DE102005034443A1 - Sample e.g. cell particle, luminescence microscopy method, involves prevailing one of sample regions for image of sample, so that image has local resolution which is enhanced in relation to excitation radiation distribution - Google Patents
Sample e.g. cell particle, luminescence microscopy method, involves prevailing one of sample regions for image of sample, so that image has local resolution which is enhanced in relation to excitation radiation distribution Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005034443A1 DE102005034443A1 DE200510034443 DE102005034443A DE102005034443A1 DE 102005034443 A1 DE102005034443 A1 DE 102005034443A1 DE 200510034443 DE200510034443 DE 200510034443 DE 102005034443 A DE102005034443 A DE 102005034443A DE 102005034443 A1 DE102005034443 A1 DE 102005034443A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sample
- excitation radiation
- radiation
- state
- luminescence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 270
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 206
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 102
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 title 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 37
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 14
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 10
- 206010001497 Agitation Diseases 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 abstract description 21
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 3
- LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H lead(2+);trioxido(oxo)-$l^{5}-arsane Chemical compound [Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[O-][As]([O-])([O-])=O.[O-][As]([O-])([O-])=O LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000004621 scanning probe microscopy Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000006849 nucleocytoplasmic transport Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/16—Microscopes adapted for ultraviolet illumination ; Fluorescence microscopes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
- G01N21/6458—Fluorescence microscopy
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die auflösungsgesteigerte Lumineszenzmikroskopie und insbesondere auf ein Verfahren, bei dem eine zu untersuchende lumineszierende Probe mit Anregungsstrahlung beleuchtet wird und ein Bild der zur Lumineszenz angeregten Probe gewonnen wird. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Mikroskop zur auflösungsgesteigerten Lumineszenzmikroskopie einer Probe, das Mittel zur Anregung von Lumineszenz, die in der Probe Anregungsstrahlung einstrahlen und Mittel zur Gewinnung eines Bildes der angeregten Probe aufweist.The This invention relates to resolution enhanced luminescence microscopy and, in particular, a procedure in which one to be investigated luminescent sample is illuminated with excitation radiation and an image of the luminescence excited sample is obtained. The The invention further relates to a microscope for resolution-enhanced Luminescence microscopy of a sample, the means for the excitation of Luminescence radiating excitation radiation in the sample and means for obtaining an image of the excited sample.
Ein klassisches Anwendungsgebiet der Lichtmikroskopie zur Untersuchung von biologischen Präparaten ist die Lumineszenzmikroskopie. Hierbei werden bestimmte Farbstoffe (sogenannte Phosphore oder Fluorophore) zur spezifischen Markierung von Proben, z.B. von Zellteilen, verwendet. Die Probe wird, wie erwähnt, mit Anregungsstrahlung beleuchtet und das dadurch angeregte Lumineszenzlicht mit geeigneten Detektoren erfaßt. Üblicherweise ist dazu im Lichtmikroskop ein dichroitischer Strahlteiler in Kombination mit Blockfiltern vorgesehen, die die Fluoreszenzstrahlung von der Anregungsstrahlung abspalten und eine getrennte Beobachtung ermöglichen. Durch dieses Vorgehen ist die Darstellung einzelner, verschieden gefärbter Zellteile im Lichtmikroskop möglich. Natürlich können auch mehrere Teile eines Präparates gleichzeitig mit verschiedenen, sich spezifisch an unterschiedliche Strukturen des Präparates anlagernden Farbstoffen eingefärbt werden. Dieses Verfahren bezeichnet man als Mehrfachlumineszenz. Auch kann man Proben vermessen, die per se, also ohne Farbstoffzugabe lumineszieren.One classical field of application of light microscopy for examination of biological preparations is the luminescence microscopy. Here are certain dyes (so-called phosphors or fluorophores) for the specific labeling of Samples, e.g. of cell parts, used. The sample is, as mentioned, with Excited radiation illuminates and thereby stimulated luminescence detected with suitable detectors. Usually For this purpose, a dichroic beam splitter is combined in a light microscope provided with block filters which control the fluorescence radiation from the Separate excitation radiation and allow a separate observation. Through this procedure, the representation of individual, different colored Cell parts in the light microscope possible. Naturally can also several parts of a preparation simultaneously with different, specific to different Structures of the drug colored coloring matter become. This process is called multiple luminescence. Also, you can measure samples per se, so without dye addition luminesce.
Lumineszenz wird hier, wie allgemein üblich, als Oberbegriff für Phosphoreszenz und Fluoreszenz verstanden, erfaßt also beide Prozesse.Luminescence is here, as is common practice, as Generic term for Phosphorescence and fluorescence understood, thus capturing both processes.
Weiter ist es zur Probenuntersuchung bekannt, Laser-Scanning-Mikroskope (auch LSM abgekürzt) zu verwenden, die aus einem dreidimensional ausgeleuchteten Bild mittels einer konfokalen Detektionsanordnung (dann spricht man von einem konfokalen LSM) oder einer nichtlinearen Probenwechselwirkung (sogenannte Multiphotonenmikroskopie) nur diejenige Ebene wiedergeben, die sich in der Fokusebene des Objektives befindet. Es wird ein optischer Schnitt gewonnen, und die Aufzeichnung mehrerer optischer Schnitte in verschiedenen Tiefen der Probe erlaubt es anschließend, mit Hilfe eines geeigneten Datenverarbeitungsgerätes ein dreidimensionales Bild der Probe zu generieren, das aus den verschiedenen optischen Schnitten zusammengesetzt ist. Die Laser-Scanning-Mikroskopie ist somit zur Untersuchung von dicken Präparaten geeignet.Further It is known for sample examination, laser scanning microscopes (also abbreviated LSM) to use that from a three-dimensional illuminated image by means of a confocal detection arrangement (then one speaks of a confocal LSM) or a nonlinear sample interaction (so-called multiphoton microscopy) only reproduce that plane which is located in the focal plane of the lens. It will be a gained optical section, and recording multiple optical Cuts in different depths of the sample then allows, with Help of a suitable data processing device a three-dimensional image to generate the sample from the different optical sections is composed. Laser scanning microscopy is thus for Examination of thick preparations suitable.
Natürlich wird auch eine Kombination von Lumineszenzmikroskopie und Laser-Scanning-Mikroskopie verwendet, bei der eine lumineszierende Probe in verschiedenen Tiefenebenen mit Hilfe eines LSM abgebildet wird.Of course it will also uses a combination of luminescence microscopy and laser scanning microscopy, in which a luminescent sample in different depth levels is mapped with the help of an LSM.
Prinzipiell ist die optische Auflösung eines Lichtmikroskopes, auch eines LSM, durch die physikalischen Gesetze beugungsbegrenzt. Zur optimalen Auflösung innerhalb dieser Grenzen sind spezielle Beleuchtungskonfigurationen bekannt, wie beispielsweise 4Pi-Anordnung oder Anordnungen mit Stehwellenfeldern. Damit kann die Auflösung, insbesondere in axialer Richtung gegenüber einem klassischen LSM deutlich verbessert werden. Mit Hilfe nicht-linearer Entvölkerungsprozesse kann weiter die Auflösung auf einen Faktor von bis zu 10 gegenüber einem beugungsbegrenzten konfokalen LSM angehoben werden.in principle is the optical resolution a light microscope, even an LSM, by the physical Laws diffraction limited. For optimum resolution within these limits For example, special lighting configurations are known 4Pi arrangement or arrangements with standing wave fields. So that can the resolution, especially in the axial direction compared to a classic LSM clearly be improved. With the help of non-linear depopulation processes can continue the resolution to a factor of up to 10 versus a diffraction-limited one Confocal LSM be raised.
