TW200928427A - Microscopy system with revolvable stage - Google Patents

Description

200928427 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種顯微系統，尤 轉式載台之顯微系統。 /、關於一種具可翻 【先前技術】 共軛焦雷射掃描顯微鏡或雷射此 (CLSM * LSCM)係為用以獲得高解析:掃描式顯微鏡 影像之工且，J:係囍άm &衫像與3D重建 ❹ ❹ 八，、係糟由使用立體針孔，以庙^ 隹平面之揭σ由齡：^便消除不在聚 禺十面之樣中離焦或暉暈（flare)的 許吾人清晰獲得樣品之各層2轴平面（z疊居術= 由光傾測元件偵測樣品之某個參 θ )之衫像。藉 ^ . ^ 1 亏點所射出之光線，可 以產生一個影像中之相對應的畫素 主 -Γ ^ 田由射掃描過一平 面夺，可逐旦素或逐線地獲得整體影像。使用一個或多 個(飼服控制)振盈的反射鏡’可以讓波束掃描橫越過位 於水平平面之此樣品。藉由升高或降低顯微鏡平台，可 以收集來自不同的聚焦平面之資訊。然後，利用電腦軟 體來組裝-疊二維影像，可以產生樣品之三維圖片。 然而，受限於針孔及其他機械上的物理特性，相對 於χ-γ方向（大約0.15#m/畫素）而言，此3D影像在z 方向具有較差的解析度（例如大約晝素）。當需要 比較兩個不同樣品時，較差之Z方向解析度妨礙了重建 的高解析生物神經網路影像之空間可靠度。發明人之一 (江安世）已有發明使生物軟組織變透明的技術（美國專利 US6,472,216 B1遗’申請曰為2002年1〇月29曰，發明 名稱為 “Aqueous Tissue Clearing Solution”），可使觀察深 5 200928427 度到達接近毫米的程度。目 子附著或合成於生物組織中 察；朱度的關鍵，且使解決z 切。 前的顯像方式，是將螢光分 ’因此使組織透明是突破觀 轴解析瓶頸的需求，更形迫 【發明内容】 △因^本發明之-個目的係提供—種具可翻轉式载

