WO2005031431A1 - Mikroskopobjektiv zur totalinternen-reflexions-mikroskopie und mikroskop - Google Patents

Mikroskopobjektiv zur totalinternen-reflexions-mikroskopie und mikroskop Download PDF

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WO2005031431A1
WO2005031431A1 PCT/EP2004/052284 EP2004052284W WO2005031431A1 WO 2005031431 A1 WO2005031431 A1 WO 2005031431A1 EP 2004052284 W EP2004052284 W EP 2004052284W WO 2005031431 A1 WO2005031431 A1 WO 2005031431A1
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microscope
microscope objective
optical fiber
objective
coupling end
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PCT/EP2004/052284
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Heinrich Ulrich
Werner Knebel
Kyra MÖLLMANN
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Leica Microsystems Cms Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers

Definitions

  • the invention relates to a microscope objective, in particular for total internal reflection microscopy.
  • the invention also relates to a microscope with a microscope objective.
  • a microscope with evanescent illumination of a sample is known from US 2002/0097489 A1.
  • the microscope contains a white light source, the light of which is coupled via a slit diaphragm through the microscope objective into the specimen slide for evanescent illumination.
  • the illuminating light propagates in the slide by total internal reflection, the sample being illuminated only in the area of the evanescent field protruding from the slide.
  • Microscopes of this type are known under the term TIRFM (Total Internal Reflection Fluorescent Microscope).
  • the z-resolution of TIRF microscopes is extremely good due to the evanescent field that only projects into the sample by approx. 100 nm.
  • the objective consists of a first lens with a positive refractive power, a second lens with a negative refractive power, whereby
  • the focal length ratio between the two lenses is in the range of - 0.4 and - 0.1 and the total refractive power is greater than zero.
  • the lens contains two positive lenses, whose ratio diameter to the focal length is greater than 0.3 and less than 0.6.
  • the objective also includes a negative lens and a converging lens, the negative lens facing the front group and the focal length ratio of the negative lens and the converging lens being between ⁇ 0.5 and ⁇ 2.
  • the incident light illuminating arrangement contains an illuminating source that is polarized during operation
  • a microscope for TIRM Total Internal Reflection Microscopy
  • the microscope has a microscope housing and an objective.
  • the illuminating light emanating from an illuminating device can be coupled in via an adapter which can be inserted into the microscope housing.
  • Illumination system includes a laser light source, the light of which is coupled into an optical fiber.
  • a coupling optic is also provided, which focuses the light emerging from the fiber into a rear focal point of the microscope objective.
  • the optical fiber can be displaced in a plane perpendicular to the optical axis of the microscope objective.
  • Hf DE 102 29 935 A1 discloses a device for coupling light into a microscope. Laser light is directed onto the specimen in the light field diaphragm plane by an optical fiber coupling designed as a slide. The invention is particularly suitable for the TIRF process.
  • a sample In scanning microscopy, a sample is illuminated with a light beam in order to observe the detection light emitted by the sample, as reflection or fluorescent light.
  • Illuminating light beams are moved in a sample plane with the aid of a controllable beam deflection device, generally by tilting two mirrors, the deflection axes usually being perpendicular to one another, so that one mirror deflects in the x direction and the other in the y direction.
  • the mirrors are tilted, for example, with the help of galvanometer control elements.
  • the power of the detection light coming from the object is measured depending on the position of the scanning beam.
  • the control elements are usually equipped with sensors for determining the current mirror position. Especially in confocal scanning microscopy, an object is scanned in three dimensions with the focus of a light beam.
  • a confocal scanning microscope generally comprises a light source, focusing optics with which the light from the source is focused on a pinhole - the so-called excitation diaphragm - a beam splitter, a beam deflection device for beam control, microscope optics, a detection diaphragm and the detectors for detecting the detection - or Fluoresze ⁇ zlichtes.
  • the illuminating light is coupled in via a beam splitter.
  • the fluorescent or reflection light coming from the object comes back to the beam splitter via the beam deflection device, passes it, in order to then be focused on the detection diaphragm behind which the detectors are located.
  • This detection arrangement is called a descan arrangement. Detection light that does not originate directly from the focus region takes a different light path and does not pass through the detection diaphragm, so that one obtains point information that passes through
  • Hf sequential scanning of the object with the focus of the illuminating light beam leads to a three-dimensional image.
