準に対して分光分析的に試験された追跡可能標準であるので、較正標準７は、試験手段として使用されることができる。安定性、つまり、異なる蛍光顕微鏡１の間の比較可能性に加えて、互の間でシステムの比較を試験するために、それを使用することも可能である。
蛍光顕微鏡１の照明ユニット２は、放射線源としてＬＥＤを有する。ＬＥＤを使用する励起は、フィルタに掛け、カメラ４を使用した検出まで撮像することを介して、使用される較正標準７を使用して、完全な撮像連鎖が、試験、制御、または連続的に調整さえされることができるという、大きな利点を有する。
図２は、較正に使用される較正標準７の詳細図を示す。較正標準７は、その上側に窓８が挿入される、鋼鉄筐体９を有する。使用される粉末蛍光標準１２は、較正標準７の裏側の開口部１０を通して、その製造中に較正標準７に挿入され、開口部１０は、後にストッパ１１で閉鎖され、密閉される。較正標準７は、底部領域中に、取り付け手段１９として雄ねじ山を有し、それを用いて、較正標準７は、蛍光画像を生成するために、そのために対応して提供される、検査ユニット１のＸＹステージ３内の雌ねじ山にねじ込まれることができる。したがって、較正標準７は、検査ユニット１、具体的には、自動的に動作可能であり、カメラユニット４を有する蛍光顕微鏡に固定して接続され、したがって、検査ユニット１の一体部分になる。したがって、較正標準７は、各測定のために、または新しい一連の測定の各開始時に、励起放射線１５のビーム経路の中に再配置される必要はない。
十字線１３がさらに、窓８の上側に識別子として提供される。窓８の下方には、粉末発光染料１２、この場合、特にドープされたオルトケイ酸塩・二酸化ケイ素混合物に基づく、蛍光色素の混合物として実現される、蛍光染料が位置する。
窓８の上側に配置されている十字線１３は、この場合、自動動作を伴う蛍光顕微鏡の画像生成ユニット４の一部である対物レンズの助けを借りて、較正標準７の正確かつ再現可能な集束に役立つ。２０倍または４０倍の倍率を有する対物レンズが、好ましくは使用され、集束は、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向で達成される。較正標準７のそのような集束の理由で、画像生成ユニットまたは画像記録ユニット４（具体的には、それぞれの対物レンズ）と較正標準７との間の画定された距離が常に設定され、画像記録ユニット４（例えば、カメラ）の視野内の再現可能かつ均質な照明が確実にされる。したがって、較正標準７によって放出される蛍光放射線１６の強度の測定は、再現可能である。
例えば、撮像尺度の決定、またはＸＹ位置および原点位置の画定ならびに較正等のさらなる測定が較正標準７を使用して実行されることを意図されている場合、さらなる好適な印１４が、この目的で窓の上面に配置される。
使用される蛍光染料１２が高い輝度を有するので、放射線強度は、較正標準７における好適な手段を介して減衰させられる。このようにして、較正標準７の蛍光放射線１２は、典型的には生物学的物質６の標識に使用される蛍光染料（ＦＩＴＣ）の輝度に適合させられる。
粉末蛍光色素を二酸化ケイ素と混合することは、放射線強度の減衰に最大の影響を及ぼす。典型的には、１個の蛍光色素が少なくとも３００個の二酸化ケイ素と混合される混合物が、ここで使用される。１８０〜２２０ｍｇの蛍光色素および二酸化ケイ素の粉末混合物１２が、較正標準７の筐体９の中にあり得る。
蛍光色素を二酸化ケイ素で希釈することに加えて、さらなる減衰対策が、較正標準７において実行されることができる。１つには、窓８の後側が、較正標準７によって放出される蛍光放射線１６の放射線強度が有意に低減させられるように、励起および発光を低減させる部分的に透明なグレーフィルタと重ね合わせられることができる。放出される蛍光放射線１６は、較正標準７の蛍光放射線１６の放射線強度が、検査中に生物学的物質７によって放出される蛍光放射線の放射線強度と実質的に合致するように、減衰させられる。
グレーフィルタの使用の代替として、またはそれに加えて、窓８がその後側に穿孔グリッド構造を有し、そのアスペクト比が透過率を定義することが想定可能である。ここでも、較正標準７の放出された蛍光放射線１６の放射線強度の低減が達成される。さらなる変形例は、蛍光標準７からの蛍光放射線１６に対して、恐らく励起放射線１５に対しても、スペクトル的に部分的に透明である窓８を設けることである。このようにして、放出されるスペクトルは、蛍光色素の発光スペクトルと組み合わせて合致させられることができる。