Die
Ein
weiteres Verfahren zur Entvölkerung stellt
für die
Fluoreszenz die sogenannte Reversible Saturable Optical Fluorescence
Transition dar, die z.B. in
In
allen drei genannten Verfahren gemäß
Ein
weiteres Verfahren zur Auflösungssteigerung
wird in der
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Lumineszenzmikroskopieverfahren bzw. ein Lumineszenzmikroskop anzugeben, das eine Auflösungssteigerung ohne Rückgriff auf mehrere Wellenlängen bzw. ohne aufwendige Bildrekonstruktionsalgorithmen erreicht.Of the The invention is therefore based on the object, a Lumineszenzmikroskopieverfahren or to provide a luminescence microscope, which increases the resolution without recourse to several wavelengths or achieved without complex image reconstruction algorithms.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem auflösungsgesteigerten Lumineszenz-Mikroskopieverfahren, bei dem eine Probe durch Einstrahlung von Anregungsstrahlung zur Emission von bestimmter Lumineszenzstrahlung angeregt wird und ein Bild der lumineszierenden Probe gewonnen wird, wobei die lumineszierende Probe aus einem ersten Lumineszenz-Zustand, in dem die Anregbarkeit zur Emission der bestimmten Lumineszenzstrahlung mit steigender Anregungsstrahlungsleistung bis zu einem Maximalwert, welcher einem Anregungsstrahlungsleistungs-Schwellwert zugeordnet ist, steigt, in einen zweiten Lumineszenz-Zustand überführbar ist, in dem die Probe gegenüber dem ersten Zustand verminderte Anregbarkeit zur Emission der bestimmten Lumineszenzstrahlung aufweist, wobei die Probe durch Einstrahlung von Anregungsstrahlungsleistung oberhalb des Schwellwertes in den zweiten Zustand bringbar ist, die Probe in Teil-Bereichen in den ersten Zustand und in angrenzenden Teil-Bereichen in den zweiten Zustand versetzt wird, indem die Einstrahlung von Anregungsstrahlung mit einer Anregungsstrahlungsverteilung erfolgt, die zumindest ein örtliches Leistungsmaximum über dem Schwellwert und zumindest ein örtliches, lokales Leistungsminimum unter dem Schwellwert aufweist, das Bild der lumineszierenden Probe Proben-Bereiche im ersten Zustand und Proben-Bereiche im zweiten Zustand umfaßt, wobei zum Bild der lumineszierenden Probe überwiegend Proben-Bereiche im ersten Zustand beitragen und dadurch das Bild eine gegenüber der Anregungsstrahlungs-verteilung gesteigerte Ortsauflösung hat.This object is achieved with a resolution-enhanced luminescence microscopy method in which a sample by irradiation of excitation radiation for the emission of certain luminescent radiation is excited and an image of the luminescent sample is obtained, wherein the luminescent sample from a first luminescence state in which the excitability for emission of the determined luminescence radiation increases with increasing excitation radiation power up to a maximum value, which is associated with an excitation radiation power threshold , can be converted into a second luminescence state, in which the sample has reduced excitability relative to the first state for emission of the determined luminescence radiation, wherein the sample can be brought into the second state by irradiation of excitation radiation power above the threshold value, the sample in partial regions is placed in the first state and in adjacent sub-areas in the second state by the irradiation of excitation radiation with an excitation radiation distribution is at least a local maximum power above the threshold and at least one local, local power minimum below the threshold, the image of the luminescent sample sample areas in the first state and sample areas in the second state, wherein the image of the luminescent sample predominantly contribute sample areas in the first state and thereby the image has increased spatial resolution compared to the excitation radiation distribution.
Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Mikroskop zur auflösungsgesteigerten Lumineszenz-Mikroskopie, das Mittel aufweist zur Anregung von Lumineszenz, die Anregungsstrahlung auf die Probe einstrahlen und damit die Emission bestimmter Lumineszenzstrahlung in der Probe anregen, Mittel zur Gewinnung eines Bildes der lumineszierenden Probe, wobei die Mittel zur Anregung die Anregungsstrahlung mit einer bestimmten Anregungsstrahlungsverteilung einstrahlen, die zumindest ein örtliches Leistungsmaximum aufweist, das über einem Schwellwert liegt, und zumindest ein örtliches, lokales Leistungsminimum aufweist, das unter dem Schwellwert liegt, wobei der Schwellwert zwei Lumineszenz-Regionen der Probe trennt, eine erste, bei Anregungsstrahlungsleistungen unterhalb des Schwellwertes vorliegende Zustands-Region, in der die Anregbarkeit zur Emission der bestimmten Lumineszenzstrahlung mit steigender Anregungsstrahlungsleistung bis zu einem Maximalwert, welcher am Schwellwert erreicht wird, steigt, und einer zweiten bei und/oder nach Anregungsstrahlungsleistungen oberhalb des Schwellwertes vorliegende Zustands-Region, in der die Probe eine gegenüber der ersten Region verminderte Anregbarkeit zur Emission der bestimmten Lumineszenzstrahlung aufweist, und wobei die Mittel zur Bildgewinnung Proben-Bereiche in der ersten Region, die mit Anregungsstrahlungsleistung unterhalb des Schwellwertes bestrahlt wurden, und Proben-Bereiche in der zweiten Region, die mit Anregungsstrahlungsleistung oberhalb des Schwellwertes bestrahlt wurden, erfassen, wobei zum Bild der Probe überwiegend Proben-Bereiche in der ersten Region beitragen und dadurch das Bild eine gegenüber der Anregungsstrahlungsverteilung gesteigerte Ortsauflösung hat.The Task will be solved further with a microscope for resolution-enhanced Luminescence microscopy, the means for excitation of luminescence, the excitation radiation irradiate the sample and thus the emission of certain luminescent radiation in the sample, means for obtaining an image of the luminescent sample, wherein the means for exciting the excitation radiation with a certain Radiate excitation radiation distribution that at least one local Achievement maximum that over a threshold, and at least one local, local minimum power which is below the threshold, wherein the threshold two luminescence regions of the sample separates, a first, at excitation radiation powers below the threshold state-state, in which the Excitability for the emission of certain luminescence radiation with increasing excitation radiation power up to a maximum value, which is reached at the threshold increases, and a second at and / or after excitation radiation powers above the threshold value present state region in which the sample one over the first Region reduced excitability for the emission of certain luminescence radiation and wherein the image acquisition means comprises sample areas in the first region, with excitation radiation below of the threshold were irradiated, and sample areas in the second region, the irradiated with excitation radiation power above the threshold value were to capture, taking the image of the sample predominantly sample areas in the first Contribute to the region and thereby increase the image compared to the excitation radiation distribution spatial resolution Has.
Es wird also eine Probe verwendet bzw. das Mikroskop ist für eine entsprechende Probe ausgelegt, deren lumineszierendes Material sich im wesentlichen in zwei Zuständen befinden kann. In einem ersten Zustand, der sich bei der Einstrahlung von Anregungsstrahlungsleistung unterhalb des Schwellwertes einstellt und der mittels der Mittel zur Anregung erreicht wird, strahlt das Material Lumineszenzstrahlung ab, deren Leistung in der Regel mit der Anregungsstrahlungsleistung zunimmt. In einem zweiten Zustand, der bei Einstrahlung von Anregungsstrahlungsleistung oberhalb des Schwellwertes vorliegt, erfolgt entweder gar keine oder verminderte Lumineszenz. Auch können gegenüber dem ersten Zustand geänderte Absorptionseigenschaften und/oder Lumineszenzstrahlungsemission mit anderen optischen Eigenschaften als im ersten Zustand, beispielsweise mit anderer spektraler Zusammensetzung, Polarisation oder Lebensdauer, erfolgen. Bezogen auf die Probe, die sich natürlich aus einer Vielzahl von fluoreszierenden oder auto-fluoreszierenden Molekülen zusammensetzt, ergeben sich zwei Zustandsregionen. In einer ersten Zustandsregion ist die Mehrzahl der Moleküle im ersten Zustand, in einer zweiten Zustandsregion ist die Mehrzahl im zweiten Zustand. Erfindungsgemäß werden nun Proben-Bereiche in die erste Zustandsregion (oder kurz Zustand) und andere Proben-Bereiche in die zweite Zustandsregion (oder kurz Zustand) verbracht. Die örtliche Nähe der Bereiche, die in den ersten Zustand gebracht wurden, also auf die Anregungsstrahlungsleistung unterhalb des Schwellwertes fällt, und Bereichen im zweiten Zustand, d.h. Bereiche, die mit Anregungsstrahlungsleistung oberhalb des Schwellwertes bestrahlt werden, erlaubt eine signifikante Steigerung der Auflösung gegenüber der Anregungsstrahlungsverteilung.It So if a sample is used or the microscope is for a corresponding Sample designed, the luminescent material is substantially in two states can be located. In a first state, which occurs during the irradiation of Set excitation radiation power below the threshold and that is achieved by means of excitation, that radiates Material luminescent radiation, whose performance is usually with the excitation radiation power increases. In a second state, upon irradiation of excitation radiation power above the Threshold is present, either none or diminished Luminescence. Also can across from changed the first state Absorption properties and / or luminescence radiation emission with different optical properties than in the first state, for example with different spectral composition, polarization or lifetime, respectively. Relative to the sample, which naturally consists of a variety of composed of fluorescent or auto-fluorescent molecules, there are two status regions. In a first state region is the majority of molecules in the first state, in a second state region, the majority in the second state. According to the invention now sample areas into the first state region (or state for short) and other sample regions spent in the second state region (or state for short). The local Near the Areas that have been brought into the first state, ie on the Excitation radiation power falls below the threshold, and Regions in the second state, i. Areas with excitation radiation power irradiated above the threshold allows a significant Increase the resolution across from the excitation radiation distribution.
Die erfindungsgemäße Lösung erreicht also die Auflösungssteigerung durch eine nichtlineare Lumineszenzkennlinie, die die emittierte Lumineszenzleistung als Funktion der Anregungsstrahlungsleistung beschreibt und ein lokales Maximum hat. Es ist dabei vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich, wenn die Kennlinie beiderseits dieses Maximums relativ steile Flanken aufweist. Auch kann zur Anregung ein Multiphotonenprozeß zum Einsatz kommen.The achieved inventive solution So the increase in resolution by a nonlinear luminescent characteristic that emitted the Luminescence power as a function of excitation radiation power describes and has a local maximum. It is advantageous but not mandatory, if the characteristic curve on both sides This peak has relatively steep edges. Also can for suggestion Multiphoton process to Use come.