  • a three-dimensional image is usually achieved by taking image data in layers. It is the object of the present invention to provide a microscope objective, in particular for total internal reflection microscopy, that offers the possibility of reliable, efficient and reproducible sample illumination.
  • microscope objective which is characterized in that the microscope objective has at least one optical fiber.
  • the further object is achieved by a microscope, which is characterized in that the microscope objective has at least one optical fiber.
  • illuminating light can be coupled directly into the microscope objective through the optical fiber.
  • the optical fiber Preferably at least part of the
  • Optical fiber - for example the outcoupling end - mechanically attached in the microscope and / or on the microscope objective.
  • Optical fiber - for example the outcoupling end - mechanically attached in the microscope and / or on the microscope objective.
  • the outcoupling end is arranged in a plane conjugate to the focal plane of the microscope objective (Fourier plane).
  • Variant is particularly for creating an evanescent
  • Microscope objective several planes conjugated to the focal plane
  • the optical fiber has a coupling end into which the illuminating light can be coupled.
  • the illuminating light emerging from the coupling-out end of the optical fiber preferably runs through the optical edge region of the microscope objective.
  • the remaining area of the microscope objective is available in this variant for classic reflected light illumination (simultaneous or sequential).
  • the illuminating light emerges from the microscope objective after passing through the microscope objective at an adjustable angle to the optical axis.
  • the position of the coupling end in the microscope objective in particular the lateral distance from the optical axis, can be adjusted.
  • at least one illuminating light source is provided which emits illuminating light which can be coupled into the coupling end of the optical fiber.
  • the coupling end of the optical fiber is preferably arranged in a plane corresponding to the focal plane of the microscope objective (e.g. intermediate image plane).
  • the microscope has a beam deflection device with which the illuminating light can be directed onto the coupling end of the optical fiber.
  • the coupling end of the optical fiber can, for example, be somewhat outside the intermediate image field, so that the intermediate image is not disturbed by the presence of the optical fiber.
  • the microscope is designed as a scanning microscope, in particular as a confocal scanning microscope.
  • the illuminating light that is guided through the optical fiber can be used in particular for TIRF illumination. It is particularly advantageous that all illuminating light wavelengths, which are also available for classic confocal scanning microscopy, can be used for TIRF applications.
  • Evanescent sample illumination with illuminating light of several wavelengths can also be carried out simultaneously. A quick switch between evanescent sample illumination and sample scanning illumination can be implemented almost as quickly as desired, since the beam deflection device of a scanning microscope works very quickly.
  • Detection can be done with a camera and / or with a radio detector (e.g. confocal).
  • the microscope objective can be equipped with a plurality of optical fibers or optical fiber bundles, the outlet ends of the plurality of optical fibers can be positioned at different points in the microscope objective and used in accordance with the experiment requirements.
  • FIG. 1 shows a scanning microscope according to the invention with a microscope objective
  • Fig. 1 shows a microscope according to the invention, the confocal
  • Hf Scanning microscope is formed with a microscope objective 1, which has an optical fiber 3.
  • the optical fiber 3 has an outcoupling end 5, which is arranged inside the microscope objective 1, specifically in a Fourier plane 9 conjugated to the focal plane 7 of the microscope objective 1.
  • the scanning microscope has a light source 11, which is designed as a multi-line laser 13.
  • the illuminating light 15 generated by the illuminating light source 11 is directed by a main beam splitter 17 to a beam deflecting device 19 which contains a gimbal-mounted scanning mirror 21 ' .
  • the beam deflection device 19 guides the illuminating light through the scanning optics 23, the tube optics 25 and through the beam splitter 27 and through the microscope objective 1 over or through the sample 29, which is arranged on a specimen slide 31.
  • the detection light 33 emanating from the sample 29 arrives on the same light path, namely through the microscope objective 1, through the beam splitter 27, the tube optics 25 and through the scanning optics 23, back to the beam deflection device and to the main beam splitter 17, passes through this and the subsequent detection pinhole 35 and arrives finally to the detector 37, which is designed as a multiband detector 35.
  • TIRF illumination evanescent sample illumination
  • the illumination light 15 is directed by the beam deflection device 19 through the scanning optics 23 onto the coupling end 39 of the optical fiber 3.
  • the coupling end 39 is located in a plane 41 corresponding to the focal plane 7 of the microscope objective 1, namely an intermediate image plane 43.