〇之顯微系統，其可以摇征知絲W ❹ ❹ 咕 再了以楗供翻轉樣品且保持浸潤狀況的 功月匕，#以滿足增加三維感測影4象之解析度之需求。 為達上述目的’本發明提供一種具可翻轉式載台之 .4微系統，其包含一物鏡及一樣品載台。物鏡用以會聚 位於物鏡之-侧之—人射光至位於物鏡之另—側之一樣 品上’並用以會聚自樣品發射的_光訊號至位於物鏡之 側之-光感測器上。樣品載台用以承載樣品，樣品 載台係被設計力可繞著實質上垂直於樣品至㈣之一延 伸方向之一軸線翻轉。 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉— 較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。牛 【實施方式】 ^本案發明人發現可以將樣品沿著X軸或γ軸旋轉特 疋角度，然後利用影像處理的方式，來進行影像合成， 藉以解決Z軸方向之解析度過低的問題。為了達成此效 果’承載樣品的樣品載台必須要被設計成可翻轉。值得 注意的是’「翻轉（revolve)」涵蓋〇至36〇度的轉動，且 6 200928427 此轉動可以是不在顯微鏡台之平面之内，也就是轉動軸 乳並非垂直於顯微鏡台之平面。以下將說明本發明之顯 微系統之詳細構造。 圖1顯示依據本發明第一實施例之顯微系統之示意 圖 …頁示圖1之顯微系統之第一狀態。圖3顯示圖 1之顯微系統之第二狀態。如圖1至3所示，本實施例 k 之具可翻轉式載台之顯微系統包含一物鏡10及一樣品載 台14 〇 Ο 物鏡10用以會聚位於物鏡10之一側之一入射光L1 至，於物鏡10之另一側之一樣品12上，並用以會聚自 樣〇〇 12發射的一光訊號至位於物鏡1 0之這一側之一光 感測器5上。樣品載台14用以承載樣品12，樣品載台14 係被設計成可繞著實質上垂直於樣品12至物鏡1〇之一 延伸方向16之一軸線18翻轉，如圖2與3所示。樣品 12譬如是昆蟲的大腦。 *應用於共軛焦雷射掃描顯微鏡時，顯微以 更包含一氺馮 〜、一入光針孔（Aperture)2、一分光器（Beam sphtter)3、—出光針孔4及光感測器$。譬如是雷射光源 之光源1發出人射光L1依序通過人光針孔2、分光器3、 物鏡1 0而到；查搂口 1 達樣00 12以產生一反射光L2。反射光L2 通過物鏡1 〇，廿山八 並由刀光3反射通過出光針孔4而到達 光感測器5。 於一例子Φ，# 口 I , T 樣載台1 4亦被設計成可沿著延伸方 向16移動〇田lL . U此，先感測器5可以感測位於一聚焦平面 FP上之樣品]?M，士 ' 藉由使樣品載台14沿著延伸方向丨6移 7 200928427 動，可以使樣品12沿著延伸方向16 *、 1 2夕久個、处痒旦/ 動’精以使樣品 之各個木度的衫像位於聚焦平面Fp上。 圖4顯示依據本發明第二實施例之顯微系統之示意 。如圖4所不’本實施例之具可翻之； 統更包含-移動式戴台2〇,用以承载樣二?顯:動系 式載台2〇係被設計成可沿著延伸方向16移動j 樣品載台Μ就不需要具有平移的功能。移動。如此， 圖5顯示依據本發 -與第二實施財，樣C载台之-例。於第 係：σ 口戰台14可舍合μ „ 可翻轉平台24。可翻轉平台 _ 一 動地裝設於底座22上，用以承由一樞轴23而可轉 可翻轉平台則為-平板用以承載樣口口口 12。舉例而言， 圖6圖所6_顯示依據本發明之可翻轉式载台之另-例。如 圖6所不，樣品裁台14更包 力例如 有段的方式定位可翻轉平么二_疋位機構3〇，用以以 中，定位機構30包含一轉 翻『角度。於此例子 上形成有複數個凹槽32 ±及一插鎖33。轉輪31 固定在底座22上。—彈撐塊35係藉由-螺絲36 抵插鎖33。插銷33可4二定於^撐塊35上而推 於複數個翻轉角度。使用者可:二：以固定轉輪31 轉輪31可以被翻轉。轉輪31===下拉，以使 平台24同步轉動。〜 係藉由樞軸23而與可翻轉 於對稱於延伸方向^位機構3〇可將可翻轉平台24定位 中，可翻轉平二"24 ^之兩個翻轉角度。於其他實施例 轉，或由-馬達口艇動翻^透過—竭輪與一蜗桿來驅動翻

