WO2018002011A1 - Lasermikrodissektionsverfahren und lasermikrodissektionssysteme - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of performing a laser microdissection to cut a dissectate from a sample using a laser, and to a laser microdissection system for performing a laser microdissection.
- laser microdissection refers to a method by which a particular portion of a sample (e.g., individual cells, cell clusters, or tissue section), a so-called dissectate, is cut out of the sample using a focused laser beam.
- the sample may be provided on a planar support, such as a glass slide or a polymer film.
- the dissectate after being cut from the sample, falls in a downward direction by gravity into a collection vessel. The dissectate is available after the cut for further biological or medical (eg histological) examinations.
- no collection vessel is provided in the laser microdissection system in the position in which the dissectate falls, e.g.
- the invention relates to a method for performing a laser microdissection to cut a dissectate from a sample using a laser, and to a laser microdissection system for performing a laser microdissection having the features of the independent claims. Further advantages and embodiments of the invention will be apparent from the description and the attached figures.
- the method according to the invention comprises the steps of providing the sample in a light path of an illumination system; the illumination of the sample by means of the illumination system; the detection of light emanating from the sample by means of a detector; the analysis of the light detected by the detector; determining, on the basis of the analysis, whether a collection vessel for collecting the dissectate is provided in a predetermined collection position in which the dissectate is collected in the collection vessel after being cut from the sample; and initiating laser cutting of the dissectate from the sample only if it is determined that the collection vessel is in the predetermined collection position.
- light emanating from the sample may be light transmitted through the sample and / or light reflected from the sample and / or light re-emitted from the sample.
- the invention thus provides the possibility of reliably, easily and automatically determining whether a collection vessel is provided in the collection position of the laser microdissection system. As long as no collecting vessel is detected, the laser cutting process is not started. Consequently, it can be prevented that the laser cutting process is started by mistake without a collecting vessel in the
- the corresponding laser micro dissection system automatically checks whether a collection vessel is provided in the collection position without additional effort by the user.
- the determination and the analysis are carried out in particular by a control unit of the laser microdissection system, which expediently also controls the laser.
- the determination can thus easily be integrated into the regular control of the microdissection process.
- a desired part of the sample, which is to be cut as a dissectate can be selected by a user in particular.
- the control unit can also be designed to determine parameters according to which the laser is controlled in order to cut the dissectate out of the sample.
- the illumination system is expediently part of a microscope, in particular a transmitted-light microscope and / or a reflected-light microscope.
- a microscope in particular a transmitted-light microscope and / or a reflected-light microscope.
- an enlarged image of the sample or of a part of the sample of interest can be determined by means of such a microscope.
- the user selects the desired part of the sample to be cut as a dissect, using such an enlarged image.
- the predetermined collection position in which the collection vessel is provided is arranged in the light path of the illumination system. Consequently, when the collecting vessel is arranged in this predetermined collection position, the light detected by the detector is influenced or acted on in a special way by the collecting vessel.
- This change in light properties is characteristic, for example, of the specific type of collection vessel, illumination and / or contrasting process. Consequently, the light detected by the detector can be used for a determination as to whether the collecting vessel is provided in the collecting position. Accordingly, in the course of such determination, the detected light is appropriately analyzed for this change in the light characteristics caused by the collecting vessel.
- the detected light is, for example, less bright or brighter and / or has a lower intensity and / or is no longer focused on the detector. A change in the frequency spectrum could also be observed.
- the sample is illuminated by means of the illumination system in the course of transmitted light illumination and / or incident light illumination.
- transmitted illumination the sample is illuminated, in particular, from below (with respect to the detector). Light transmitted through the sample is advantageously detected by the detector.
- the sample is expediently illuminated from above or above.
- the sample may reflect a portion of the illumination light and / or may be excited by the illumination light so that the sample emits light again. This reflected or re-emitted light is preferably detected by means of the detector.
- the analysis comprises a comparison of the light detected by the detector in a first mode, in which it is known that no collection vessel is provided in the predetermined collection position, with light detected by the detector in a second mode assumed or assumed that a collection vessel is provided in the predetermined collection position.
- the laser microdissection process according to the invention is carried out as follows: In a first mode, the sample is initially in the light path of the
- Lighting system provided.
- the sample is analyzed by means of the illumination system. illuminated.
- Light transmitted through the sample in the case of transmitted light illumination
- / or light emitted by the sample in the case of incident light illumination
- no collection vessel is provided to effectively illuminate the sample.
- the user expediently selects a desired part of the sample to be cut as a dissekat.
- the collection vessel is arranged manually or automatically in the predetermined collection position in the light path of the illumination system.
- a second mode light is detected by the detector.
- the determination of whether the collection vessel is actually provided in the collection position is then performed by comparing the light detected in the second mode with the light detected in the first mode.
- the detected light is influenced in a specific way so that changes of specific features can be determined, e.g., a change in brightness, frequency, etc.
- Specific features may be determined, for example, during a calibration process or learning process.
- This calibration process can be carried out, for example, in the course of a manufacturing process of the corresponding laser microdissection system or the special collection vessel.
- the collection vessel may in particular be examined and a specific feature of the detected light may be accurately determined.
- the determination of whether the collection vessel is provided in the predetermined collection position is based on a detection of a difference in the brightness of the light detected by the detector, which is caused because the collection vessel is provided in the light path of the illumination system. It is preferably determined that the collecting vessel is in the are intended collection point if this difference in brightness is detected. Brightness is a preferred example of a particular feature that changes by providing the collection vessel in the light path of the lighting system.
- the brightness of the detected light is reduced in particular by a specific value if the collecting vessel is provided in the light path of the transmitted light illumination system, since the collecting vessel is not in particular made of a completely transparent material, for example a plastic material. Consequently, the light emitted from the sample is reduced.
- the brightness of the detected light is increased in particular when the collecting vessel is provided in the light path of the reflected-light illumination system, since the collecting vessel expediently reflects light and / or emits light again, eg. Due to autofluorescence.
- part of the light from the illumination system may be transmitted through the sample and may impact the collection vessel.
- a portion of this light may be reflected by the collection vessel in the direction of the sample, may be transmitted through the sample, and may be detected by the detector. This light also emanates from the sample, thus increasing all the light emanating from the sample.
- control unit prefferably analyze the detected light for differences in brightness by an exposure time of the corresponding one
- Adjust detector for example during a cutting process.
- the invention further relates to a laser microdissection system for performing a laser microdissection with a laser adapted to cut a dissectate from a sample; a lighting system configured to emit light along a light path; a detector that is designed to detect light emanating from the sample provided in the light path of the illumination system; and a control unit configured to perform an analysis of the light detected by the detector configured to perform a determination based on the analysis of whether a collection vessel for collecting the dissectate is provided in a predetermined collection position in which the dissectate is collected in the collection vessel after it is cut from the sample and is adapted to initiate laser cutting of the dissectate from the sample only if it is determined that the collection vessel is in the predetermined collection position.