  • the illuminating light 15 coupled into the optical fiber 3 runs through the edge region of the microscope objective 1 and emerges at an oblique angle to the optical axis of the microscope objective 1 the front lens 45. The angle can be adjusted by changing the distance between the exit end 5 and the optical axis 47 of the microscope objective 1.
  • the microscope objective 1 is optically coupled to the cover glass 31 via an immersion means 49.
  • a camera 51 is available, which detects the further detection light 53 emanating from the sample, which passes through the microscope objective and from the beam splitter 27 to the camera
  • Hf 51 is steered, receives.
  • Fig. 2 shows another microscope according to the invention, which is also designed as a confocal scanning microscope.
  • the beam splitter 27 that directs the further detection light 53 to the camera is arranged above the intermediate image plane 43.

Abstract

Ein Mikroskopobjektiv insbesondere zur Totalinternen-Reflexions-Mikroskopie, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskopobjektiv eine Lichtleitfaser aufweist.

Description

ikros opobjektiv zur Totalinternen-Reflexions-Mikroskopie und Mikroskop
Die Erfindung betrifft ein Mikroskopobjektiv insbesondere zur Totalinternen- Reflexions-Mikroskopie.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Mikroskop mit einem Mikroskopobjektiv.
Aus US 2002/0097489 A1 ist ein Mikroskop mit evaneszenter Beleuchtung einer Probe bekannt. Das Mikroskop beinhaltet eine Weißlichtquelle, deren Licht über eine Schlitzblende durch das Mikroskopobjektiv hindurch in den eine Probe tragenden Objektträger zur evaneszenten Beleuchtung eingekoppelt wird. Das Beleuchtungslicht pflanzt sich in dem Objektträger durch totalinterne Reflexion fort, wobei die Beleuchtung der Probe nur im Bereich des aus dem Objektträger herausragenden evaneszenten Feldes erfolgt. Mikroskope dieser Art sind unter dem Begriff TIRFM (Total Internal Reflection Fluorescent Microscope) bekannt.
Die z-Auflösung von TIRF-Mikroskopen ist aufgrund des nur ca. 100 nm in die Probe ragenden evaneszenten Feldes außerordentlich gut.
Aus DE 101 08 796 A1 ist ein hochaperturiges Objektiv, insbesondere für
TIRF-Anwendungen bekannt. Das Objektiv besteht aus einer ersten Linse mit einer positiven Brechkraft, einer zweiten Linse mit negativer Brechkraft, wobei
Hf das Brennweitenverhältnis zwischen den beiden Linsen im Bereich von - 0,4 und - 0,1 liegt und die Gesamtbrechkraft größer Null ist. Ferner beinhaltet das Objektiv zwei positive Linsen, deren Verhältnisdurchmesser zur Brennweite größer 0,3 und kleiner 0,6 ist. Ferner beinhaltet das Objektiv eine Negativlinse und einer Sammellinse, wobei die Negativlinse der Frontgruppe zugewandt ist und das Brennweitenverhältnis der Negativlinse und der Sammellinse zwischen - 0,5 und - 2 liegt.
Aus DE 102 17 098 A1 ist eine Auflichtbeleuchtungsanordnung für die TIRF- Mikroskopie bekannt. Die Auflichtbeleuchtungsanordnung beinhaltet eine Beleuchtungsquelle, die im Betrieb ein polarisiertes
Beleuchtungsstrahlenbündel abgibt, das unter einem Winkel zur optischen Achse propagiert und eine Umlenkeinrichtung, die das Beleuchtungsstrahlenbündel umlenkt und parallel zur optischen Achse in das Objektiv einkoppelt. Es ist bei dieser Auflichtbeleuchtungsanordnung vorgesehen, dass das von der Beleuchtungsquelle abgegebene Beleuchtungsstrahlenbündel s- und p-Polarisationsrichtungen mit einer Phasendifferenz aufweist und die Umlenkeinrichtung das Beleuchtungsstrahlenbündel x-mal reflektiert, wobei x = (n x 180 °- d)/60 °.
Aus DE 101 43 481 A1 ist ein Mikroskop zur TIRM (Total Internal Reflection Microscopy) bekannt. Das Mikroskop weist ein Mikroskopgehäuse und ein Objektiv auf. Das von einer Beleuchtungseinrichtung ausgehende Beleuchtungslicht kann über einen in das Mikroskopgehäuse einschiebbaren Adapter eingekoppelt werden.