200928427 圖7顯示依據本發明之可翻 __ W 丁口之一例。由於古 倍率之顯微鏡的物鏡的放大倍率相每古 '回 =广,,。。_靠近物;：=;: 铲10其i益大㈣翻轉中的樣品裁台14會碰撞到物 甚至無法翻轉。因此，本發明採用如圖7所示之 ，1二、4番可翻轉平台24係由兩光、纖25所構成，而樣 口口載台14置放於兩光纖25上。 圖8顯示依據本發明之可翻轉平台之另一例。如圖8 所不’可翻轉平台24係由一圓柱26所構成，圓柱26上 形成有-平面27與樣品載台14接觸。此圓柱％亦可以 譬如是光纖。 藉由本發明之具可翻轉式載台之㈣系統，可以讓 樣品被翻轉。此外，藉由整合於不同翻轉角度(例如相隔 9〇度）下所收集的Z疊層圖，可重建一個在三主軸均且 f解析度之三維立體影像，而達成譬如增加解析度的功 能，或其他多樣化的影像感測功能。 在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅 用以方便說明本發明之技術内容，而非將本發明狹義地 限制：上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請 專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明 之範圍。 9 200928427 【圖式簡單說明】 圖1顯示依據本發明第一實施例之顯微系統之示意 圖。 圖2顯示圖1之顯微系統之第一狀態。 圖3顯示圖1之顯微系統之第二狀態。 、 圖4顯示依據本發明第二實施例之顯微系統之示意 ， 圖。 圖5顯示依據本發明之可翻轉式載台之一例。 @ 圖6顯示依據本發明之可翻轉式載台之另一例。 圖7顯示依據本發明之可翻轉平台之一例。 圖8顯示依據本發明之可翻轉平台之另一例。 要元件符號說 FP :聚焦平面 L1 :入射光 L2 :反射光 1 ： 光源 2 ： 入光針孔 3 ： 分光器 4 ： 出光針孔 5 ： 光感測器 10 :物鏡 12 .樣品 14 :樣品載台 16 :延伸方向 10 200928427 18 ： 軸線 20 ： 移動式載台 22 ： 底座 23 ： 樞軸 24 ： 可翻轉平台 25 ： 光纖 26 ： 圓柱 27 ： 平面 30 ： 定位機構 31 ： 轉輪 32 ： 凹槽 33 ： 插銷 34 ： 彈簧 35 ： 支撐塊 36 ： 螺絲 ❹ 11

Claims (1)

1. 200928427 十、申請專利範圍： 1· 一種具可翻轉式载台之顯微系統，包含： 一物鏡，用以會聚位於該物鏡之一側之—入 位於該物鏡之另一側之一樣品上，並用以會聚自該樣品 2射：―光訊號至位於該物鏡之該一侧之—光感二 一樣品載台，其用以承載該樣品，該樣品 設計成可繞著實質上垂直於該樣品至該物鏡之一：：： 向之一軸線旋轉。 地伸方 2·如申請專利範圍帛i項所述之具可翻 之顯微系統，其中^ # ^ + 工載口 方向移動。载口亦被設計成可沿著該延伸 申％專利範圍第1項所述之H 之顯微系統，更包含： ,κj翻轉式載台 一移動式栽台’用以承載該樣品載台， 魯 台係被設計成可沿著該延伸方向移動。 /式載 4’如申請專利範圍第][項所、十 之顯微系統，其中 所述之具可翻轉式载台 ’、T該樣σ口载台包含： 一底座；及 一可翻轉平a，姑# 承載該樣品。。 轉動地袭設於該底座上，用以 5·如申請專利範圍第4項所诚且 之顯微系統，其由 述之八可翻轉式栽A 其中该可翻轉平台係為一平板。 戰。 4專利範圍第4項 之顯微系統’ *中 ：述之-可翻轉式裁台 得十口係由兩光纖所構成。 12 200928427 7·如申請專利範圍第4項叱、， 之顯微系統，其中該可翻轉平心述之具可翻轉式栽台 圓柱上形成有一平面與該樣品载台接由觸。圓柱所構成，該 8.如申請專利範圍第4項0所述之具可翻 之顯微系統，其中該樣品載台更包含· 式載口 -定位機構，用以以有段的方3式定位該 之一翻轉角度。 得十σ ❹ 9·如中請專利範圍第8項所述之具可翻 之顯微系統’其中該定位機構可將該可翻轉平台^ 對稱於該延伸方向之兩個翻轉角度。 ； 10·如中請專職圍第4項所述之具可翻轉式載台 之顯微系統’其中該可翻轉平台係透過—蜗輪與 二 來驅動翻轉。 干 11_如申請專利範圍第4項所述之具可翻轉式載二 之顯微系統，其中該可翻轉平台係由一馬達驅動翻轉。σ 12.如申請專利範圍第1項所述之具可翻轉式載台 〇 之顯微系統，更包含一光源、一入光針孔（Aperture)、 —分光器（Beam splitter)及一出光針孔，其中該光源發出 ， 該入射光依序通過該入光針孔、該分光器、該物鏡而到 . 達該樣品以產生一反射光，該反射光通過該物鏡，並由 該分光器反射通過該出光針孔而到達該光感測器。 13