- the laser microdissection system according to the invention is in particular designed to carry out the method according to the invention as well as preferred embodiments of this method. Analogous to the above description of the methods according to the invention, this laser microdissection system according to the invention provides the possibility of easily and automatically determining whether a collecting vessel is provided in the predetermined collecting position.
- the control unit is further configured to control the laser and the cutting process. The determination can thus be easily incorporated into the regular control of the microdissection process.
- the illumination system is preferably a transmitted light illumination system and / or an incident illumination system.
- control unit is further designed, in the course of the analysis, to detect light detected by the detector in a first mode, in which no collecting vessel is provided in the predetermined collecting position, with light generated by means of of the detector is detected in a second mode assuming that a collection vessel is provided in the predetermined collection position.
- control unit is further configured to determine whether the collection vessel is provided in the predetermined collection position based on detection of a decrease in the brightness of the light detected by the detector caused by the collection vessel in the Light path of the illumination system is provided to perform.
- FIG. 1 A first figure
- Fig. 1 shows schematically a preferred embodiment of a laser microdissection system according to the invention, which is designed to carry out a preferred embodiment of a method according to the invention
- Fig. 2 shows schematically a preferred embodiment of a method according to the invention as a block diagram
- Fig. 3 shows schematically elements of a preferred embodiment of a laser microdissection system according to the invention, which is designed to carry out a preferred embodiment of a method according to the invention.
- FIG. 1 schematically shows a preferred embodiment of a laser microdissection system 100 according to the invention, which is designed to carry out a preferred embodiment of a method according to the invention.
- the laser microdissection system 100 is configured to perform a laser microdissection to cut a dissectate using a laser 22 from a sample 4 during a cutting process.
- the sample 4 is arranged, for example, on a lower surface of a sample holder 3.
- the laser microdissection system 100 includes an x-y table 2 that can be moved by a motor.
- the sample holder 3 and hence the sample 4 can be placed on this x-y table 2.
- the laser microdissection system 100 further comprises a lighting system 5 in the form of a transmitted-light illumination system and an illumination system 7 in the form of an incident-light illumination system.
- the illumination systems 5 and 7 are designed to emit light from a transmitted light source 5a or an incident light source 7a along a light path 10a or 10b. Accordingly, when the sample holder 3 containing the sample 4 is placed on the x-y stage 2, the sample 4 is provided in the light paths 10a and 10b of the illumination systems 5 and 7.
- the sample 4 can be illuminated by means of the transmitted light illumination system 5 and / or by means of the incident light illumination system 7.
- Light emanating from the sample 4 is detected by means of a detector 17.
- transmitted light illumination light which is transmitted through the sample 4 is detected, in particular by means of the detector 17.
- epi-illumination light reflected and / or re-emitted by the sample 4 is detected by the detector 17.
- the illumination systems 5 and 7 may be a part of a microscope 1, which may be constructed in particular as transmitted and / or incident light microscope.
- Microscope 1 may be an enlarged image of the sample 4 or part of the sample 4 be detected by the detector 17 and output to the user on a monitor 18.
- the transmitted light illumination system 5 is arranged, for example, on a microscope stand 8 below the x-y stage 2 and consequently below the sample 4.
- the incident illumination system 7 can be arranged above the x-y stage 2 and consequently above the sample 4.
- the microscope 1 comprises at least one objective 9, which is arranged above the x-y table 2 and consequently above the sample 4.
- the objective 9 defines an optical axis which is aligned with the optical axis of the transmitted light illumination system 5 and the incident light illumination system 7.
- Light emitted by the transmitted-light illumination system 5 is directed from below a condenser 11 onto the sample holder 3 arranged on the x-y stage 2 with the sample 4.
- the light penetrating the sample 4 passes to the objective 9 of the microscope 1.
- the light is supplied to an eyepiece 20 via lenses (not shown) and mirrors and / or prisms.
- Light emitted from the light source 7a of incident light illumination system 7 is transmitted to an optical system 12 by means of a first beam splitter 13a, e.g. B. a dichromatic divider, passed.
- a second beam splitter 13b, z. B. also a dichromatic divider the light of the illumination system 7 is coupled into the light path of the microscope 1 to illuminate the sample 4 from above.
- the detector 17 is connected to the microscope 1 and a control unit 6. By means of this control unit 6, the enlarged image of the sample or a part of the
- the user may select a desired part of the sample 4 to be cut as a dissectate in the course of the cutting process.
- the tax- Unit 6 may control the laser 22 accordingly to cut this desired portion of the sample.
- a collection vessel 19 is provided in a predetermined collection position on the x-y stage 2 below the sample holder 3 and thus below the sample 4.
- the dissectate separates from the sample and falls in a downward direction due to gravity, it is collected in the collection vessel 19 at the predetermined collection position.
- the laser microdissection system 100 in particular the control unit 6, is designed to carry out a preferred embodiment of a method according to the invention, for example by executing a corresponding software.
- the cutting process is initiated only when the collecting vessel 19 is detected as being provided in the predetermined collecting position, as will be explained below with reference to FIGS. 2 and 3.
- a laser beam 21 is emitted from the laser 22, the z. B. may be a UV laser 22.
- the laser beam 21 is guided into the optical system 12, which comprises optical elements 14, 15 and 16.
- An aperture unit 14 may include, for example, an iris diaphragm or a selection of a number of different pinholes.
- a focusing unit 15 can be used to compensate for different focus positions in a different spectral range. The focusing unit 15 may also be used to select a particular focus position or a continuous change in the focus position of the laser focus during the cutting operation.
- a damper unit 16 can change in the angular position. attenuation is based on the principle of interference.
- the laser beam 21 is coupled into the light path 10a of the microscope 1 via the beam splitter 13b.
- the aperture unit 14, the focusing unit 15 and the damper unit 16 can be changed in their position and / or size by control signals from the control unit 6.
- the control unit 6 can influence the laser beam 21 to accurately cut the dissectate out of the sample 4.
- the sample 4 is cut in particular by means of individual laser pulses.
- the control unit 6 can synchronize the laser pulses with the changes of the optical elements 14, 15 and 16 and the movements of the xy stage 2.
- the last laser pulse of the cutting process may be a pulse having a relatively wide aperture of the laser beam 21 to cut the last portion of the cut line and separate the dissectate from the sample 4, which then falls downwardly toward the collection vessel 19. After the dissectate is cut from the sample 4, it is collected in the collecting vessel 19 at the predetermined collecting position.
- Fig. 2 shows schematically a preferred embodiment of a method according to the invention as a block diagram.
- step 201 the sample 4 is provided in the light path 10a of the illumination system 5 and in the light path 10b of the incident illumination system 7, respectively.
- the sample holder 3 is placed on the x-y table 2.
- step 202 the lighting system 5 is activated.
- the sample 4 is thus illuminated by the illumination system 5, and light transmitted through the sample 4 is detected by the detector 17.