Aus US 2004/0001253 A1 ist ein Mikroskop mit einem optischen Beleuchtungssystem, das ein einfaches Umschalten zwischen evaneszenter Beleuchtung und Reflektionsbeleuchtung ermöglicht. Das
Beleuchtungssystem beinhaltet eine Laserlichtquelle, deren Licht in eine optische Faser eingekoppelt wird. Ferner ist eine Auskoppeloptik vorgesehen, die das aus der Faser austretende Licht in einen hinteren Brennpunkt des Mikroskopobjektivs fokussiert. Die optische Faser ist in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des Mikroskopobjektivs verschiebbar.
Hf Aus DE 102 29 935 A1 ist eine Einrichtung zur Einkopplung von Licht in einem Mikroskop bekannt. Dabei wird in der Leuchtfeldblendenebene durch eine als Schieber ausgeführte Lichtleitfaser-Einkopplung Laserlicht auf das Präparat gerichtet. Die Erfindung ist insbesondere für das TIRF- Verfahren geeignet.
In der Rastermikroskopie wird eine Probe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, um das von der Probe emittierte Detektionslicht, als Reflexions- oder Fluoreszenzlicht, zu beobachten. Der Fokus eines
Beleuchtungslichtstrahlenbündels wird mit Hilfe einer steuerbaren Strahlablenkeinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Probenebene bewegt, wobei die Ablenkachsen meist senkrecht aufeinander stehen, so dass ein Spiegel in x-, der andere in y-Richtung ablenkt. Die Verkippung der Spiegel wird beispielsweise mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen bewerkstelligt. Die Leistung des vom Objekt kommenden Detektionslichtes wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung ausgerüstet. Speziell in der konfokalen Rastermikroskopie wird ein Objekt mit dem Fokus eines Lichtstrahls in drei Dimensionen abgetastet. Ein konfokales Rastermikroskop umfasst im Allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende - die sog. Anregungsblende - fokussiert wird, einen Strahlteiler, eine Strahlablenkeinrichtung zur Strahlsteuerung, eine Mikroskopoptik, eine Detektionsblende und die Detektoren zum Nachweis des Detektions- bzw. Fluoreszeπzlichtes. Das Beleuchtungslicht wird über einen Strahlteiler eingekoppelt. Das vom Objekt kommende Fluoreszenz- oder Reflexionslicht gelangt über die Strahlablenkeinrichtung zurück zum Strahlteiler, passiert diesen, um anschließend auf die Detektionsblende fokussiert zu werden, hinter der sich die Detektoren befinden. Diese Detektionsanordnung wird Descan-Anordnung genannt. Detektionslicht, das nicht direkt aus der Fokusregion stammt, nimmt einen anderen Lichtweg und passiert die Detektionsblende nicht, so dass man eine Punktinformation erhält, die durch
Hf sequentielles Abtasten des Objekts mit dem Fokus des Beleuchtungslichtstrahlenbündels zu einem dreidimensionalen Bild führt. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Bilddatennahme erzielt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Mikroskopobjektiv, insbesondere zur Totalinternen-Reflexions-Mikroskopie anzugeben, dass die Möglichkeit einer zuverlässigen, effizienten und reproduzierbaren Probenbeleuchtung ihm bietet.
Diese Aufgabe wird durch ein Mikroskopobjektiv gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mikroskopobjektiv zumindest eine Lichtleitfaser aufweist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Mikroskop anzugeben, dass eine effiziente, zuverlässige und reproduzierbare Möglichkeit zur Probenbeleuchtung, insbesondere zur Totalintemen-Reflexions- Mikroskopie bietet.
Die weitere Aufgabe wird durch ein Mikroskop gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mikroskopobjektiv zumindest eine Lichtleitfaser aufweist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Mikroskopobjektivs ist durch die Lichtleitfaser Beleuchtungslicht unmittelbar in das Mikroskopobjektiv einkoppelbar. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der
Lichtleitfaser - beispielsweise das Auskoppelende - mechanisch im Mikroskop und/oder am Mikroskopobjektiv befestigt. In einer besonders bevorzugten
Variante ist das Auskoppelende in einer zur Fokalebene des Mikroskopobjektivs konjugierten Ebene (Fourierebene) angeordnet. Diese
Variante ist insbesondere zur Erzeugung einer evaneszenten
Probenbeleuchtung besonders geeignet. Für den Fall, dass das
Mikroskopobjektiv mehrere zur Fokalebene konjugierte Ebenen
(Fourierebenen) beinhaltet, ist es von besonderem Vorteil, das Auskoppelende in der der Frontlinse am nächsten gelegenen Fourierebene anzuordnen.