Da beim erfindungsgemäßen Ansatz möglichst ausschließlich Proben-Bereiche im ersten Zustand zum Bild Lumineszenzstrahlung beitragen und Proben-Bereiche im zweiten Zustand zumindest in einem geringeren Maße lumineszieren, ist eine Auflösungssteigerung erreicht, da das Probenbild eine über die Anregungsstrahlungsverteilung hinausgehende Struktur zeigt. Diese Intensitätsstruktur ist um so ausgeprägter, je deutlicher die Emissionsleistung sich zwischen erstem und zweitem Zustand unterscheidet.Since in the inventive approach as possible only sample areas in the first state contribute to the image luminescence and luminesce sample areas in the second state, at least to a lesser extent, is an on solution increase achieved because the sample image shows a structure beyond the excitation radiation distribution. This intensity structure is the more pronounced, the more clearly the emission power differs between the first and the second state.
Durch Einstrahlung der Anregungsleistung oberhalb des Schwellwertes, der dem Maximum der Fluoreszenzkennlinie entspricht, wird weniger Fluoreszenz angeregt als im ersten Zustand. Im Mikroskop ist dazu die Anregungsstrahlungsverteilung mit Leistungen über dem Schwellwert versehen. Strahlung anderer Wellenlänge, wie sie im Stand der Technik bislang erforderlich war, ist nicht mehr nötig. Das erfindungsgemäße Mikroskop bzw. eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind deshalb sehr viel einfacher, benötigen insbesondere nur eine einzige Lichtquelle, deren Auflösung sich auf die Bildqualität auswirkt. Auch sind die chromatischen Anforderungen hinsichtlich der Einkopplung der Anregungsstrahlung gegenüber dem Stand der Technik deutlich vereinfacht, da nicht mehr ein relativ breiter Wellenlängenbereich abgedeckt werden muß.By Irradiation of the excitation power above the threshold, the corresponds to the maximum of the fluorescence characteristic, less fluorescence stimulated than in the first state. In the microscope is the excitation radiation distribution with services over provided the threshold. Radiation of other wavelength, like it was previously required in the prior art is no more necessary. The microscope according to the invention or a device for execution of the method according to the invention therefore much easier to need in particular, only a single light source whose resolution is on the picture quality effect. Also, the chromatic requirements are regarding the coupling of the excitation radiation over the prior art clearly simplified, since no longer a relatively wide wavelength range must be covered.
Das Mikroskop ist auf die Probe abgestimmt, da die eingestrahlte Anregungsstrahlungsverteilung den Schwellwert für die Leitung berücksichtigt.The Microscope is tuned to the sample, since the irradiated excitation radiation distribution the Threshold for taken into account the line.
Für den erfindungsgemäßen Ansatz ist es darüber hinaus nicht zwingend erforderlich, daß die Probenbereiche, die mit Anregungsstrahlungsleistung oberhalb des Schwellwertes beleuchtet werden, zuvor „normal" angeregt wurden (wie dies beispielsweise beim STED- oder beim ESA-Ansatz erforderlich ist), wenn eine Probe verwendet wird, die nach Bestrahlung mit über dem Schwellwert liegender Anregungsstrahlungsleistung dauerhaft oder zumindest für eine gewisse Zeitdauer eine deutlich herabgesetzte oder gar verschwindende Anregbarkeit zeigt.For the inventive approach is it about it In addition, it is not absolutely necessary that the sample areas, which with Excitation radiation power above the threshold illuminated are previously "normal" stimulated (as required for example in the STED or ESA approach is) when a sample is used after irradiation with over Threshold lying excitation radiation power permanently or at least for a certain amount of time a significantly reduced or even disappearing Excitability shows.
Es ist bevorzugt, daß eine Probe bzw. ein Farbstoff verwendet wird, die/der bei einer Anregungsstrahlungsleistung über dem Schwellwert nicht luminesziert, Lumineszenzstrahlung mit anderen Eigenschaften als die bestimmte Lumineszenzstrahlung abstrahlt und/oder geänderte, zu verminderter Lumineszenz führende Absorptionseigenschaften für Anregungsstrahlung aufweist.It is preferred that a A sample or a dye is used, the / at an excitation radiation power over the Threshold not luminescent, luminescence with others Properties radiates as the particular luminescence and / or modified, leading to reduced luminescence Absorption properties for excitation radiation having.
Die Auflösungssteigerung wird also erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß aus Proben-Bereichen, die mit über dem Schwellwert liegender Anregungsstrahlungsintensität beleuchtet werden, keine oder nur mehr wenig Lumineszenzstrahlung zur Bilderzeugung beiträgt. Je nach Lumineszenzeigenschaft, die die Probe im zweiten Zustand, d.h. bei und/oder nach oberhalb dem Schwellwert liegender Anregungsstrahlungsleistung zeigt, erfolgt dieser verminderte Beitrag zum Bild auf unterschiedliche Weise. Zeigt die Probe überhaupt keine Lumineszenz mehr, wird aus Proben-Bereichen, die im zweiten Zustand sind, auch keine Lumineszenzstrahlung mehr detektiert. Zeigt die Probe im zweiten Zustand hingegen Lumineszenzstrahlung mit geänderten optischen Eigenschaften, wird man eine entsprechend optische Filterung, beispielsweise hinsichtlich spektraler Zusammensetzung oder Polarisation zum Ausblenden vornehmen. Zeigen sich veränderte Lebensdauern der angeregten Lumineszenzzustände, erreicht eine zeitliche Filterung eine Ausblendung.The resolution enhancement is thus according to the invention achieved that Sample areas, those with over Illuminates the threshold value of the excitation radiation intensity become, no or only little luminescence radiation for imaging contributes. Depending on the luminescence property of the sample in the second state, i.e. at and / or above the threshold lying excitation radiation power shows, this diminished contribution to the picture takes place in different ways. Shows the sample at all no more luminescence, is made from sample areas, in the second Condition are no longer detected even luminescence. Shows the sample in the second state, however, luminescence with changed optical properties, you will have a corresponding optical filtering, for example, with regard to spectral composition or polarization to hide. Show changed lives of the excited Lumineszenzzustände, a temporal filtering achieves a suppression.
Um die Proben-Bereichen im ersten Zustand weiter einzugrenzen bzw. einige dieser Proben-Bereiche auszuwählen, ist es bevorzugt eine konfokale Detektion vorzunehmen. Durch die erfindungsgemäße Reduktion des zur Lumineszenz angeregten Volumens unterhalb der Beugungsgrenze wird dabei eine Ortsauflösung erreicht, die diejenige bei normaler konfokaler Detektion übertrifft.Around to further narrow down the sample areas in the first state some of these sample areas select It is preferred to perform a confocal detection. By the reduction according to the invention of the luminescence-excited volume below the diffraction limit becomes a spatial resolution reached that surpasses that in normal confocal detection.
Wesentlich ist, daß nicht alle mit Anregungsstrahlung beleuchteten Bereiche zum Lumineszenzbild beitragen, sondern daß mit über dem Schwellwert liegender Anregungsstrahlungsleistung beleuchtete Proben-Bereiche im Bild nicht oder nur vermindert enthalten sind, wodurch sich automatisch die Auflösungssteigerung gegenüber der Einstrahlung der Anregungsstrahlung ergibt, da eine räumliche Reduktion des lumineszierenden Probenvolumens gegenüber dem angeregten Probenvolumen erreicht ist. Es finden sich im Bild optische Strukturen, die in der Anregungsstrahlungsverteilung nicht vorhanden waren. Die Auflösung des Bildes ist also über die Auflösung der Anregungsstrahlungseinkopplung hinaus gesteigert.Essential is that not all illuminated with excitation radiation areas for luminescence contribute, but that with over the Threshold excitation radiation power illuminated sample areas in the picture are not included or only diminished, resulting automatically the resolution increase across from the irradiation of the excitation radiation results as a spatial reduction of the luminescent sample volume with respect to the excited sample volume is reached. It can be found in the picture optical structures in the Excitation radiation distribution were not present. The resolution of the Picture is over the resolution increased the excitation radiation injection addition.