- a corresponding enlarged image of the sample 4 is output to the user on the monitor 18.
- the illumination system 7 can be activated.
- the sample 4 reflects a part of the light through the illumination 7.
- the sample 4 can be excited by a part of the light and can emit light itself again. The reflected and re-emitted light is detected by the detector 17.
- step 203 the user selects the desired part of the sample 4 to be cut as a dissectate during the cutting process.
- Light detected by the detector 17 during these steps 202 and 203 is detected in a first mode in which it is known that no collection vessel is provided in the predetermined collection position.
- a first brightness value of the detected light is detected in this first mode.
- the collection vessel 19 is automatically or manually placed in the predetermined collection position in step 204. By pressing a special button on the touch screen 18, for example, the collecting vessel 19 can be automatically provided and positioned by a corresponding positioning system.
- an analysis 210 is performed by the control unit 6.
- the control unit 6 analyzes the light detected by the detector 17.
- the control unit 6 makes a determination 220 as to whether the collecting vessel 19 is provided in the predetermined collecting position. This determination 220 is performed on the basis of this analysis 210.
- the detected light is analyzed for specific changes, preferably a specific difference of the brightness, which is caused by the collecting vessel 19 being provided in the light path of the illumination system 5 or 7.
- the light is detected by means of the detector 17 in step 205 in a second mode, in which it is assumed that the collecting vessel 19 is provided in the predetermined collecting position.
- a second brightness value of the detected light is detected in this second mode.
- step 206 the control unit 6 compares the light detected in the first mode with this light detected in the second mode.
- the first brightness value is compared with the second brightness value. In the course of this comparison, it is specifically evaluated whether the brightness is reduced or increased by a corresponding specific threshold.
- the brightness of the detection light is reduced by a corresponding threshold value when the collecting vessel 19 is provided in the predetermined collective position in the light path 10 a of the illumination system 5.
- the brightness is appropriately increased by a corresponding threshold value when the collecting vessel 19 is provided in the predetermined collecting position in the light path 10b of the reflected-light illumination system 7.
- step 206 when the specific difference of the brightness is detected in step 206, it is concluded that a collecting vessel 19 is provided in the predetermined collecting position, and the control unit 6 initiates the laser cutting process in step 207.
- step 208 the control unit 6 controls the cutting process and cuts the dissectate out of the sample 4.
- FIG. 3 some elements of the laser microdissection system of Fig. 1 are shown schematically.
- the sample 4 is illuminated by means of the transmitted light illumination system 5.
- Fig. 3a characterizes the light detected in the first mode, in which it is known that no collecting vessel 19 is provided in the predetermined collecting position.
- FIG. 3 b characterizes the light detected in the second mode, in which the collecting vessel 19 is provided in the predetermined collecting position in the optical path 10 a of the transmitted-light illumination system 5.
- FIG. 3a an image 18a that can be taken by the detector 17 in the first mode is shown schematically.
- the image 18a can be shown on the monitor 18 to the user.
- FIG. 3b schematically shows a corresponding image 18b which can be recorded by the detector 17 in the second mode, when light transmitted through the assembled collecting vessel 19 and through the sample 4 is detected.
- the brightness of the image 18b is reduced due to the mounted receptacle 19 relative to the image 18a.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Durchführen einer Lasermikrodissektion, um ein Dissektat aus einer Probe (4) unter Verwendung eines Lasers (22) zu schneiden, mit den Schritten der Bereitstellung der Probe (4) in einem Lichtweg (10) eines Beleuchtungssystems (5, 7); der Beleuchtung der Probe (4) mittels des Beleuchtungssystems (5, 7); der Detektion von Licht, das von der Probe (4) ausgeht, mittels eines Detektors (17); der Analyse des durch den Detektor (17) detektierten Lichts; der Bestimmung auf der Basis der Analyse, ob ein Sammelgefäß (19) zum Sammeln des Dissekats in einer vorbestimmten Sammelposition bereitgestellt ist, in der das Dissektat im Sammelgefäß (19) gesammelt wird, nachdem es aus der Probe (4) geschnitten ist; und der Einleitung des Laserschneidens des Dissektats aus der Probe (4) nur dann, wenn festgestellt wird, dass sich das Sammelgefäß (19) in der vorbestimmten Sammelposition befindet.
Description
Lasermikrodissektionsverfahren und Lasermikrodissektionssysteme
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Durchführen einer Lasermikrodissektion, um ein Dissektat aus einer Probe unter Verwendung eines Lasers zu schneiden, und auf ein Lasermikrodissektionssystem zum Durchführen einer Lasermikrodissektion.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Biologie und Medizin bezeichnet die Lasermikrodissektion ein Verfahren, mit dem ein bestimmter Teil einer Probe (beispielsweise individuelle Zellen, Zellencluster oder ein Gewebeabschnitt), ein sogenanntes Dissektat, unter Verwendung eines fokussierten Laserstrahls aus der Probe geschnitten wird. Für diesen Zweck kann die Probe auf einem planaren Träger, beispielsweise einem Glasprobenträger oder einem Polymerfilm, bereitgestellt werden. In typischen An- Ordnungen fällt das Dissektat, nachdem es aus der Probe geschnitten ist, in einer Abwärtsrichtung aufgrund der Schwerkraft in ein Sammelgefäß. Das Dissektat steht nach dem Schnitt für weitere biologische oder medizinische (beispielsweise histologische) Untersuchungen zur Verfügung. Wenn jedoch kein Sammelgefäß im Lasermikrodissektionssystem in der Position vorgesehen ist, in der das Dissektat fällt, z. B. da ein Benutzer vergessen hat, das Gefäß vor dem Beginn des Schneidprozesses bereitzustellen, geht das Dissektat sehr wahrscheinlich verloren. Daher ist es erwünscht, Lasermikrodissektionssyste-
me und Lasermikrodissektionsverfahren zu verbessern, so dass dieser Nachteil verhindert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Durchführen einer Lasermikro- dissektion, um ein Dissektat aus einer Probe unter Verwendung eines Lasers zu schneiden, und auf ein Lasermikrodissektionssystem zum Durchführen einer La- sermikrodissektion mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere Vor- teile und Ausführungsformen der Erfindung werden aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren ersichtlich.
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst die Schritte des Vorsehens der Probe in einem Lichtweg eines Beleuchtungssystems; der Beleuchtung der Probe mittels des Beleuchtungssystems; der Detektion von Licht, das von der Probe ausgeht, mittels eines Detektors; der Analyse des durch den Detektor detektierten Lichts; der Bestimmung auf der Basis der Analyse, ob ein Sammelgefäß, um das Dissektat zu sammeln, in einer vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, in der das Dissektat im Sammelgefäß gesammelt wird, nachdem es von der Probe geschnitten ist; und der Einleitung des Laserschneidens des Dissektats aus der Probe nur dann, wenn festgestellt wird, dass das Sammelgefäß sich in der vorbestimmten Sammelposition befindet. Licht, das von der Probe ausgeht, kann insbesondere Licht, das durch die Probe durchgelassen wird, und/oder Licht, das von der Probe reflektiert wird, und/oder Licht, das von der Probe erneut emittiert wird, sein.