好適なロングパスフィルタの使用により、ここでは、較正標準７の発光スペクトルを、例えば、赤色光を放出する他の蛍光染料のそれぞれのスペクトルに合致させることも可能である。
さらに、互に対する標準の生成拡散は、窓の厚さの非常に狭い公差により縮小させられる。筐体９の中へ配置される前に、窓８を所望の最終寸法まで研磨することによって、一定の窓の厚さが製造中に確実にされる。
図２で図示され、前に説明された較正標準７は、特に、標準または基準光源まで追跡可能であるという点で特徴付けられる。これを確実にするために、各較正標準７は、製造された後に機械的設定で較正される。機械的設定は、ここでは、レーザダイオードを使用して蛍光放射線に励起される較正標準７のためのレセプタクルを有する。ここでは、レーザダイオードが別の好適な狭帯域放射線源によって置換されることが想定可能である。蛍光放射線に励起される較正標準７の放射線出力は、較正された検出器を使用して測定および設定される。レーザダイオードの温度および放射線出力は、ここでは、安定化された調整様式で動作させられる。狭帯域励起の使用を通して、励起スペクトルと発光スペクトルとの重複は、較正標準７の発光スペクトルがほぼ完全に測定されることができるように、確実に防止される。
測定するために使用される分光計システムは同様に、最初に、認証放射線源を用いて追跡可能に較正されている。較正標準７は、レーザダイオードを用いて放射線に励起され、発光スペクトルは、較正された分光計を用いて捕捉され、認証放射線源に対する追跡可能な輝度測定が確実にされる。したがって、説明される較正標準７は、試験手段として使用されることができる。「マスタ標準」としても公知である認証輝度標準が、好ましくは製造中に使用される。これは、マスタに由来する統合較正標準７を用いた検査ユニット１の相対的調節のために、例えば、自動動作を伴う蛍光顕微鏡等の検査ユニット１の製造中に使用される。１つには、較正することが容易であり、長い期間にわたって安定し、互に対して比較可能である蛍光顕微鏡が、本発明に従って構成される較正標準７を介して提供されることができる。本利点は、フィルタに掛け、カメラユニット４を使用した検出まで撮像することを介して、ＬＥＤによる励起から、較正標準７の製造中に、完全な撮像連鎖が試験されるか、または制御され、連続的に調整さえされることができるという事実によって、達成される。加えて、本発明に従って構成される較正標準７は、検査ユニット１の構成部分であり、好ましくは、寿命全体にわたってデバイスに残留する。
なお、特許査定後に新たな出願を行う際の便宜のために、本願の出願当初の請求項１〜１７を以下に記載する。
（請求項１）
生物学的物質（６）の画像ベースの表現のためのデバイス（１）であって、
前記デバイスは、放射線源を有する照明ユニット（２）を有し、前記照明ユニット（２）を介して電磁励起放射線（１５）が放出可能であり、
前記デバイスは、前記励起放射線（１５）のビーム経路内のキャリア（５）上に配置されている前記生物学的物質（６）を位置付けるためのレセプタクル（３）を有し、
前記デバイスは、少なくとも１つの画像生成ユニット（４）を有し、前記少なくとも１つの画像生成ユニット（４）は、前記励起放射線（１５）を用いた励起に応答して前記生物学的物質（６）によって放出される発光放射線（１６）を受け取り、少なくとも発光に励起される前記生物学的物質（６）の領域の画像を生成し、
前記デバイスは、前記励起放射線（１５）を用いた励起に応答して較正放射線を放出する較正標準を有し、その較正放射線は、前記画像生成ユニットによって記録され、較正信号が、前記記録された較正放射線を考慮するコントローラ（１７）において生成可能であり、
前記較正標準は、発光に励起可能である物質（１２）で少なくとも部分的に充填される筐体（９）を有し、その筐体は、少なくとも１つの取り付け手段（１９）を介して前記照明ユニット（２）または前記レセプタクル（３）に取り付けられていることを特徴とする、デバイス。
（請求項２）
前記発光性物質（１２）は、環境に対して前記較正標準（７）の前記筐体（９）の中で密閉されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
（請求項３）
前記筐体（９）は、窓（８）を有することを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
（請求項４）