In besonders vorteilhafter Weise verwendet man eine Probe bzw. Farbstoffe bzw. stimmt das erfindungsgemäße Mikroskop darauf ab, die vom zweiten Zustand durch Einstrahlung einer Rücksetzstrahlung, die andere optische Eigenschaften als die Anregungsstrahlung hat, wieder in den (ursprünglichen) ersten Zustand zurückgesetzt werden können. Das Mikroskop weist dazu geeignete Mittel auf. Dies bedeutet, daß der zweite Zustand ein zumindest weitgehend reversibler Zustand ist. Durch Einstrahlung von Anregungsstrahlungsleistung oberhalb des Schwellwertes aus dem Lumineszenzbild ausgeblendete Bereiche können dann nach Einstrahlung der Rücksetzstrahlung wieder zur normalen Lumineszenz im ersten Zustand angeregt werden. Ein derart weitergebildetes Verfahren bzw. ein derart ausgestaltetes Mikroskop eignet sich dann für Anwendungen, bei denen verschiedene Bereiche einer Probe mehrfach abgebildet werden sollen. Es wird für solche Anwendungen deshalb bevorzugt, daß eine Probe bzw. ein Farbstoff verwendet wird, die bzw. der im zweiten Zustand, also nach Beleuchtung mit Anregungsstrahlung über dem Schwellwert, verminderte Empfindlichkeit für Anregungsstrahlung zeigt, wobei durch Einstrahlung einer Rücksetzstrahlung, die andere optische Eigenschaften als die Anregungsstrahlung hat, die Empfindlichkeitsverminderung zumindest teilweise reversiert wird (und der erste Zustand wiederhergestellt wird). Zumindest die mit über dem Schwellwert liegender Anregungsstrahlungsleistung beleuchteten Proben-Bereiche werden mit Rücksetzstrahlung bestrahlt. Es ist dabei bedeutsam, daß die Rücksetzstrahlung, die die Probe wieder in den ersten Zustand überführt, zur Bewerkstellung der Auflösungssteigerung nichts beiträgt, also auch nur sehr grob oder überhaupt nicht strukturiert in die Probe eingekoppelt werden kann.In a particularly advantageous manner, a sample or dyes is used or the microscope according to the invention tunes it, which can be reset from the second state by irradiation of a reset radiation having other optical properties than the excitation radiation back to the (original) first state. The microscope has suitable means for this purpose. This means that the second state is an at least largely reversible state. By irradiation of excitation radiation power above the threshold value of the luminescent image hidden areas can then be excited after irradiation of the reset radiation back to normal luminescence in the first state. Such a further developed method or microscope designed in this way is then suitable for applications in which different regions of a sample are to be imaged several times. It is therefore preferred for such applications that a sample or a dye is used, the or in the second state, ie after illumination with Anreungsstrah If the radiation is above the threshold value, reduced sensitivity for excitation radiation is shown, wherein by irradiation of a reset radiation having other optical properties than the excitation radiation, the sensitivity reduction is at least partially reversed (and the first state is restored). At least the sample areas illuminated above the threshold excitation radiation power are irradiated with reset radiation. It is important in this case that the reset radiation, which transfers the sample back into the first state, does not contribute anything to effecting the increase in resolution, ie it can also be coupled into the sample in a very coarse or not at all structured manner.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erlaubt die hinsichtlich ihrer Lumineszenzeigenschaften wieder in den ersten Zustand rückführbare Probe eine Bilderzeugung durch Abscannen. Dabei kann die Probe beispielsweise mit einem Spot-, Zeilen- oder Multispotbereich abgerastert werden, z.B. durch eine Scannereinrichtung. Zwischen zwei Scanschritten wird dann jeweils Rücksetzstrahlung eingestrahlt, um beim neuen Scanschritt jeweils erneut Anregungsstrahlung unter und über dem Schwellwert einstrahlen zu können. Dadurch wird in jedem Scanschritt eine gesteigerte Auflösung erzielt, was insgesamt ein deutlich auflösungsverbessertes Bild liefert.In a particularly advantageous embodiment of the invention allowed in terms of their Lumineszenzeigenschaften back in the first Condition traceable sample imaging by scanning. The sample may be, for example with a spot, line or Multispot area are scanned, e.g. through a scanner device. Between two scan steps then each return radiation is irradiated, at the new scanning step each again excitation radiation under and over to be able to radiate the threshold value. As a result, an increased resolution is achieved in each scanning step, which is a clear improvement in resolution overall Picture delivers.
Die Einstrahlung der Anregungsstrahlungsverteilung erzeugt also eine örtliche Struktur der Fluoreszenzstrahlung. Diese ist meist symmetrisch bezüglich der Anregungsstrahlungsverteilung. Möchte man eine bestimmte fluoreszierende Flächenform, z.B. einen Punkt, so werden vorteilhafterweise Teile der fluoreszierenden Probe ausgeblendet. Dies ist ohne Auswirkung auf die Auflösung der erwünschten Flächenform möglich, da man für ausreichende Abstände zwischen benachbarten fluoreszierenden Bereichen sorgen kann.The Irradiation of the excitation radiation distribution thus generates a local Structure of fluorescence radiation. This is usually symmetrical with respect to Exciting radiation distribution. You want a certain fluorescent surface form, e.g. one point, thus advantageously parts of the fluorescent sample are hidden. This has no effect on the resolution of the desired surface shape possible, as you go for adequate distances between adjacent fluorescent regions.
Für die Anregung der Probe über bzw. unter dem Schwellwert sind prinzipiell zwei Varianten möglich. In einer ersten Variante erfolgt eine prinzipiell beugungsbegrenzte Beleuchtung, wobei diese punktförmig sein kann, radial symmetrisch sein kann oder ein zentrales Maximum, wie die bekannte Airy-Funktion aufweisen kann, jedoch nicht muß. In dieser Form der Anregungsverteilung ist es bevorzugt, daß die Anregungsstrahlungsverteilung beugungsbegrenzt ist.For the suggestion the sample over or below the threshold value, in principle, two variants are possible. In a first variant is a principle diffraction limited Lighting, these being punctiform may be radially symmetric or a central maximum, as the known Airy function may have, but need not. In this In the form of the excitation distribution, it is preferred that the excitation radiation distribution diffraction-limited.
Bei der beugungsbegrenzten Anregungsstrahlungsverteilung kann man besonders vorteilhaft eine torusförmige Verteilung verwenden, die im Kernbereich der torusförmigen Verteilung eine Anregungsstrahlungsleistung über dem Schwellwert, in Randbereichen unter dem Schwellwert hat. Im vom Torus umschriebenen Zentrum erhält man dann eine punktförmige Lumineszenzverteilung, die deutlich kleiner ist, als es ein beugungsbegrenztes Airy-Scheibchen wäre. Da natürlich aus den erwähnten Symmetriegründen auch am Außenrand des Torus liegende Proben-Bereiche mit unter dem Schwellwert liegender Anregungsstrahlungsleistung beleuchtet werden, wird auch dort Lumineszenzstrahlung angeregt. Um ein punktförmiges Fluoreszenzbild zu erzeugen, ist es zweckmäßig, diese Bereiche auszublenden, beispielsweise mit Hilfe einer konfokalen Detektion, die lediglich im vom Torus umschriebenen Zentrum entstehende Lumineszenzstrahlung passieren läßt. Das lumineszierende Zentrum ist dabei dennoch kleiner, als es die (beugungsbegrenzte) Auflösung der konfokalen Detektion per se erlaubt. Das Ausblenden kann natürlich auch anders bewerkstelligt werden. Z.B. können die Außenbereiche bezüglich der Lumineszenzanregbarkeit gezielt ausgeschaltet bzw. das umschriebene Zentrum gezielt eingeschaltet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. Mikroskop erlaubt damit eine Auflösung über die physikalische Beugungsgrenze hinaus bei gleichzeitiger Beeinflussung der fluoreszierenden Bereichsform.at The diffraction-limited excitation radiation distribution can be particularly advantageously a toroidal Use distribution in the core area of the toroidal distribution an excitation radiation power above the threshold, in marginal areas below the threshold. In the center circumscribed by the Torus, one then gets a punctate Luminescence distribution, which is significantly smaller than it is a diffraction-limited Airy slices would be. There, of course for the reasons of symmetry mentioned also on the outer edge the torus lying sample areas below the threshold lying Excitation radiation power are illuminated, there is luminescence radiation stimulated. To be a punctiform Fluorescence image, it is useful to hide these areas, for example, using a confocal detection, the only in the center circumscribed by the torus luminescence radiation lets happen. The luminescent center is still smaller than the (diffraction-limited) resolution the confocal detection per se allowed. The hiding can of course synonymous be done differently. For example, can the outdoor areas regarding the Lumineszenzanregbarkeit off targeted or the circumscribed Center can be switched on purposefully. The inventive method or microscope thus allows a resolution beyond the physical diffraction limit addition, while influencing the fluorescent area shape.
In einer zweiten Variante wird eine flächige, strukturierte Beleuchtung eingesetzt, wobei die Fläche auch als eine oder mehrere, in einer Richtung beugungsbegrenzte Linie(n) ausgebildet werden kann. Teilbereiche der beleuchteten Fläche weisen eine Anregungsstrahlungsleistung über und andere Teilbereiche eine Anregungsstrahlungsleistung unter dem Schwellwert auf. Eine solche flächige Beleuchtung erlaubt es, eine größere Probe besonders schnell abzurastern. Gleiches gilt natürlich auch für eine Multispot-Anordnung, bei der mehrere beugungsbegrenzte Beleuchtungsspots auf die Probe fallen, die so weit voneinander räumlich getrennt sind, daß sie eindeutig voneinander getrennt detektiert werden können. Als flächige strukturierte Probenbeleuchtung kommt insbesondere ein Streifen- oder Kreuzgitter in Frage.In a second variant is a flat, structured lighting used, the area also as one or more, diffraction-limited in one direction Line (s) can be formed. Subareas of the illuminated area have an excitation radiation power over and other subregions an excitation radiation power below the threshold value. A such areal Illumination allows a larger sample to raster very quickly. The same applies of course to a multi-spot arrangement, where multiple diffraction-limited lighting spots fall on the sample, which are so far apart from each other they are separated can be detected clearly separated from each other. When area structured sample illumination comes in particular a strip or Cross grid in question.