Die Erfindung schafft folglich die Möglichkeit, zuverlässig, leicht und automatisch zu bestimmen, ob ein Sammelgefäß in der Sammelposition des Lasermikrodissekti- onssystems vorgesehen ist. Solange kein Sammelgefäß detektiert wird, wird der Laserschneidprozess nicht gestartet. Folglich kann verhindert werden, dass der La- serschneidprozess versehentlich gestartet wird, ohne dass ein Sammelgefäß in der
Sammelposition vorgesehen ist, und dass das aus der Probe geschnittene Dissektat
folglich verloren geht. Gemäß der Erfindung prüft das entsprechende Lasermikro- dissektionssystem automatisch, ob ein Sammelgefäß in der Sammelposition vorgesehen ist, ohne eine zusätzliche Anstrengung durch den Benutzer. Die Bestimmung und die Analyse werden insbesondere durch eine Steuereinheit des Lasermikrodissektionssystems durchgeführt, die zweckmäßigerweise auch den Laser steuert. Die Bestimmung kann folglich leicht in die reguläre Steuerung des Mikrodissektionsprozesses integriert werden. Mittels dieser Steuereinheit kann ein gewünschter Teil der Probe, der als Dissektat geschnitten werden soll, insbesonde- re durch einen Benutzer ausgewählt werden. Die Steuereinheit kann insbesondere auch dazu ausgelegt sein, Parameter zu bestimmen, gemäß denen der Laser gesteuert wird, um das Dissektat aus der Probe zu schneiden.
Das Beleuchtungssystem ist zweckmäßigerweise ein Teil eines Mikroskops, insbe- sondere eines Durchlichtmikroskops und/oder eines Auflichtmikroskops. Mittels eines solchen Mikroskops kann insbesondere ein vergrößertes Bild der Probe oder eines interessierenden Teils der Probe bestimmt werden. Insbesondere wählt der Benutzer den gewünschten Teil der Probe, der als Dissektat geschnitten werden soll, unter Verwendung eines solchen vergrößerten Bildes aus.
Insbesondere ist die vorbestimmte Sammelposition, in der das Sammelgefäß bereitgestellt wird, im Lichtweg des Beleuchtungssystems angeordnet. Wenn das Sammelgefäß in dieser vorbestimmten Sammelposition angeordnet ist, wird folglich das durch den Detektor detektierte Licht in einer speziellen Weise durch das Sam- melgefäß beeinflusst oder auf dieses eingewirkt. Diese Änderung der Lichteigenschaften ist beispielsweise charakteristisch für den speziellen Typ von Sammelgefäß, Beleuchtung und/oder Kontrastverfahren. Folglich kann das durch den Detektor detektierte Licht für eine Bestimmung verwendet werden, ob das Sammelgefäß in der Sammelposition vorgesehen ist. Im Verlauf einer solchen Bestimmung wird das detektierte Licht folglich zweckmäßigerweise hinsichtlich dieser Änderung der Lichteigenschaften, die durch das Sammelgefäß verursacht wird, analysiert.
Nach der Bereitstellung des Sammelgefäßes im Lichtweg des Beleuchtungssystems ist das detektierte Licht beispielsweise insbesondere weniger hell oder heller und/oder weist eine geringere Intensität auf und/oder ist nicht mehr auf den Detektor fokussiert. Eine Änderung des Frequenzspektrums könnte auch beobachtet werden. Durch spezielles Suchen nach irgendwelchen dieser Merkmale oder Unterschiede im detektierten Licht kann folglich effektiv bestimmt werden, ob das Sammelgefäß in der Sammelposition bereitgestellt wurde. Vorzugsweise wird die Probe mittels des Beleuchtungssystems im Verlauf einer Durchlichtbeleuchtung und/oder einer Auflichtbeleuchtung beleuchtet. Mittels Durch- lichtbeleuchtung wird die Probe insbesondere von unterhalb (mit Bezug auf den Detektor) beleuchtet. Durch die Probe durchgelassenes Licht wird vorteilhafterweise durch den Detektor detektiert.
Im Verlauf der Auflichtbeleuchtung wird die Probe zweckmäßigerweise von oben bzw. oberhalb beleuchtet. Die Probe kann beispielsweise einen Teil des Beleuchtungslichts reflektieren und/oder kann durch das Beleuchtungslicht angeregt werden, so dass die Probe erneut Licht emittiert. Dieses reflektierte oder erneut emit- tierte Licht wird vorzugsweise mittels des Detektors detektiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Analyse einen Vergleich des mittels des Detektors in einem ersten Modus detektierten Lichts, in dem bekannt ist, dass kein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, mit Licht, das mittels des Detektors in einem zweiten Modus detektiert wird, in dem davon ausgegangen bzw. vorausgesetzt wird, dass ein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist.
Vorzugsweise wird der Lasermikrodissektionsprozess gemäß der Erfindung wie folgt durchgeführt: In einem ersten Modus wird anfänglich die Probe im Lichtweg des
Beleuchtungssystems bereitgestellt. Die Probe wird mittels des Beleuchtungssys-
tems beleuchtet. Durch die Probe durchgelassenes Licht (im Fall einer Durchlichtbe- leuchtung) und/oder von der Probe emittiertes Licht (im Fall einer Auflichtbeleuchtung) wird mittels des Detektors detektiert. Zweckmäßigerweise ist noch kein Sammelgefäß vorgesehen, um die Probe effektiv zu beleuchten. Der Benutzer wählt zweckmäßigerweise einen gewünschten Teil der Probe aus, der als Dissekat geschnitten werden soll.
Anschließend wird das Sammelgefäß manuell oder automatisch in der vorbestimmten Sammelposition im Lichtweg des Beleuchtungssystems angeordnet.
In einem zweiten Modus wird Licht mittels des Detektors detektiert. Die Bestimmung dessen, ob das Sammelgefäß tatsächlich in der Sammelposition vorgesehen ist, wird dann durch Vergleich des im zweiten Modus detektierten Lichts mit dem im ersten Modus detektierten Licht durchgeführt.