Hf Insbesondere zur Erzeugung einer evaneszenten Probenbeleuchtung, bei der das Beleuchtungslicht unter schrägem Winkel in einen Objektträger bzw. in ein Deckglas eingekoppelt werden muss, ist es besonders vorteilhaft, das Auskoppelende mit einer lateralen Ablage zur optischen Achse des Mikroskopobjektivs anzuordnen.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Lichtleitfaser ein Einkoppelende auf, in das Beleuchtungslicht einkoppelbar ist.
Vorzugsweise verläuft das aus dem Auskoppelende der Lichtleitfaser austretende Beleuchtungslicht durch den optischen Randbereich des Mikroskopobjektivs. Der übrige Bereich des Mikroskopobjektivs steht in dieser Variante für eine klassische Auflichtbeleuchtung (simultan oder sequentiell) zur Verfügung.
Vorzugsweise insbesondere zur Realisierung einer evaneszenten Probenbeleuchtung tritt das Beleuchtungslicht nach Durchlaufen des Mikroskopobjektivs unter einem einstellbaren Winkel zur optischen Achse aus dem Mikroskopobjektiv aus. Zur Einstellung des Winkels ist die Position des Auskoppelendes im Mikroskopobjektiv, insbesondere der laterale Abstand zur optischen Achse einstellbar. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops ist zumindest eine Beleuchtungslichtquelle vorgesehen, die Beleuchtungslicht emittiert, das in das Einkoppelende der Lichtleitfaser einkoppelbar ist. Vorzugsweise ist das Einkoppelende der Lichtleitfaser in einer zur Fokalebene des Mikroskopobjektivs korrespondierenden Ebene (z.B. Zwischenbildebene) angeordnet.
In einer besonderen Ausgestaltungsvariante weist das Mikroskop eine Strahlablenkeinrichtung auf, mit der das Beleuchtungslicht auf das Einkoppelende der Lichtleitfaser richtbar ist. Das Einkoppelende der Lichtleitfaser kann in dieser Ausgestaltungsvariante beispielsweise etwas außerhalb des Zwischenbildfeldes liegen, so dass das Zwischenbild durch das Vorhandensein der Lichtleitfaser nicht gestört wird.
Hf In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das Mikroskop als Rastermikroskop, insbesondere als konfokales Rastermikroskop ausgeführt. In dieser Variante kann das Beleuchtungslicht, dass durch die Lichtleitfaser geführt wird, insbesondere zur TIRF-Beleuchtung verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass alle Beleuchtungslichtwellenlängen, die auch für die klassische konfokale Rastermikroskopie verfügbar sind, für die TIRF-Anwendungen nutzbar sind. Auch eine evaneszente Probenbeleuchtung mit Beleuchtungslicht mehrerer Wellenlängen ist simultan ausführbar. Ein schnelles Umschalten zwischen evaneszenter Probenbeleuchtung und einer Probenabrasterbeleuchtung ist nahezu beliebig schnell realisierbar, da die Strahlablenkeinrichtung eines Rastermikroskops sehr schnell arbeitet.
Bei einem konfokalen Rastermikroskop ist beispielsweise ein schnelles Umschalten von Photoaktivierung oder Photorelease und evaneszenter Beleuchtung ermöglicht. Eine Detektion kann sowohl mit einer Kamera und/oder mit einem Funkdetektor (z.B. konfokal) erfolgen.