Je nach Probe können Proben-Bereiche im zweiten Zustand noch eine gewisse Restlumineszenz zeigen. Dies kann entweder durch die Probe selbst bedingt sein, oder durch Wanderungen von lumineszierendem Material zwischen den unterschiedlich beleuchteten Proben-Bereichen, beispielsweise durch Diffusion. Die Probe selbst kann z.B. störend autofluoreszieren oder andere Farbstoffe enthalten, die nicht in einen zweiten, reversiblen Zustand überführbar sind. Im Ergebnis hat man eine Restlumineszenzstrahlung in Bereichen, die mit über dem Schwellwert liegender Anregungsstrahlungsleistung beleuchtet wurden. Prinzipiell kann diese Restlumineszenz durch einen geeigneten Schwellwert bei der Detektion unterdrückt werden.ever to sample Sample areas in the second state still have some residual luminescence demonstrate. This can either be due to the sample itself, or by migrating luminescent material between them differently lit sample areas, for example by Diffusion. The sample itself may e.g. annoying autofluorescence or contain other dyes that are not in a second, reversible Condition are transferable. As a result, one has a residual luminescence radiation in areas those with over Illuminates the threshold value of the excitation radiation power were. In principle, this residual luminescence can be replaced by a suitable Threshold in the detection can be suppressed.
Die Verwendung einer an und für sich bekannten Lock-In-Technik unterdrückt diese Hintergrundstrahlung bei verbessertem Bildsignal. Dazu wird man entweder in Proben-Bereiche, die in den zweiten Zustand versetzt werden oder in Proben-Bereiche, die im ersten Zustand verbleiben, die Anregungsstrahlung gemäß einer Referenzfrequenz intensitätsmodulieren und diese Referenzfrequenz bei der Detektion der Lumineszenzstrahlung im Wege der Lock-In-Technik verwerten. Das Mikroskop weist dazu einen Modulator und einen dem Lumineszenzdetektor nachgeschalteten Lock-In-Verstärker auf. Dieser separiert dann die modulierten Signale und unterdrückt die unmodulierten Signale, was eine hochaufgelöste Detektion auch bei der genannten Restlumineszenz ermöglicht, ohne daß der Spitzenpegel des Nutzsignals sinkt. Dadurch tragen die modulierten Signale voll zum hochaufgelösten Bild bei.The Using a on and for known lock-in technology suppresses this background radiation with improved picture signal. This is done either in sample areas that are in be placed in the second state or in sample areas, the remain in the first state, the excitation radiation according to a Intensity modulation of reference frequency and this reference frequency in the detection of the luminescence radiation using the lock-in technique. The microscope points to it a modulator and a downstream of the luminescence detector Lock-in amplifier on. This then separates the modulated signals and suppresses the unmodulated signals, which is a high-resolution detection even at the allows said residual luminescence, without that Peak level of the wanted signal decreases. As a result, the modulated wear Signals full to the high resolution Picture at.
Eine alternative Möglichkeit zur Unterdrückung einer Restlumineszenz ist ein Differenzverfahren, bei dem zwei Bilder voneinander substrahiert werden. Ein erstes Bild wird mit Anregungsstrahlungsleistung unter dem Schwellwert, ein zweites Bild mit Anregungsstrahlungsleistung oberhalb des Schwellwertes aufgezeichnet. Die Differenz zwischen den beiden Bildern bewirkt die Abseparierung der Restlumineszenz. Andere mögliche Ansätze zur Unterdrückung der Restlumineszenz nutzen weitere Eigenschaften von in Varianten der Erfindung verwendeten Proben bzw. Farbstoffen, beispielsweise die Auswertung unterschiedlicher Lumineszenzlebensdauern im ersten bzw. zweiten Zustand, die Nutzung unterschiedlicher optischer Eigenschaften der Lumineszenzstrahlung im ersten oder zweiten Zustand o.ä.A alternative possibility for suppression A residual luminescence is a difference method in which two images be subtracted from each other. A first picture is taken with excitation radiation power below the threshold, a second image with excitation radiation power recorded above the threshold. The difference between the separation of the two images causes the residual luminescence. Other possible approaches for suppression The residual luminescence use further properties of in variants The invention used samples or dyes, for example, the Evaluation of different luminescence lifetimes in the first or second state, the use of different optical properties the luminescence radiation in the first or second state o.ä.
Weiter
werden in vorteilhaften Ausgestaltungen Probenteile, die außerhalb
der zu detektierenden Fokusebene liegen, ausgeblendet, um die Tiefenschärfe zu steigern.
Dadurch wird gleichzeitig die axiale von der lateralen Auflösung entkoppelt.
Dazu wird zuerst die Probe unstrukturiert in den zweiten Zustand überführt und
dann nur in der Fokusebene rückgesetzt.
Gleiches erreicht eine entsprechende Tiefenstrukturierung der Anregungsstrahlungsintensität, mit einem
Minimum in der Fokusebene. Hierzu kann man eine Anordnung gemäß den Prinzipien
der
Das eingangs genannte erfindungsgemäße Mikroskop verwirklicht in vorteilhaften Ausgestaltungen eine oder mehrere der oben genannten Weiterbildungen. Da die Anregungsstrahlung sowohl zur Anregung der Lumineszenz als auch zur Verhinderung bzw. Minderung von Lumineszenz verwendet wird, ist es vorteilhafterweise möglich, eine einzige Anregungsstrahlungsquelle vorzusehen, welche die Anregungsstrahlung abgibt und der eine Einrichtung nachgeordnet ist, welche dem Strahlprofil ein Minimum, vorzugsweise mit variabler Tiefe, aufprägt, wobei im Minimum die Leistung unter dem Schwellwert liegt.The initially mentioned inventive microscope realized in advantageous embodiments, one or more the above developments. Since the excitation radiation both to stimulate the luminescence as well as to prevent or reduce is used by luminescence, it is advantageously possible to use a provide only excitation radiation source, which the excitation radiation and a device is arranged downstream of which the beam profile imprinting a minimum, preferably of variable depth, wherein at least the power is below the threshold.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhalber noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The The invention will be described below with reference to the drawings for example, even closer explained. In the drawings shows:
Nachfolgend werden in verfahrenstechnischer Erläuterung sowie in Mikroskopbeschreibungen verschiedene Ausführungsformen zur auflösungsgesteigerten Lumineszenzmikroskopie dargestellt. Dies geschieht rein exemplarisch anhand verschiedener Fluoreszenzmikroskope bzw. Fluoreszenzmikroskopieverfahren. Natürlich sind die nachfolgend geschilderten Ausführungsbeispiele, d. h. Verfahrensformen und Mikroskope, auch für andersartig lumineszierende Substanzen einsetzbar, beispielsweise für phosphorisierende Proben oder Farbstoffe. Soweit nachfolgend von einem Farbstoff gesprochen wird, so ist auch dies nur beispielshalber aufzufassen. Anstelle eines Farbstoffes, der zur Präparation einer Probe eingesetzt werden kann, kann natürlich auch eine direkt fluoreszierende (oder phosphorisierende) Substanz als Probe treten, wodurch eine Farbstoffzugabe entbehrlich ist. Auch können zusätzliche Farbstoffe verwendet werden, die andere Eigenschaften zeigen und nicht in einen zweiten Zustand bringbar sind. Weiter können für einzelne Verfahrensformen oder Mikroskope geschilderte Merkmale auch für andere beschriebene Verfahrensformen oder Mikroskope eingesetzt werden, so daß auch hier nicht geschilderte Kombinationen möglich sind.following be in procedural explanation as well as in microscope descriptions different embodiments to the resolution-enhanced Luminescence microscopy shown. This is purely exemplary using various fluorescence microscopes or fluorescence microscopy methods. Naturally are the embodiments described below, d. H. process forms and microscopes, too, for different luminescent substances used, for example for phosphors Samples or dyes. As far as subsequently spoken by a dye this is only to be understood as an example. Instead of of a dye used for preparation a sample can be used, of course, a directly fluorescent (or phosphorescent) substance as a sample, whereby a Dye addition is dispensable. Also, additional dyes can be used that show other qualities and not in a second one Condition can be brought. Next you can for individual Process forms or microscopes described features for others described method forms or microscopes are used, so that too here unspecified combinations are possible.
Die
Erfindung setzt nun die Kennlinie
In
Kombination mit einer geeigneten Anregungsstrahlungsverteilung beim
Beleuchten der Probe führt
die Verwendung des Farbstoffes mit der Kennlinie der
Mit
der Anregungsstrahlung A wird neben der Anregung der Farbstoffmoleküle aus dem
Grundniveau heraus in das erste angeregte Niveau (erster Zustand
Ursprünglich befindet
sich z.B. die zu untersuchende Probe P im ersten Zustand
Bereiche
B1 der Probe, die im ersten Zustand
Die
Aufteilung der Probe in Probenbereiche B1, die sich im ersten Zustand
Die
In
Strahlt
man dagegen, wie in
Zur
Ausblendung des ringförmigen
Außenbereichs
ist es zusätzlich
möglich,
eine konfokale Detektion durchzuführen, die den mittleren Peak
durch geeignete Einstellung eines konfokalen Detektionsvolumens
D auswählt.