Wie vorstehend erläutert, wird durch Vorsehen des Sammelgefäßes im Lichtweg des Beleuchtungssystems das detektierte Licht in einer speziellen Weise beein- flusst, so dass Änderungen von speziellen Merkmalen bestimmt werden können, z. B. eine Änderung der Helligkeit, Frequenz usw. Spezielle Merkmale können bei- spielsweise im Verlauf eines Kalibrierungsprozesses oder Lernprozesses bestimmt werden. Dieser Kalibrierungsprozess kann beispielsweise im Verlauf eines Herstellungsprozesses des entsprechenden Lasermikrodissektionssystems oder des speziellen Sammelgefäßes durchgeführt werden. Im Verlauf des Kalibrierungsprozesses kann das Sammelgefäß insbesondere untersucht werden und ein spezielles Merkmal des detektierten Lichts kann genau bestimmt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform basiert die Bestimmung dessen, ob das Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, auf einer De- tektion einer Differenz der Helligkeit des mittels des Detektors detektierten Lichts, die verursacht wird, da das Sammelgefäß im Lichtweg des Beleuchtungssystems vorgesehen ist. Vorzugsweise wird bestimmt, dass das Sammelgefäß in der vorbe-
stimmten Sammelposition vorgesehen ist, wenn diese Differenz der Helligkeit detek- tiert wird. Die Helligkeit bildet ein bevorzugtes Beispiel eines speziellen Merkmals, das sich durch Vorsehen des Sammelgefäßes im Lichtweg des Beleuchtungssystems ändert.
Im Fall einer Durchlichtbeleuchtung wird die Helligkeit des detektierten Lichts insbesondere um einen speziellen Wert verringert, wenn das Sammelgefäß im Lichtweg des Durchlichtbeleuchtungssystems vorgesehen ist, da das Sammelgefäß insbesondere nicht aus einem vollkommen transparenten Material, beispielsweise einem Kunststoffmaterial, besteht. Folglich wird das von der Probe ausgehende Licht verringert.
Im Fall einer Auflichtbeleuchtung wird die Helligkeit des detektierten Lichts insbesondere erhöht, wenn das Sammelgefäß im Lichtweg des Auflichtbeleuchtungssys- tems vorgesehen ist, da das Sammelgefäß zweckmäßigerweise Licht reflektiert und/oder Licht erneut emittiert, z. B. aufgrund von Autofluoreszenz. Ein Teil des Lichts vom Beleuchtungssystem kann beispielsweise durch die Probe durchgelassen werden und kann auf das Sammelgefäß auftreffen. Ein Teil dieses Lichts kann durch das Sammelgefäß in der Richtung der Probe reflektiert werden, kann durch die Probe durchgelassen werden und kann durch den Detektor detektiert werden. Dieses Licht geht auch von der Probe aus, wodurch das gesamte Licht, das von der Probe ausgeht, folglich erhöht wird.
Es ist möglich, dass die Steuereinheit automatisch das detektierte Licht auf Unter- schiede in der Helligkeit analysiert, um eine Belichtungszeit des entsprechenden
Detektors einzustellen, beispielsweise während eines Schneidprozesses.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Lasermikrodissektionssystem zum Durchführen einer Lasermikrodissektion mit einem Laser, der dazu ausgelegt ist, ein Dissektat aus einer Probe zu schneiden; einem Beleuchtungssystem, das dazu ausgelegt ist, Licht entlang eines Lichtweges zu emittieren; einem Detektor, der da-
zu ausgelegt ist, Licht, das von der Probe ausgeht, die im Lichtweg des Beleuchtungssystems vorgesehen ist, zu detektieren; und einer Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, eine Analyse des durch den Detektor detektierten Lichts durchzuführen, dazu ausgelegt ist, eine Bestimmung auf der Basis der Analyse durchzuführen, ob ein Sammelgefäß zum Sammeln des Dissektats in einer vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, in der das Dissektat im Sammelgefäß gesammelt wird, nachdem es aus der Probe geschnitten ist, und dazu ausgelegt ist, das Laserschneiden des Dissektats aus der Probe nur dann einzuleiten, wenn festgestellt wird, dass das Sammelgefäß sich in der vorbestimmten Sammelposition befindet.
Das Lasermikrodissektionssystem gemäß der Erfindung ist insbesondere dazu ausgelegt, das Verfahren gemäß der Erfindung sowie bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens durchzuführen. Analog zur obigen Beschreibung der Verfahren gemäß der Erfindung schafft dieses Lasermikrodissektionssystem gemäß der Erfindung die Möglichkeit, leicht und automatisch zu bestimmen, ob ein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist. Die Steuereinheit ist insbesondere ferner dazu ausgelegt, den Laser und den Schneidprozess zu steuern. Die Bestimmung kann folglich leicht in die reguläre Steuerung des Mikrodissektionsprozesses eingegliedert werden. Das Beleuchtungssystem ist vorzugsweise ein Durchlichtbeleuchtungssystem und/oder ein Auflichtbeleuchtungssystem.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ferner dazu ausge- legt, im Verlauf der Analyse Licht, das mittels des Detektors in einem ersten Modus detektiert wird, in dem bekannt ist, dass kein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, mit Licht, das mittels des Detektors in einem zweiten Modus detektiert wird, in dem vorausgesetzt wird, dass ein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, zu vergleichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit ferner dazu ausgelegt, die Bestimmung dessen, ob das Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, auf der Basis einer Detektion einer Verringerung der Helligkeit des mittels des Detektors detektierten Lichts, die dadurch verursacht wird, dass das Sammelgefäß im Lichtweg des Beleuchtungssystems vorgesehen ist, durchzuführen.
Es sollte beachtet werden, dass die vorher erwähnten Merkmale und die im Folgenden weiter zu beschreibenden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in weiteren Kombinationen oder allein verwendbar sind, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen weiter beschrieben, in denen
Fig. 1 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Lasermikrodissektions- systems gemäß der Erfindung zeigt, das dazu ausgelegt ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung durchzuführen; Fig. 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung als Blockdiagramm zeigt; und
Fig. 3 schematisch Elemente einer bevorzugten Ausführungsform eines Laser- mikrodissektionssystems gemäß der Erfindung zeigt, das dazu ausgelegt ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung durchzuführen.
Ausführliche Beschreibung
Fig. 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Lasermikrodissek- tionssystems 100 gemäß der Erfindung, das dazu ausgelegt ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung durchzuführen.
Das Lasermikrodissektionssystem 100 ist dazu ausgelegt, eine Lasermikrodissekti- on durchzuführen, um ein Dissektat unter Verwendung eines Lasers 22 aus einer Probe 4 im Verlauf eines Schneidprozesses zu schneiden. Die Probe 4 wird bei- spielsweise auf einer unteren Oberfläche eines Probenhalters 3 angeordnet. Das Lasermikrodissektionssystem 100 umfasst einen x-y-Tisch 2, der durch einen Motor bewegt werden kann. Der Probenhalter 3 und folglich die Probe 4 können auf diesem x-y-Tisch 2 angeordnet werden. Das Lasermikrodissektionssystem 100 umfasst ferner ein Beleuchtungssystem 5 in Form eines Durchlichtbeleuchtungssystems sowie ein Beleuchtungssystem 7 in Form eines Auflichtbeleuchtungssystems. Die Beleuchtungssysteme 5 und 7 sind dazu ausgelegt, Licht von einer Durchlichtquelle 5a bzw. einer Auflichtquelle 7a entlang eines Lichtweges 10a bzw. 10b zu emittieren. Wenn der Probenhalter 3, der die Probe 4 enthält, auf dem x-y-Tisch 2 angeordnet ist, ist die Probe 4 folglich im Lichtweg 10a und 10b der Beleuchtungssysteme 5 und 7 vorgesehen.