Erfindungsgemäß kann das Mikroskopobjektiv mit mehreren Lichtleitfasern oder Lichtleitfaserbündeln ausgerüstet sein, die Austrittsenden der mehreren Lichtleitfasern können im Mikroskopobjektiv an verschiedenen Stellen positioniert sein und entsprechend der Experimentanforderungen verwendet werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleich wirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen: Fig. 1 Ein erfindungsgemäßes Rastermikroskop mit einem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv und
Fig. 2 Ein weiteres Mikroskop mit einem erfindungsgemäßen
Mikroskopobjektiv.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Mikroskop, das als konfokales
Hf Rastermikroskop ausgebildet ist, mit einem Mikroskopobjektiv 1 , das eine Lichtleitfaser 3 aufweist. Die Lichtleitfaser 3 weist ein Auskoppelende 5 auf, das innerhalb des Mikroskopobjektivs 1 angeordnet ist und zwar in einer zur Fokalebene 7 des Mikroskopobjektivs 1 konjugierten Fourierebene 9. Das Rastermikroskop weist eine Lichtquelle 11 , die als Mehrlinienlaser 13 ausgebildet ist, auf. Das von der Beleuchtungslichtquelle 11 erzeugte Beleuchtungslicht 15 wird von einem Hauptstrahlteiler 17 zu einer Strahlablenkeinrichtung 19, die einen kardanisch aufgehängten Scanspiegel 21 ' beinhaltet, gelenkt. Zum Abrastern der Probe führt die Strahlablenkeinrichtung 19 das Beleuchtungslicht durch die Scanoptik 23, die Tubusoptik 25 und durch den Strahlteiler 27 sowie durch das Mikroskopobjektiv 1 über bzw. durch die Probe 29, die auf einem Objektträger 31 angeordnet ist. Das von der Probe 29 ausgehende Detektionslicht 33 gelangt auf dem selben Lichtweg, nämlich durch das Mikroskopobjektiv 1 , durch den Strahlteiler 27, die Tubusoptik 25 sowie durch die Scanoptik 23 zurück zur Strahlablenkeinrichtung und zum Hauptstrahlteiler 17, passiert diesen und die nachfolgende Detektionslochblende 35 und gelangt schließlich zum Detektor 37, der als Multibanddetektor 35 ausgeführt ist. Zur Realisierung einer evaneszenten Probenbeleuchtung (TIRF-Beleuchtung) wird das Beleuchtungslicht 15 von der Strahlablenkeinrichtung 19 durch die Scanoptik 23 hindurch auf das Einkoppelende 39 der Lichtleitfaser 3 gelenkt. Das Einkoppelende 39 befindet sich in einer zur Fokalebene 7 des Mikroskopobjektivs 1 korrespondierenden Ebene 41 , nämlich einer Zwischenbildebene 43. Das in die Lichtleitfaser 3 eingekoppelte Beleuchtungslicht 15 verläuft durch den Randbereich des Mikroskopobjektivs 1 und tritt unter einem schrägem Winkel zur optischen Achse des Mikroskopobjektivs 1 aus der Frontlinse 45 aus. Der Winkel ist durch Verändern des Abstandes des Austrittsendes 5 zur optischen Achse 47 des Mikroskopobjektivs 1 einstellbar. Das Mikroskopobjektiv 1 ist über ein Immersionsmittel 49 optisch an das Deckglas 31 angekoppelt. Zur Erzeugung eines Abbildes der evaneszent beleuchteten Probe 29 steht eine Kamera 51 zur Verfügung, die das von der Probe ausgehende weitere Detektionslicht 53, das durch das Mikroskopobjektiv verläuft und vom Strahlteiler 27 zur Kamera
Hf 51 gelenkt wird, empfängt.
Fig. 2 zeigt ein anderes erfindungsgemäßes Mikroskop, das ebenfalls als konfokales Rastermikroskop ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsvariante ist der das weitere Detektionslicht 53 zur Kamera lenkende Strahlteiler 27 oberhalb der Zwischenbildebene 43 angeordnet.
Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Hf Bezugszeichenliste:
1 Mikroskopobjektiv 3 Lichtleitfaser 5 Auskoppelende
7 Fokalebene
9 Fourierebene
11 Lichtquelle
13 Mehrlinienlaser 15 Beleuchtungslicht
17 Hauptstrahlteiler
19 Strahlablenkeinrichtung
21 Scanspiegel
23 Scanoptik 25 Tubusoptik
27 Strahlteiler
29 Probe
31 Objektträger
33 Detektionslicht 35 Detektionslochblende
37 Detektor
39 Einkoppelende
41 zur Fokalebene 7 korrespondierende Ebene
43 Zwischenbildebene 45 Frontlinse
Hf 47 optische Achse
49 Immersionsmittel
51 Kamera
53 Detektionslicht
Hf

Claims

Patentansprüche
1. Mikroskopobjektiv insbesondere zur Totalinternen-Reflexions-
Mikroskopie, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskopobjektiv zumindest eine Lichtleitfaser aufweist.