Dies ist schematisch als dritte Verfahrensform in
Alternativ
wird der äußere fluoreszierende Ring
in
In
einer vierten Verfahrensform erfolgt eine strukturierte flächige Beleuchtung,
wie sie beispielsweise in
Alternativ kann statt einer streifenförmigen Weitfeldbeleuchtung auch eine brennlinienförmige Beleuchtung verwendet werden, wobei die Linie entlang ihrer Längsachse (z.B. sinusförmig) moduliert ist, so daß die Leistung in Linienabschnitten über dem Schwellwert und in Linienabschnitten unter dem Schwellwert liegt. Die Scanbewegung erfolgt senkrecht zur Linie und entlang der Linie. Der Detektor ist ein geeignet hochauflösender Zeilendetektor.alternative can instead of a strip-shaped wide-field illumination also a burning lighting be used, with the line along its longitudinal axis (e.g., sinusoidal) is modulated so that the Performance in line sections above the Threshold and in line sections below the threshold. The scanning movement is perpendicular to the line and along the line. The detector is a suitable high-resolution line detector.
Obwohl bislang nur die laterale Auflösung erwähnt wurde, ist auch die axiale Auflösung für die Ausführungsformen verbessert.Even though so far only the lateral resolution mentioned was, is also the axial resolution for the embodiments improved.
Das
Anregungsmodul
Zur
Auflösungssteigerung
erfolgt die Einstrahlung der Anregungsstrahlung A in den Fokuspunkt
Im
Ergebnis erhält
man eine Verteilung der Leistung der Anregungsstrahlung A, wie sie
in
Das
hinsichtlich der Tiefe einstellbare Minimum
Für ein optionales
Rückschalten
der Proben-Bereiche B2 vom zweiten Zustand
Das
Mikroskop der
Der
gleiche Effekt kann auftreten, wenn in der Probe eine starke Diffusion
des fluoreszierenden Materials, beispielsweise der Farbstoffmoleküle, herrscht.
Auch dann ergibt sich eine Restfluoreszenz
Der
Sockel S läßt sich
durch geeignete Bildaufnahme unterdrücken. Eine dies realisierende zweite
Ausführungsform
eines Laserscanningmikroskops
Im
Unterschied der Bauweise der
Die
vom Frequenzgenerator
Verwertet man gezielt den Gleichanteil des Signals, erreicht man eine zusätzliche Bildinformation, die nicht hochaufgelöst ist. Diese Bildinformation kann sich z.B. auf andersartig fluoreszierende Proben-Bereiche/-Eigenschaften beziehen. Die hoch und niedrig aufgelösten können beliebig codiert (z.B. farbcodiert) überlagert dargestellt werden.recycled one directs the direct component of the signal, one reaches an additional one Image information that is not high resolution. This image information can e.g. on different fluorescent sample areas / properties Respectively. The high and low resolution may be superimposed arbitrarily encoded (e.g., color coded) being represented.
Alternativ
oder zusätzlich
zu dieser Lock-In-Detektion können
auch zwei Bilder aufgezeichnet werden. Ein erstes Bild wird mit
Anregungsstrahlungsverteilung mit Minimum
Die
nun kohärente
Lichtquelle
Die
Beugungsordnungen fallen beim Fokussieren streifend zueinander ein
und gelangen so in der Probe zur Interferenz. Durch den Talbot-Effekt entsteht
ein sogenanntes Talbotgitter entlang der optischen Achse OA. Dies
ist schematisch in der oberen Hälfte
der
Die
Wirkung innerhalb der Probe zeigt sich in der unteren Hälfte
Die
Detektion erfolgt mit einem Zeilendetektor
Der
Scanner
Das
Laserscanningmikroskop gemäß
Die
Teilstrahlen werden durch Linsen in eine Pupille des Mikroskopmoduls
An
den Stellen hoher Intensität
(helle Bereiche B2) im Multispotmuster
Von
der Rücksetzlichtquelle
Der
Rücksetzstrahl
Es
kommt darauf an, daß die
Probe durch geeignete Einstrahlung von Anregungsstrahlung A in Bereiche
B1 im ersten Zustand und in Bereiche B2 im zweiten Zustand aufgeteilt
wird. Die Überführung von Proben-Bereichen
in den zweiten Zustand kann deshalb auch durch zur Auswahl einer
Tiefenebene der Probe (vgl.
Für das vorstehend
in verschiedenen Varianten geschilderte Verfahren bzw. Mikroskop
ist die Einstellung der Leistung der Anregungsstrahlung A abhängig von
der Fluoreszenzcharakteristik der Probe unter besonderer Berücksichtigung
der örtlichen
Verteilung der Anregungsstrahlung A von Bedeutung. Insbesondere
bestimmt die Tiefe eines oder mehrer Minima
Alternativ
oder zusätzlich
kann an einem Testpräparat
oder einer Referenzstelle der zu untersuchenden Probe die tatsächliche
Auflösung
ermittelt und der optimale Leistungspegel bei gebender Anregungsverteilung
in einem interativen Prozeß ermittelt und
dann zur Abbildung der Probe
Anstelle
einer reinen Leistungsskalierung kann natürlich auch die Verteilung verändert werden, beispielsweise
durch entsprechende Einstellung des Phasenelements
Die
Fluoreszenzcharakteristik der Probe
Die
iterative Bestimmung ist immer dann vorteilhaft, wenn die Fluoreszenzeigenschaften
stark probenabhängig
sind und eine Referenzstelle an der Probe für die Ermittlung der Fluoreszenzcharakteristik
vorhanden ist oder nicht gefunden werden kann. In diesem Fall kann
man entweder an einem begrenzten Gebiet innerhalb oder außerhalb
des interessierenden Probenfeldes oder anhand einer Bildgebung im
gesamten abzubildenden Probenfeld eine Leistungsoptimierung vornehmen
bzw. durch das Steuergerät
Die Anregungsstrahlung A und die Rücksetzungsstrahlung R können aus einer einzigen Strahlungsquelle erzeugt werden. Die Strahlungsquelle kann entweder direkt umschaltbar oder mit einer nachgeordneten Selektionsanordnung versehen sein.The Excitation radiation A and the reset radiation R can be generated from a single radiation source. The radiation source can either directly switchable or with a downstream selection arrangement be provided.
Claims (30)
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510034443 DE102005034443A1 (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Sample e.g. cell particle, luminescence microscopy method, involves prevailing one of sample regions for image of sample, so that image has local resolution which is enhanced in relation to excitation radiation distribution |
EP06762757.0A EP1907826B2 (en) | 2005-07-22 | 2006-07-21 | Luminescence microscopy with enhanced resolution |
PCT/EP2006/007212 WO2007009812A1 (en) | 2005-07-22 | 2006-07-21 | Luminescence microscopy with enhanced resolution |
DE502006004676T DE502006004676D1 (en) | 2005-07-22 | 2006-07-21 | RESOLUTION-INCREASED LUMINESCENCE MICROSCOPY |
EP08007103.8A EP1944600B1 (en) | 2005-07-22 | 2006-07-21 | Laser scanning microscope |
AT06762757T ATE441103T1 (en) | 2005-07-22 | 2006-07-21 | RESOLUTION-ENHANCED LUMINESCENCE MICROSCOPY |
JP2008521906A JP5337483B2 (en) | 2005-07-22 | 2006-07-21 | Luminescence microscopy with increased resolution |
US11/491,781 US7485875B2 (en) | 2005-07-22 | 2006-07-24 | Resolution-enhanced luminescence microscopy |
JP2012228003A JP5485352B2 (en) | 2005-07-22 | 2012-10-15 | Luminescence microscopy with increased resolution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510034443 DE102005034443A1 (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Sample e.g. cell particle, luminescence microscopy method, involves prevailing one of sample regions for image of sample, so that image has local resolution which is enhanced in relation to excitation radiation distribution |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005034443A1 true DE102005034443A1 (en) | 2007-02-22 |
Family
ID=37697138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510034443 Ceased DE102005034443A1 (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Sample e.g. cell particle, luminescence microscopy method, involves prevailing one of sample regions for image of sample, so that image has local resolution which is enhanced in relation to excitation radiation distribution |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005034443A1 (en) |
Cited By (53)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010029163A1 (en) | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Degudent Gmbh | Method and apparatus for detecting contour data and/or optical characteristics of a three-dimensional semitransparent object |
DE102008054317A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-06 | Carl Zeiss Microlmaging Gmbh | combining microscopy |
DE102009031231A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Carl Zeiss Microlmaging Gmbh | Methods and arrangements for fluorescence microscopy |
DE102009055216A1 (en) | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Carl Zeiss Microlmaging GmbH, 07745 | luminescence |
DE102010028138A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Determining the distribution of a substance by scanning with a measuring front |
EP2382456A2 (en) * | 2009-01-26 | 2011-11-02 | The General Hospital Corporation | System, method and computer-accessible medium for providing wide-field superresolution microscopy |
US8593619B2 (en) | 2008-05-07 | 2013-11-26 | The General Hospital Corporation | System, method and computer-accessible medium for tracking vessel motion during three-dimensional coronary artery microscopy |
US8676013B2 (en) | 2004-07-02 | 2014-03-18 | The General Hospital Corporation | Imaging system using and related techniques |
US8760663B2 (en) | 2005-09-29 | 2014-06-24 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for optical imaging via spectral encoding |
US8922781B2 (en) | 2004-11-29 | 2014-12-30 | The General Hospital Corporation | Arrangements, devices, endoscopes, catheters and methods for performing optical imaging by simultaneously illuminating and detecting multiple points on a sample |
US8937724B2 (en) | 2008-12-10 | 2015-01-20 | The General Hospital Corporation | Systems and methods for extending imaging depth range of optical coherence tomography through optical sub-sampling |
DE102013114860B3 (en) * | 2013-12-23 | 2015-05-28 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Method and device for determining the locations of individual molecules of a substance in a sample |
US9060689B2 (en) | 2005-06-01 | 2015-06-23 | The General Hospital Corporation | Apparatus, method and system for performing phase-resolved optical frequency domain imaging |
US9069130B2 (en) | 2010-05-03 | 2015-06-30 | The General Hospital Corporation | Apparatus, method and system for generating optical radiation from biological gain media |