前記窓（８）は、前記画像生成ユニット（４）の光学ユニットと前記較正標準（７）との間の画定された距離を確認するための印（１３）を有することを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
（請求項５）
前記窓（８）は、少なくとも１つの減衰手段を有し、前記発光性物質によって放出される前記較正放射線の強度は、前記較正放射線が前記窓（８）を通過する場合、前記少なくとも１つの減衰手段を通して低減させられることを特徴とする、請求項２または３に記載のデバイス。
（請求項６）
前記減衰手段は、前記発光性物質（１２）に対面している前記窓（８）の表面上に配置され、部分的に透明なグレーフィルタおよび／または穿孔グリッド構造を有し、および／または、前記減衰手段は、前記励起放射線（１５）および／または前記放出された発光放射線（１６）のスペクトルに対して部分的に透明であるように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
（請求項７）
前記発光性物質（１２）は、粉末の形態であるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項８）
前記発光性物質（１２）は、前記励起放射線（１５）によって蛍光に励起可能であることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項９）
前記発光性物質（１２）は、少なくとも蛍光色素および粉末石英（ＳｉＯ ２ ）を含むことを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１０）
前記発光性物質（１２）は、エポキシド樹脂または同等のポリマーを有することを特徴とする、請求項１〜９のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１１）
前記取り付け手段（１９）は、前記筐体（９）に配置されている雄ねじ山として構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１２）
前記レセプタクル（３）は、顕微鏡のＸＹステージまたはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルであることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１３）
前記較正標準（７）は、認証放射線源を使用して、または認証放射線源を介して較正された標準を使用して較正されていることを特徴とする、請求項１〜１２のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１４）
前記照明ユニット（２）の前記放射線源は、標準に対して較正されたＬＥＤであることを特徴とする、請求項１〜１３のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１５）
生物学的物質（６）の画像ベースの表現のためのデバイス（１）を較正するための較正標準（７）であって、
前記較正標準は、発光、特に、蛍光に励起可能である物質（１２）を少なくとも局所的に包囲している筐体（９）を有し、
前記較正標準は、励起放射線（１５）に対して、および発光放射線（１６）に対して透明である材料で少なくとも部分的に作製され、
前記較正標準において、発光に励起可能である前記物質（１２）から遠隔にある側面上に取り付け手段（１９）が提供され、その取り付け手段（１９）は、生物学的物質（６）の画像ベースの表現のための前記デバイス（１）の中またはその上に取り付け可能であり、
前記取り付け手段（１９）は、合致した輪郭を有する、前記デバイス（１）の対応物において繰り返し取り付けられる各場合において好適である、ねじ山、プラグ、またはラッチ要素を有することを特徴とする、較正標準。
（請求項１６）
前記筐体（９）の中に配置されている前記物質（１２）は、粉末であり、少なくとも蛍光色素および石英（ＳｉＯ ２ ）を有するか、または、発光に励起可能であるエポキシド樹脂もしくは同等のポリマーを有するかのいずれかであることを特徴とする、請求項１５に記載の較正標準。
（請求項１７）
前記較正標準が、顕微鏡のＸＹステージに、カメラユニットに、またはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルの領域中に恒久的に取り付けられている、請求項１〜１６のうちの少なくとも１項に記載の較正標準の使用。