2. Mikroskopobjektiv nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Lichtleitfaser Beleuchtungslicht unmittelbar in das Mikroskopobjektiv einkoppelbar ist.
3. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Lichtleitfaser mechanisch im Mikroskopobjektiv und/oder am Mikroskopobjektiv befestigt ist.
4. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaser ein Auskoppelende aufweist, dass im Mikroskopobjektiv angeordnet ist.
5. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskoppelende in einer zur Fokalebene des
Mikroskopobjektiv konjugierten Ebene (Fourierebene) angeordnet ist.
6. Mikroskopobjektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskoppelende in einer zur Fokalebene des Mikroskopobjektiv konjugierten Ebene (Fourierebene) angeordnet ist, die der Frontlinse des Mikroskopobjektiv am nächsten ist.
7. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskoppelende mit einer lateralen Ablage zur optischen Achse des Mikroskopobjektiv angeordnet ist.
8. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaser ein Einkoppelende aufweist, in das
Beleuchtungslicht einkoppelbar ist.
9. Mikroskopobjektiv nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Auskoppelende der Lichtleitfaser austretendes
Hf Beleuchtungslicht durch den optischen Randbereich des Mikroskopobjektiv verläuft.
10. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht nach Durchlaufen des Objektivs unter einem einstellbaren Winkel zur optischen Achse aus dem Objektiv austritt.
11. Mikroskopobjektiv nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Auskoppelendes im Mikroskopobjektiv zur Einstellung des Winkels veränderbar ist.
12. Mikroskop mit einem Mikroskopόbjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskopobjektiv zumindest eine Lichtleitfaser aufweist.
13. Mikroskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Lichtleitfaser Beleuchtungslicht unmittelbar in das Mikroskopobjektiv einkoppelbar ist.
14. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Lichtleitfaser mechanisch im Mikroskopobjektiv und/oder am Mikroskopobjektiv befestigt ist.
15. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaser ein Auskoppelende aufweist, dass im Mikroskopobjektiv angeordnet ist.
16. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12„ bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskoppelende in einer zur Fokalebene des Mikroskopobjektiv konjugierten Ebene (Fourierebene) angeordnet ist.
17. Mikroskop nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskoppelende in einer zur Fokalebene des Mikroskopobjektiv konjugierten
Ebene (Fourierebene) angeordnet ist, die der Frontlinse des Mikroskopobjektiv am nächsten ist.
18. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskoppelende mit einer lateralen Ablage zur optischen Achse des Mikroskopobjektiv angeordnet ist.
Hf
19. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaser ein Einkoppelende aufweist, in das Beleuchtungslicht einkoppelbar ist.
20. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Auskoppelende der Lichtleitfaser austretendes
Beleuchtungslicht durch den optischen Randbereich des Mikroskopobjektiv verläuft.
21. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht nach Durchlaufen des Objektivs unter einem einstellbaren Winkel zur optischen Achse aus dem Objektiv austritt.
22. Mikroskop nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Auskoppelendes im Mikroskopobjektiv zur Einstellung des Winkels veränderbar ist.
23. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop zumindest eine Beleuchtungslichtquelle aufweist, die Beleuchtungslicht emittiert, das in das Einkoppelende der Lichtleitfaser einkoppelbar ist.
24. Mikroskop nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkoppelende der Lichtleitfaser in einer zur
Fokalebene des Mikroskopobjektivs korrespondierenden Ebene angeordnet ist.
25. Mikroskop nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkoppelende der Lichtleitfaser in einer Zwischenbildebne des Mikroskops angeordnet ist.
26. Mikroskop nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop eine Strahlablenkeinrichtung aufweist mit der das Beleuchtungslicht auf das Einkoppelende der Lichtleitfaser richtbar ist.
27. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch
Hf gekennzeichnet, dass das durch die Lichtleitfaser transportierte Beleuchtungslicht zur TIRF Beleuchtung dient.
28. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der Beleuchtungslichtquelle zur TIRF Beleuchtung in die Lichtleitfaser einkoppelbar ist und zur direkten Probenbeleuchtung an der Lichtleitfaser vorbei führbar ist.
29. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop ein Rastermikroskop umfasst.
30. Mikroskop nach einem der Ansprüche 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop ein konfokales Rastermikroskop umfasst.
Hf
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