US9178330B2 (en) | 2009-02-04 | 2015-11-03 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for utilization of a high-speed optical wavelength tuning source |
US9186067B2 (en) | 2006-02-01 | 2015-11-17 | The General Hospital Corporation | Apparatus for applying a plurality of electro-magnetic radiations to a sample |
US9226665B2 (en) | 2003-01-24 | 2016-01-05 | The General Hospital Corporation | Speckle reduction in optical coherence tomography by path length encoded angular compounding |
US9282931B2 (en) | 2000-10-30 | 2016-03-15 | The General Hospital Corporation | Methods for tissue analysis |
US9326682B2 (en) | 2005-04-28 | 2016-05-03 | The General Hospital Corporation | Systems, processes and software arrangements for evaluating information associated with an anatomical structure by an optical coherence ranging technique |
US9330092B2 (en) | 2011-07-19 | 2016-05-03 | The General Hospital Corporation | Systems, methods, apparatus and computer-accessible-medium for providing polarization-mode dispersion compensation in optical coherence tomography |
US9341783B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-05-17 | The General Hospital Corporation | Apparatus and methods for producing and/or providing recirculating optical delay(s) |
US9364143B2 (en) | 2006-05-10 | 2016-06-14 | The General Hospital Corporation | Process, arrangements and systems for providing frequency domain imaging of a sample |
US9408539B2 (en) | 2010-03-05 | 2016-08-09 | The General Hospital Corporation | Systems, methods and computer-accessible medium which provide microscopic images of at least one anatomical structure at a particular resolution |
US9415550B2 (en) | 2012-08-22 | 2016-08-16 | The General Hospital Corporation | System, method, and computer-accessible medium for fabrication miniature endoscope using soft lithography |
US9441948B2 (en) | 2005-08-09 | 2016-09-13 | The General Hospital Corporation | Apparatus, methods and storage medium for performing polarization-based quadrature demodulation in optical coherence tomography |
US9510758B2 (en) | 2010-10-27 | 2016-12-06 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for measuring blood pressure within at least one vessel |
US9516997B2 (en) | 2006-01-19 | 2016-12-13 | The General Hospital Corporation | Spectrally-encoded endoscopy techniques, apparatus and methods |
US9557154B2 (en) | 2010-05-25 | 2017-01-31 | The General Hospital Corporation | Systems, devices, methods, apparatus and computer-accessible media for providing optical imaging of structures and compositions |
US9615748B2 (en) | 2009-01-20 | 2017-04-11 | The General Hospital Corporation | Endoscopic biopsy apparatus, system and method |
US9629528B2 (en) | 2012-03-30 | 2017-04-25 | The General Hospital Corporation | Imaging system, method and distal attachment for multidirectional field of view endoscopy |
US9646377B2 (en) | 2006-01-19 | 2017-05-09 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for optical imaging or epithelial luminal organs by beam scanning thereof |
USRE46412E1 (en) | 2006-02-24 | 2017-05-23 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for performing angle-resolved Fourier-domain optical coherence tomography |
US9733460B2 (en) | 2014-01-08 | 2017-08-15 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for microscopic imaging |
US9763623B2 (en) | 2004-08-24 | 2017-09-19 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for imaging of vessel segments |
US9784681B2 (en) | 2013-05-13 | 2017-10-10 | The General Hospital Corporation | System and method for efficient detection of the phase and amplitude of a periodic modulation associated with self-interfering fluorescence |
US9795301B2 (en) | 2010-05-25 | 2017-10-24 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems, methods and computer-accessible medium for spectral analysis of optical coherence tomography images |
US9968245B2 (en) | 2006-10-19 | 2018-05-15 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for obtaining and providing imaging information associated with at least one portion of a sample, and effecting such portion(s) |
US9968261B2 (en) | 2013-01-28 | 2018-05-15 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for providing diffuse spectroscopy co-registered with optical frequency domain imaging |
US10058250B2 (en) | 2013-07-26 | 2018-08-28 | The General Hospital Corporation | System, apparatus and method for utilizing optical dispersion for fourier-domain optical coherence tomography |
DE102017206203A1 (en) | 2017-04-11 | 2018-10-11 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Optical arrangement for spectral selection, as well as device and microscope |
US10117576B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-11-06 | The General Hospital Corporation | System, method and computer accessible medium for determining eye motion by imaging retina and providing feedback for acquisition of signals from the retina |
US10228556B2 (en) | 2014-04-04 | 2019-03-12 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for controlling propagation and/or transmission of electromagnetic radiation in flexible waveguide(s) |
US10285568B2 (en) | 2010-06-03 | 2019-05-14 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for devices for imaging structures in or at one or more luminal organs |
US10426548B2 (en) | 2006-02-01 | 2019-10-01 | The General Hosppital Corporation | Methods and systems for providing electromagnetic radiation to at least one portion of a sample using conformal laser therapy procedures |
US10478072B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-11-19 | The General Hospital Corporation | Methods and system for characterizing an object |
US10736494B2 (en) | 2014-01-31 | 2020-08-11 | The General Hospital Corporation | System and method for facilitating manual and/or automatic volumetric imaging with real-time tension or force feedback using a tethered imaging device |
US10835110B2 (en) | 2008-07-14 | 2020-11-17 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for facilitating at least partial overlap of dispersed ration on at least one sample |
US10893806B2 (en) | 2013-01-29 | 2021-01-19 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for providing information regarding the aortic valve |
US10912462B2 (en) | 2014-07-25 | 2021-02-09 | The General Hospital Corporation | Apparatus, devices and methods for in vivo imaging and diagnosis |
US11179028B2 (en) | 2013-02-01 | 2021-11-23 | The General Hospital Corporation | Objective lens arrangement for confocal endomicroscopy |
US11452433B2 (en) | 2013-07-19 | 2022-09-27 | The General Hospital Corporation | Imaging apparatus and method which utilizes multidirectional field of view endoscopy |
US11490826B2 (en) | 2009-07-14 | 2022-11-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for measuring flow and pressure within a vessel |
US11490797B2 (en) | 2012-05-21 | 2022-11-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus, device and method for capsule microscopy |
-
2005
- 2005-07-22 DE DE200510034443 patent/DE102005034443A1/en not_active Ceased
Cited By (71)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9282931B2 (en) | 2000-10-30 | 2016-03-15 | The General Hospital Corporation | Methods for tissue analysis |
US9226665B2 (en) | 2003-01-24 | 2016-01-05 | The General Hospital Corporation | Speckle reduction in optical coherence tomography by path length encoded angular compounding |
US8676013B2 (en) | 2004-07-02 | 2014-03-18 | The General Hospital Corporation | Imaging system using and related techniques |
US9664615B2 (en) | 2004-07-02 | 2017-05-30 | The General Hospital Corporation | Imaging system and related techniques |
US9763623B2 (en) | 2004-08-24 | 2017-09-19 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for imaging of vessel segments |
US8922781B2 (en) | 2004-11-29 | 2014-12-30 | The General Hospital Corporation | Arrangements, devices, endoscopes, catheters and methods for performing optical imaging by simultaneously illuminating and detecting multiple points on a sample |
US9326682B2 (en) | 2005-04-28 | 2016-05-03 | The General Hospital Corporation | Systems, processes and software arrangements for evaluating information associated with an anatomical structure by an optical coherence ranging technique |
US9060689B2 (en) | 2005-06-01 | 2015-06-23 | The General Hospital Corporation | Apparatus, method and system for performing phase-resolved optical frequency domain imaging |
US9441948B2 (en) | 2005-08-09 | 2016-09-13 | The General Hospital Corporation | Apparatus, methods and storage medium for performing polarization-based quadrature demodulation in optical coherence tomography |
US8928889B2 (en) | 2005-09-29 | 2015-01-06 | The General Hospital Corporation | Arrangements and methods for providing multimodality microscopic imaging of one or more biological structures |
US8760663B2 (en) | 2005-09-29 | 2014-06-24 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for optical imaging via spectral encoding |
US9304121B2 (en) | 2005-09-29 | 2016-04-05 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for optical imaging via spectral encoding |
US9513276B2 (en) | 2005-09-29 | 2016-12-06 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for optical imaging via spectral encoding |
US9516997B2 (en) | 2006-01-19 | 2016-12-13 | The General Hospital Corporation | Spectrally-encoded endoscopy techniques, apparatus and methods |
US10987000B2 (en) | 2006-01-19 | 2021-04-27 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for optical imaging or epithelial luminal organs by beam scanning thereof |
US9646377B2 (en) | 2006-01-19 | 2017-05-09 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for optical imaging or epithelial luminal organs by beam scanning thereof |
US9186066B2 (en) | 2006-02-01 | 2015-11-17 | The General Hospital Corporation | Apparatus for applying a plurality of electro-magnetic radiations to a sample |
US10426548B2 (en) | 2006-02-01 | 2019-10-01 | The General Hosppital Corporation | Methods and systems for providing electromagnetic radiation to at least one portion of a sample using conformal laser therapy procedures |