なお、特許査定後に新たな出願を行う際の便宜のために、本願の出願当初の請求項１〜１７を以下に記載する。
（請求項１）
生物学的物質（６）の画像ベースの表現のためのデバイス（１）であって、
前記デバイスは、放射線源を有する照明ユニット（２）を有し、前記照明ユニット（２）を介して電磁励起放射線（１５）が放出可能であり、
前記デバイスは、前記励起放射線（１５）のビーム経路内のキャリア（５）上に配置されている前記生物学的物質（６）を位置付けるためのレセプタクル（３）を有し、
前記デバイスは、少なくとも１つの画像生成ユニット（４）を有し、前記少なくとも１つの画像生成ユニット（４）は、前記励起放射線（１５）を用いた励起に応答して前記生物学的物質（６）によって放出される発光放射線（１６）を受け取り、少なくとも発光に励起される前記生物学的物質（６）の領域の画像を生成し、
前記デバイスは、前記励起放射線（１５）を用いた励起に応答して較正放射線を放出する較正標準を有し、その較正放射線は、前記画像生成ユニットによって記録され、較正信号が、前記記録された較正放射線を考慮するコントローラ（１７）において生成可能であり、
前記較正標準は、発光に励起可能である物質（１２）で少なくとも部分的に充填される筐体（９）を有し、その筐体は、少なくとも１つの取り付け手段（１９）を介して前記照明ユニット（２）または前記レセプタクル（３）に取り付けられていることを特徴とする、デバイス。
（請求項２）
前記発光性物質（１２）は、環境に対して前記較正標準（７）の前記筐体（９）の中で密閉されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
（請求項３）
前記筐体（９）は、窓（８）を有することを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
（請求項４）
前記窓（８）は、前記画像生成ユニット（４）の光学ユニットと前記較正標準（７）との間の画定された距離を確認するための印（１３）を有することを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
（請求項５）
前記窓（８）は、少なくとも１つの減衰手段を有し、前記発光性物質によって放出される前記較正放射線の強度は、前記較正放射線が前記窓（８）を通過する場合、前記少なくとも１つの減衰手段を通して低減させられることを特徴とする、請求項２または３に記載のデバイス。
（請求項６）
前記減衰手段は、前記発光性物質（１２）に対面している前記窓（８）の表面上に配置され、部分的に透明なグレーフィルタおよび／または穿孔グリッド構造を有し、および／または、前記減衰手段は、前記励起放射線（１５）および／または前記放出された発光放射線（１６）のスペクトルに対して部分的に透明であるように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
（請求項７）
前記発光性物質（１２）は、粉末の形態であるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項８）
前記発光性物質（１２）は、前記励起放射線（１５）によって蛍光に励起可能であることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項９）
前記発光性物質（１２）は、少なくとも蛍光色素および粉末石英（ＳｉＯ ２ ）を含むことを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１０）
前記発光性物質（１２）は、エポキシド樹脂または同等のポリマーを有することを特徴とする、請求項１〜９のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１１）
前記取り付け手段（１９）は、前記筐体（９）に配置されている雄ねじ山として構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１２）
前記レセプタクル（３）は、顕微鏡のＸＹステージまたはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルであることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１３）
前記較正標準（７）は、認証放射線源を使用して、または認証放射線源を介して較正された標準を使用して較正されていることを特徴とする、請求項１〜１２のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１４）