Die Probe 4 kann mittels des Durchlichtbeleuchtungssystems 5 und/oder mittels des Auflichtbeleuchtungssystems 7 beleuchtet werden. Licht, das von der Probe 4 aus- geht, wird mittels eines Detektors 17 detektiert. Im Fall der Durchlichtbeleuchtung wird Licht, das durch die Probe 4 durchgelassen wird, insbesondere mittels des Detektors 17 detektiert. Im Fall der Auflichtbeleuchtung wird Licht, das durch die Probe 4 reflektiert und/oder erneut emittiert wird, mittels des Detektors 17 detektiert. Die Beleuchtungssysteme 5 und 7 können ein Teil eines Mikroskops 1 sein, das insbe- sondere als Durch- und/oder Auflichtmikroskop konstruiert sein kann. Mittels dieses
Mikroskops 1 kann ein vergrößertes Bild der Probe 4 oder eines Teils der Probe 4
erzeugt werden, durch den Detektor 17 detektiert werden und an den Benutzer auf einem Monitor 18 ausgegeben werden.
Das Durchlichtbeleuchtungssystem 5 ist beispielsweise an einem Mikroskopständer 8 unter dem x-y-Tisch 2 und folglich unter der Probe 4 angeordnet. Das Auflichtbe- leuchtungssystem 7 kann über dem x-y-Tisch 2 und folglich über der Probe 4 angeordnet sein. Das Mikroskop 1 umfasst mindestens ein Objektiv 9, das über dem x-y- Tisch 2 und folglich über der Probe 4 angeordnet ist. Das Objektiv 9 definiert eine optische Achse, die auf die optische Achse des Durchlichtbeleuchtungssystems 5 und des Auflichtbeleuchtungssystems 7 ausgerichtet ist.
Vom Durchlichtbeleuchtungssystem 5 emittiertes Licht wird von unterhalb eines Kondensors 1 1 auf den Probenhalter 3, der auf dem x-y-Tisch 2 angeordnet ist, mit der Probe 4 gerichtet. Das die Probe 4 durchdringende Licht verläuft zum Objektiv 9 des Mikroskops 1. Innerhalb des Mikroskops wird das Licht einem Okular 20 über Linsen (nicht dargestellt) und Spiegel und/oder Prismen zugeführt.
Licht, das von der Lichtquelle 7a des Auflichtbeleuchtungssystems 7 emittiert wird, wird in ein optisches System 12 mittels eines ersten Strahlteilers 13a, z. B. eines dichromatischen Teilers, geleitet. Mittels eines zweiten Strahlteilers 13b, z. B. auch ein dichromatischer Teiler, wird das Licht des Beleuchtungssystems 7 in den Lichtweg des Mikroskops 1 eingekoppelt, um die Probe 4 von oben zu beleuchten.
Der Detektor 17 ist mit dem Mikroskop 1 und einer Steuereinheit 6 verbunden. Mit- tels dieser Steuereinheit 6 wird das vergrößerte Bild der Probe oder eines Teils der
Probe auf dem Monitor 18 angezeigt.
Über diesen Monitor 18, der beispielsweise als Berührungsbildschirm vorgesehen sein kann, kann der Benutzer einen gewünschten Teil der Probe 4 auswählen, der als Dissektat im Verlauf des Schneidprozesses geschnitten werden soll. Die Steuer-
einheit 6 kann den Laser 22 dementsprechend steuern, um diesen gewünschten Teil der Probe zu schneiden.
Um ein Dissektat zu empfangen, nachdem es aus der Probe 4 geschnitten wurde, wird ein Sammelgefäß 19 in einer vorbestimmten Sammelposition auf dem x-y-Tisch 2 unterhalb des Probenhalters 3 und folglich unterhalb der Probe 4 bereitgestellt. Wenn sich das Dissektat von der Probe trennt und in einer Abwärtsrichtung aufgrund der Schwerkraft fällt, wird es im Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition gesammelt.
Wenn der Schneidprozess ohne Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition durchgeführt wird, geht das Dissektat sehr wahrscheinlich verloren. Daher ist das Lasermikrodissektionssystem 100, insbesondere die Steuereinheit 6, dazu ausgelegt, eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise durch Ausführen einer entsprechenden Software durchzuführen. Als Folge davon wird der Schneidprozess nur dann eingeleitet, wenn das Sammelgefäß 19 als in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen detektiert wird, wie nachstehend mit Bezug auf Fig. 2 und Fig. 3 erläutert wird. Wenn der Schneidprozess eingeleitet wird, wird ein Laserstrahl 21 vom Laser 22 emittiert, der z. B. ein UV-Laser 22 sein kann. Mittels des ersten Strahlteilers 13a wird der Laserstrahl 21 in das optische System 12 geleitet, das optische Elemente 14, 15 und 16 umfasst. Eine Apertureinheit 14 kann beispielsweise eine Irisblende oder eine Auswahl aus einer Anzahl von verschiedenen Lochblenden umfassen. Eine Fokussiereinheit 15 kann zum Ausgleichen von verschiedenen Brennpunktpositionen in einem unterschiedlichen Spektralbereich verwendet werden. Die Fokussiereinheit 15 kann auch verwendet werden, um eine spezielle Brennpunktposition oder eine kontinuierliche Veränderung der Brennpunktposition des Laserbrennpunkts während des Schneidvorgangs auszuwählen. Eine Dämpfereinheit 16 kann in der Winkelposition verän-
dert werden und die Dämpfung basiert auf dem Prinzip der Interferenz. Über den Strahlteiler 13b wird der Laserstrahl 21 in den Lichtweg 10a des Mikroskops 1 eingekoppelt. Die Apertureinheit 14, die Fokussiereinheit 15 und die Dämpfereinheit 16 können in ihrer Position und/oder Größe durch Steuersignale von der Steuereinheit 6 verändert werden. Folglich kann die Steuereinheit 6 den Laserstrahl 21 beeinflussen, um das Dissektat genau aus der Probe 4 zu schneiden. Die Probe 4 wird insbesondere mit Hilfe von individuellen Laserimpulsen geschnitten. Für diesen Zweck kann die Steuereinheit 6 die Laserimpulse mit den Veränderungen der optischen Elemente 14, 15 und 16 und den Bewegungen des x-y-Tischs 2 synchronisieren. Der letzte Laserimpuls des Schneidprozesses kann beispielsweise ein Impuls mit einer relativ breiten Apertur des Laserstrahls 21 sein, um den letzten Teil der Schnittlinie zu schneiden und das Dissektat von der Probe 4 zu trennen, das dann in Richtung des Sammelgefäßes 19 nach unten fällt. Nachdem das Dissektat aus der Probe 4 geschnitten ist, wird es im Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition gesammelt.
Fig. 2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung als Blockdiagramm.