前記照明ユニット（２）の前記放射線源は、標準に対して較正されたＬＥＤであることを特徴とする、請求項１〜１３のうちの１項に記載のデバイス。
（請求項１５）
生物学的物質（６）の画像ベースの表現のためのデバイス（１）を較正するための較正標準（７）であって、
前記較正標準は、発光、特に、蛍光に励起可能である物質（１２）を少なくとも局所的に包囲している筐体（９）を有し、
前記較正標準は、励起放射線（１５）に対して、および発光放射線（１６）に対して透明である材料で少なくとも部分的に作製され、
前記較正標準において、発光に励起可能である前記物質（１２）から遠隔にある側面上に取り付け手段（１９）が提供され、その取り付け手段（１９）は、生物学的物質（６）の画像ベースの表現のための前記デバイス（１）の中またはその上に取り付け可能であり、
前記取り付け手段（１９）は、合致した輪郭を有する、前記デバイス（１）の対応物において繰り返し取り付けられる各場合において好適である、ねじ山、プラグ、またはラッチ要素を有することを特徴とする、較正標準。
（請求項１６）
前記筐体（９）の中に配置されている前記物質（１２）は、粉末であり、少なくとも蛍光色素および石英（ＳｉＯ ２ ）を有するか、または、発光に励起可能であるエポキシド樹脂もしくは同等のポリマーを有するかのいずれかであることを特徴とする、請求項１５に記載の較正標準。
（請求項１７）
前記較正標準が、顕微鏡のＸＹステージに、カメラユニットに、またはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルの領域中に恒久的に取り付けられている、請求項１〜１６のうちの少なくとも１項に記載の較正標準の使用。
（参照記号のリスト）
１ 検査デバイス
２ 照明ユニット
３ レセプタクル
４ 画像生成ユニット
５ キャリア
６ 生物学的物質
７ 較正標準
８ 窓
９ 筐体
１０ 開口部
１１ ストッパ
１２ 発光染料
１３ 焦点を合わせるための印
１４ さらなる印
１５ 励起放射線
１６ 発光放射線
１７ コントローラ
１８ データメモリ
１９ 取り付け手段
１ 検査デバイス
２ 照明ユニット
３ レセプタクル
４ 画像生成ユニット
５ キャリア
６ 生物学的物質
７ 較正標準
８ 窓
９ 筐体
１０ 開口部
１１ ストッパ
１２ 発光染料
１３ 焦点を合わせるための印
１４ さらなる印
１５ 励起放射線
１６ 発光放射線
１７ コントローラ
１８ データメモリ
１９ 取り付け手段
Claims (17)
- 生物学的物質（６）の画像ベースの表現のためのデバイス（１）であって、
前記デバイスは、放射線源を有する照明ユニット（２）を有し、前記照明ユニット（２）を介して電磁励起放射線（１５）が放出可能であり、
前記デバイスは、前記励起放射線（１５）のビーム経路内のキャリア（５）上に配置されている前記生物学的物質（６）を位置付けるためのレセプタクル（３）を有し、
前記デバイスは、少なくとも１つの画像生成ユニット（４）を有し、前記少なくとも１つの画像生成ユニット（４）は、前記励起放射線（１５）を用いた励起に応答して前記生物学的物質（６）によって放出される発光放射線（１６）を受け取り、少なくとも発光に励起される前記生物学的物質（６）の領域の画像を生成し、
前記デバイスは、前記励起放射線（１５）を用いた励起に応答して較正放射線を放出する較正標準を有し、その較正放射線は、前記画像生成ユニットによって記録され、較正信号が、前記記録された較正放射線を考慮するコントローラ（１７）において生成可能であり、
前記較正標準は、励起光に対して発光可能である物質（１２）で少なくとも部分的に充填される筐体（９）を有し、その筐体は、少なくとも１つの取り付け手段（１９）を介して前記照明ユニット（２）または前記レセプタクル（３）に取り付けられており、
前記較正標準は、当該較正標準を使用して生成される測定結果が、認証放射線源に、または認証放射線源によって較正される標準に遡られることができるように、追跡可能であるように構成されていることを特徴とする、
デバイス。 - 前記発光性物質（１２）は、環境に対して前記較正標準（７）の前記筐体（９）の中で密閉されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
- 前記筐体（９）は、窓（８）を有することを特徴とする、請求項２に記載のデバイス。