In Schritt 201 wird die Probe 4 im Lichtweg 10a des Beleuchtungssystems 5 bzw. im Lichtweg 10b des Einfallsbeleuchtungssystems 7 vorgesehen. Für diesen Zweck wird der Probenhalter 3 auf dem x-y-Tisch 2 angeordnet.
In Schritt 202 wird das Beleuchtungssystem 5 aktiviert. Die Probe 4 wird folglich mittels des Beleuchtungssystems 5 beleuchtet und Licht, das durch die Probe 4 durchgelassen wird, wird mittels des Detektors 17 detektiert. Ein entsprechendes vergrößertes Bild der Probe 4 wird an den Benutzer auf dem Monitor 18 ausgege- ben.
Alternativ oder zusätzlich kann das Beleuchtungssystem 7 aktiviert werden. Die Probe 4 reflektiert einen Teil des Lichts durch die Beleuchtung 7. Überdies kann die Probe 4 durch einen Teil des Lichts angeregt werden und kann Licht selbst erneut emittieren. Das reflektierte und das erneut emittierte Licht wird mittels des Detektors 17 detektiert.
In Schritt 203 wählt der Benutzer den gewünschten Teil der Probe 4 aus, der als Dissektat im Verlauf des Schneidprozesses geschnitten werden soll. Licht, das mittels des Detektors 17 während dieser Schritte 202 und 203 detektiert wird, wird in einem ersten Modus detektiert, in dem bekannt ist, dass kein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist. Vorzugsweise wird ein erster Helligkeitswert des detektierten Lichts in diesem ersten Modus festgestellt. Nachdem dieser gewünschte Teil ausgewählt wurde, wird das Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition in Schritt 204 automatisch oder manuell angeordnet. Durch Drücken einer speziellen Taste am Berührungsbildschirm 18 kann beispielsweise das Sammelgefäß 19 durch ein entsprechendes Positionierungssystem automatisch bereitgestellt und positioniert werden.
Anschließend wird eine Analyse 210 durch die Steuereinheit 6 durchgeführt. Im Verlauf dieser Analyse 210 analysiert die Steuereinheit 6 das durch den Detektor 17 detektierte Licht. Überdies führt die Steuereinheit 6 eine Bestimmung 220 durch, ob das Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist. Diese Bestimmung 220 wird auf der Basis dieser Analyse 210 durchgeführt.
Im Verlauf der Analyse 210 wird das detektierte Licht auf spezifische Änderungen, vorzugsweise auf eine bestimmte bzw. spezifische Differenz der Helligkeit, die dadurch verursacht wird, dass das Sammelgefäß 19 im Lichtweg des Beleuch- tungssystems 5 oder 7 vorgesehen ist, analysiert.
Für diesen Zweck wird das Licht mittels des Detektors 17 in Schritt 205 in einem zweiten Modus detektiert, in dem vorausgesetzt wird, dass das Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist. Vorzugsweise wird ein zweiter Helligkeitswert des detektierten Lichts in diesem zweiten Modus festgestellt.
In Schritt 206 vergleicht die Steuereinheit 6 das im ersten Modus detektierte Licht mit diesem im zweiten Modus detektierten Licht. Insbesondere wird der erste Helligkeitswert mit dem zweiten Helligkeitswert verglichen. Im Verlauf dieses Vergleichs wird speziell ausgewertet, ob die Helligkeit um einen entsprechenden speziellen Schwellenwert verringert oder erhöht ist.
Im Fall der Durchlichtbeleuchtung wird die Helligkeit des Detektionslichts um einen entsprechenden Schwellenwert verringert, wenn das Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelpostion im Lichtweg 10a des Beleuchtungssystems 5 vorgesehen ist.
Die Helligkeit wird zweckmäßig um einen entsprechenden Schwellenwert erhöht, wenn das Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition im Lichtweg 10b des Auflichtbeleuchtungssystems 7 vorgesehen ist.
Wenn die spezielle Differenz der Helligkeit in Schritt 206 detektiert wird, wird daher geschlussfolgert, dass ein Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, und die Steuereinheit 6 leitet den Laserschneidprozess in Schritt 207 ein. In Schritt 208 steuert die Steuereinheit 6 den Schneidprozess und schnei- det das Dissektat aus der Probe 4.
In Fig. 3 sind einige Elemente des Lasermikrodissektionssystems gemäß Fig. 1 schematisch gezeigt. In diesem speziellen Beispiel von Fig. 3 wird die Probe 4 mittels des Durchlichtbeleuchtungssystems 5 beleuchtet.
Fig. 3a charakterisiert das im ersten Modus detektierte Licht, in dem bekannt ist, dass kein Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist. Fig. 3b charakterisiert das im zweiten Modus detektierte Licht, in dem das Sammelgefäß 19 in der vorbestimmten Sammelpostion im optischen Weg 10a des Durch- lichtbeleuchtungssystems 5 vorgesehen ist.
In Fig. 3a ist ein Bild 18a, das durch den Detektor 17 im ersten Modus aufgenommen werden kann, schematisch gezeigt. Das Bild 18a kann auf dem Monitor 18 dem Benutzer gezeigt werden.
In Fig. 3b ist ein entsprechendes Bild 18b schematisch gezeigt, das durch den Detektor 17 im zweiten Modus aufgenommen werden kann, wenn durch das montierte Sammelgefäß 19 und durch die Probe 4 durchgelassenes Licht detektiert wird. Wie zu sehen ist, ist die Helligkeit des Bildes 18b aufgrund des montierten Sammelgefäßes 19 in Bezug auf das Bild 18a verringert.
Bezuqszeichenliste
100 Lasermikrodissektionssystem
1 Mikroskop, Durchlichtmikroskop
2 x-y-Tisch
3 Probenhalter
4 Probe
5 Beleuchtungssystem, Durchlichtbeleuchtungssystem
5a Lichtquelle
6 Steuereinheit
7 Beleuchtungssystem, Auflichtbeleuchtungssystem
7a Lichtquelle
8 Mikroskopständer
9 Objektiv
10a Lichtweg
b Lichtweg
Kondensor
optisches System
a Strahlteiler
b Strahlteiler
c Strahlteiler
Apertureinheit
Fokussiereinheit
Dämpfereinheit
Detektor
Monitor, Berührungsbildschirm
a Vom Detektor im ersten Modus aufgenommenes Bildb Vom Detektor im zweiten Modus aufgenommenes Bild
Sammelgefäß
Okular
Laserstrahl
Laser 1 bis 208 Verfahrensschritte
0 Analyse
0 Bestimmung
Claims
1. Verfahren zum Durchführen einer Lasermikrodissektion, um ein Dissektat aus einer Probe (4) unter Verwendung eines Lasers (22) zu schneiden, mit den Schrit- ten:
- Bereitstellen der Probe (4) in einem Lichtweg (10a, 10b) eines Beleuchtungssystems (5, 7);
- Beleuchtung der Probe (4) mittels des Beleuchtungssystems (5, 7);
- Detektion von Licht, das von der Probe (4) ausgeht, mittels eines Detek- tors (17);
- Analyse (210) des durch den Detektor (17) detektierten Lichts;
- Bestimmung (220) auf der Basis der Analyse (210), ob ein Sammelgefäß (19) zum Sammeln des Dissektats in einer vorbestimmten Sammelposition bereitgestellt ist, in der das Dissektat im Sammelgefäß (19) gesammelt wird, nachdem es aus der Probe (4) geschnitten ist; und
- Einleitung des Laserschneidens des Dissektats aus der Probe (4) nur dann, wenn festgestellt wird, dass das Sammelgefäß (19) sich in der vorbestimmten Sammelposition befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Analyse (210) einen Vergleich (205) von Licht, das mittels des Detektors (17) in einem ersten Modus detektiert wird, in dem bekannt ist, dass kein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, mit Licht, das mittels des Detektors (17) in einem zweiten Modus detektiert wird, in dem davon ausgegangen wird, dass ein Sammelgefäß (19) in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Bestimmung, ob das Sammelgefäß (19) in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, auf einer Detektion einer Differenz der Helligkeit des mittels des Detektors (17) detektierten Lichts, die dadurch verursacht wird, dass das Sammelgefäß (19) im Lichtweg des Beleuchtungssystems (5, 7) vorgesehen ist, basiert.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Probe (4) mittels des Beleuchtungssystems (5, 7) im Verlauf einer Durchlichtbeleuchtung und/oder einer Auflichtbeleuchtung beleuchtet wird.
5. Lasermikrodissektionssystem (100) zum Durchführen einer Lasermikrodissek- tion, das umfasst:
- einen Laser (22), der dazu ausgelegt ist, ein Dissektat aus einer Probe (4) zu schneiden;
- ein Beleuchtungssystem (5, 7), das dazu ausgelegt ist, Licht entlang eines Lichtweges (10a, 10b) zu emittieren;
- einen Detektor (17), der dazu ausgelegt ist, Licht, das von der Probe (4) ausgeht, die im Lichtweg (10a, 10b) des Beleuchtungssystems (5, 7) vorgesehen ist, zu detektieren; und
- eine Steuereinheit (6), die dazu ausgelegt ist,
- eine Analyse (210) des durch den Detektor (17) detektierten Lichts durchzuführen;
- eine Bestimmung (220) auf der Basis der Analyse (210) durchzuführen, ob ein Sammelgefäß (19) zum Sammeln des Dissektats in einer vorbe- stimmten Sammelposition vorgesehen ist, in der das Dissektat im Sammelgefäß
(19) gesammelt wird, nachdem es aus der Probe (4) geschnitten ist; und
- das Laserschneiden des Dissektats aus der Probe (4) nur dann einzuleiten, wenn festgestellt wird, dass sich das Sammelgefäß (19) in der vorbestimmten Sammelposition befindet.
6. Lasermikrodissektionssystem (100) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (6) ferner dazu ausgelegt ist, im Verlauf der Analyse (210) Licht, das mittels des Detektors (17) in einem ersten Modus detektiert wird, in dem bekannt ist, dass kein Sammelgefäß in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, mit Licht, das mittels des Detektors (17) in einem zweiten Modus detektiert wird, in dem davon
ausgegangen wird, dass ein Sammelgefäß (19) in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, zu vergleichen.
7. Lasermikrodissektionssystem (100) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (6) ferner dazu ausgelegt ist, die Bestimmung, ob das Sammelgefäß (19) in der vorbestimmten Sammelposition vorgesehen ist, auf der Basis einer Detektion einer Verringerung der Helligkeit des mittels des Detektors (17) detektierten Lichts durchzuführen, die dadurch verursacht wird, dass das Sammelgefäß (19) im Lichtweg des Beleuchtungssystems (5) vorgesehen ist.
8. Lasermikrodissektionssystem (100) nach Anspruch 5, wobei das Beleuchtungssystem ein Durchlichtbeleuchtungssystem (5) und/oder ein Auflichtbeleuch- tungssystem (7) aufweist.
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|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112903413B (zh) * | 2021-01-28 | 2022-11-25 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种用于辐照靶件的在线破碎热解吸装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10057292A1 (de) * | 2000-11-17 | 2002-07-25 | Leica Microsystems | Vorrichtung zum Aufnehmen von Mirodissektaten |
| DE102004022484A1 (de) * | 2004-05-07 | 2006-01-19 | P.A.L.M. Microlaser Technologies Ag | Mikroskoptisch und Einsatz |
| DE102013209455A1 (de) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Probenfänger zum Auffangen eines Laser-Mikrodissektats |
| US8722357B2 (en) * | 2001-11-05 | 2014-05-13 | Life Technologies Corporation | Automated microdissection instrument |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029354A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | Bayer Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum sortieren und zur gewinnung von planar ausgebrachten biologischen objekten wie biologische zellen bzw. zellorganellen, histologischen schnitten, chromosomenteilchen etc. mit laserstrahlen |
| DE10322348B4 (de) | 2003-05-17 | 2005-05-25 | Böhm, Malte, Dr.med. | Vorrichtung zum berührungsfreien Transfer von durch membrangestützte Lasermikrodissektion gewonnenen Dissektaten |
| WO2007115374A1 (en) | 2006-04-11 | 2007-10-18 | Leica Biosystems Melbourne Pty Ltd. | Device and method for cross-referencing |
| DE102009029078B4 (de) | 2009-09-01 | 2011-11-10 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Halterung für eine Fangeinrichtung |
| EP2726931A4 (de) * | 2011-06-30 | 2015-04-01 | Ge Healthcare Bio Sciences | Bildqualitätsoptimierung bei der biologischen bildgebung |
| EP3957983B1 (de) * | 2013-06-03 | 2023-12-13 | LUMICKS DSM Holding B.V. | Verfahren und system zur abbildung eines molekularstrangs |
| JP6253395B2 (ja) * | 2013-12-19 | 2017-12-27 | オリンパス株式会社 | 画像生成システム |
-
2016
- 2016-06-29 DE DE102016111938.5A patent/DE102016111938B4/de active Active
-
2017
- 2017-06-27 WO PCT/EP2017/065788 patent/WO2018002011A1/de not_active Ceased
- 2017-06-27 US US16/310,825 patent/US11085855B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10057292A1 (de) * | 2000-11-17 | 2002-07-25 | Leica Microsystems | Vorrichtung zum Aufnehmen von Mirodissektaten |
| US8722357B2 (en) * | 2001-11-05 | 2014-05-13 | Life Technologies Corporation | Automated microdissection instrument |
| DE102004022484A1 (de) * | 2004-05-07 | 2006-01-19 | P.A.L.M. Microlaser Technologies Ag | Mikroskoptisch und Einsatz |
| DE102013209455A1 (de) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Probenfänger zum Auffangen eines Laser-Mikrodissektats |
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