- 前記窓（８）は、前記画像生成ユニット（４）の光学ユニットと前記較正標準（７）との間の画定された距離を確認するための印（１３）を有することを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
- 前記窓（８）は、少なくとも１つの減衰手段を有し、前記発光性物質によって放出される前記較正放射線の強度は、前記較正放射線が前記窓（８）を通過する場合、前記少なくとも１つの減衰手段を通して低減させられることを特徴とする、請求項２または３に記載のデバイス。
- 前記減衰手段は、前記発光性物質（１２）に対面している前記窓（８）の表面上に配置され、部分的に透明なグレーフィルタおよび／または穿孔グリッド構造を有し、および／または、前記減衰手段は、前記励起放射線（１５）および／または前記放出された発光放射線（１６）のスペクトルに対して部分的に透明であるように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
- 前記発光性物質（１２）は、粉末の形態であるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項に記載のデバイス。
- 前記発光性物質（１２）は、前記励起放射線（１５）によって蛍光に励起可能であることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項に記載のデバイス。
- 前記発光性物質（１２）は、少なくとも蛍光色素および粉末石英（ＳｉＯ２）を含むことを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項に記載のデバイス。
- 前記発光性物質（１２）は、エポキシド樹脂または同等のポリマーを有することを特徴とする、請求項１〜９のうちの１項に記載のデバイス。
- 前記取り付け手段（１９）は、前記筐体（９）に配置されている雄ねじ山として構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のうちの１項に記載のデバイス。
- 前記レセプタクル（３）は、顕微鏡のＸＹステージまたはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルであることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項に記載のデバイス。
- 前記較正標準（７）は、認証放射線源を使用して、または認証放射線源を介して較正された標準を使用して較正されていることを特徴とする、請求項１〜１２のうちの１項に記載のデバイス。
- 前記照明ユニット（２）の前記放射線源は、標準に対して較正されたＬＥＤであることを特徴とする、請求項１〜１３のうちの１項に記載のデバイス。
- 生物学的物質（６）の画像ベースの表現のためにデバイス（１）の認証放射線源を使用して該生物学的物質（６）から生成された測定結果を較正するための較正標準（７）であって、
前記較正標準は、励起光に対して発光可能である物質（１２）を少なくとも局所的に包囲している筐体（９）を有し、
前記較正標準は、励起放射線（１５）に対して、および発光放射線（１６）に対して透明である材料で少なくとも部分的に作製され、
前記較正標準において、励起光に対して発光可能である前記物質（１２）から遠隔にある側面上に取り付け手段（１９）が提供され、その取り付け手段（１９）は、生物学的物質（６）の画像ベースの表現のための前記デバイス（１）の中またはその上に取り付け可能であり、
前記取り付け手段（１９）は、合致した輪郭を有する、前記デバイス（１）の対応物において繰り返し取り付けられる各場合において好適である、ねじ山、プラグ、またはラッチ要素を有することを特徴とする、較正標準。 - 前記筐体（９）の中に配置されている前記物質（１２）は、粉末であり、少なくとも蛍光色素および石英（ＳｉＯ２）を有するか、または、発光に励起可能であるエポキシド樹脂もしくは同等のポリマーを有するかのいずれかであることを特徴とする、請求項１５に記載の較正標準。
- 前記較正標準が、顕微鏡のＸＹステージに、カメラユニットに、またはマイクロアレイスキャナのサンプルレセプタクルの領域中に恒久的に取り付けられている、請求項１〜１６のうちの少なくとも１項に記載の較正標準の使用。
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