US9186067B2 (en) | 2006-02-01 | 2015-11-17 | The General Hospital Corporation | Apparatus for applying a plurality of electro-magnetic radiations to a sample |
USRE46412E1 (en) | 2006-02-24 | 2017-05-23 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for performing angle-resolved Fourier-domain optical coherence tomography |
US10413175B2 (en) | 2006-05-10 | 2019-09-17 | The General Hospital Corporation | Process, arrangements and systems for providing frequency domain imaging of a sample |
US9364143B2 (en) | 2006-05-10 | 2016-06-14 | The General Hospital Corporation | Process, arrangements and systems for providing frequency domain imaging of a sample |
US9968245B2 (en) | 2006-10-19 | 2018-05-15 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for obtaining and providing imaging information associated with at least one portion of a sample, and effecting such portion(s) |
US8593619B2 (en) | 2008-05-07 | 2013-11-26 | The General Hospital Corporation | System, method and computer-accessible medium for tracking vessel motion during three-dimensional coronary artery microscopy |
US10835110B2 (en) | 2008-07-14 | 2020-11-17 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for facilitating at least partial overlap of dispersed ration on at least one sample |
DE102008044522A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Degudent Gmbh | Method and device for detecting contour data and / or optical properties of a three-dimensional semitransparent object |
WO2010029163A1 (en) | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Degudent Gmbh | Method and apparatus for detecting contour data and/or optical characteristics of a three-dimensional semitransparent object |
US8704196B2 (en) | 2008-11-03 | 2014-04-22 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Combination microscopy |
DE102008054317A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-06 | Carl Zeiss Microlmaging Gmbh | combining microscopy |
US8937724B2 (en) | 2008-12-10 | 2015-01-20 | The General Hospital Corporation | Systems and methods for extending imaging depth range of optical coherence tomography through optical sub-sampling |
US9615748B2 (en) | 2009-01-20 | 2017-04-11 | The General Hospital Corporation | Endoscopic biopsy apparatus, system and method |
EP2382456A4 (en) * | 2009-01-26 | 2012-07-25 | Gen Hospital Corp | System, method and computer-accessible medium for providing wide-field superresolution microscopy |
EP2382456A2 (en) * | 2009-01-26 | 2011-11-02 | The General Hospital Corporation | System, method and computer-accessible medium for providing wide-field superresolution microscopy |
US9178330B2 (en) | 2009-02-04 | 2015-11-03 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for utilization of a high-speed optical wavelength tuning source |
DE102009031231A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Carl Zeiss Microlmaging Gmbh | Methods and arrangements for fluorescence microscopy |
US11490826B2 (en) | 2009-07-14 | 2022-11-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for measuring flow and pressure within a vessel |
WO2011076458A1 (en) | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Luminescence microscopy |
DE102009055216A1 (en) | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Carl Zeiss Microlmaging GmbH, 07745 | luminescence |
US9408539B2 (en) | 2010-03-05 | 2016-08-09 | The General Hospital Corporation | Systems, methods and computer-accessible medium which provide microscopic images of at least one anatomical structure at a particular resolution |
US9642531B2 (en) | 2010-03-05 | 2017-05-09 | The General Hospital Corporation | Systems, methods and computer-accessible medium which provide microscopic images of at least one anatomical structure at a particular resolution |
US10463254B2 (en) | 2010-03-05 | 2019-11-05 | The General Hospital Corporation | Light tunnel and lens which provide extended focal depth of at least one anatomical structure at a particular resolution |
US9024279B2 (en) | 2010-04-22 | 2015-05-05 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Determining the distribution of a substance by scanning with a measuring front |
DE102010028138A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Determining the distribution of a substance by scanning with a measuring front |
WO2011131591A1 (en) | 2010-04-22 | 2011-10-27 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Determination of the distribution of a substance by scanning with a measuring front |
US9951269B2 (en) | 2010-05-03 | 2018-04-24 | The General Hospital Corporation | Apparatus, method and system for generating optical radiation from biological gain media |
US9069130B2 (en) | 2010-05-03 | 2015-06-30 | The General Hospital Corporation | Apparatus, method and system for generating optical radiation from biological gain media |
US9557154B2 (en) | 2010-05-25 | 2017-01-31 | The General Hospital Corporation | Systems, devices, methods, apparatus and computer-accessible media for providing optical imaging of structures and compositions |
US10939825B2 (en) | 2010-05-25 | 2021-03-09 | The General Hospital Corporation | Systems, devices, methods, apparatus and computer-accessible media for providing optical imaging of structures and compositions |
US9795301B2 (en) | 2010-05-25 | 2017-10-24 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems, methods and computer-accessible medium for spectral analysis of optical coherence tomography images |
US10285568B2 (en) | 2010-06-03 | 2019-05-14 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for devices for imaging structures in or at one or more luminal organs |
US9510758B2 (en) | 2010-10-27 | 2016-12-06 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for measuring blood pressure within at least one vessel |
US9330092B2 (en) | 2011-07-19 | 2016-05-03 | The General Hospital Corporation | Systems, methods, apparatus and computer-accessible-medium for providing polarization-mode dispersion compensation in optical coherence tomography |
US9341783B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-05-17 | The General Hospital Corporation | Apparatus and methods for producing and/or providing recirculating optical delay(s) |
US9629528B2 (en) | 2012-03-30 | 2017-04-25 | The General Hospital Corporation | Imaging system, method and distal attachment for multidirectional field of view endoscopy |
US11490797B2 (en) | 2012-05-21 | 2022-11-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus, device and method for capsule microscopy |
US9415550B2 (en) | 2012-08-22 | 2016-08-16 | The General Hospital Corporation | System, method, and computer-accessible medium for fabrication miniature endoscope using soft lithography |
US9968261B2 (en) | 2013-01-28 | 2018-05-15 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for providing diffuse spectroscopy co-registered with optical frequency domain imaging |
US10893806B2 (en) | 2013-01-29 | 2021-01-19 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for providing information regarding the aortic valve |
US11179028B2 (en) | 2013-02-01 | 2021-11-23 | The General Hospital Corporation | Objective lens arrangement for confocal endomicroscopy |
US10478072B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-11-19 | The General Hospital Corporation | Methods and system for characterizing an object |
US9784681B2 (en) | 2013-05-13 | 2017-10-10 | The General Hospital Corporation | System and method for efficient detection of the phase and amplitude of a periodic modulation associated with self-interfering fluorescence |
US10117576B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-11-06 | The General Hospital Corporation | System, method and computer accessible medium for determining eye motion by imaging retina and providing feedback for acquisition of signals from the retina |
US11452433B2 (en) | 2013-07-19 | 2022-09-27 | The General Hospital Corporation | Imaging apparatus and method which utilizes multidirectional field of view endoscopy |
US10058250B2 (en) | 2013-07-26 | 2018-08-28 | The General Hospital Corporation | System, apparatus and method for utilizing optical dispersion for fourier-domain optical coherence tomography |
DE102013114860B3 (en) * | 2013-12-23 | 2015-05-28 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Method and device for determining the locations of individual molecules of a substance in a sample |
US9719928B2 (en) | 2013-12-23 | 2017-08-01 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | High-resolution fluorescence microscopy using a structured beam of excitation light |
US9733460B2 (en) | 2014-01-08 | 2017-08-15 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for microscopic imaging |
US10736494B2 (en) | 2014-01-31 | 2020-08-11 | The General Hospital Corporation | System and method for facilitating manual and/or automatic volumetric imaging with real-time tension or force feedback using a tethered imaging device |
US10228556B2 (en) | 2014-04-04 | 2019-03-12 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for controlling propagation and/or transmission of electromagnetic radiation in flexible waveguide(s) |
US10912462B2 (en) | 2014-07-25 | 2021-02-09 | The General Hospital Corporation | Apparatus, devices and methods for in vivo imaging and diagnosis |
DE102017206203A1 (en) | 2017-04-11 | 2018-10-11 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Optical arrangement for spectral selection, as well as device and microscope |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1907826B1 (en) | Luminescence microscopy with enhanced resolution | |
DE102005034443A1 (en) | Sample e.g. cell particle, luminescence microscopy method, involves prevailing one of sample regions for image of sample, so that image has local resolution which is enhanced in relation to excitation radiation distribution | |
EP2641078B1 (en) | Microscopy with improved depth resolution | |
EP2803977B1 (en) | Method for 3D high-resolution localisation microscopy | |
DE4416558C2 (en) | Method for optically measuring a sample point of a sample and device for carrying out the method | |
EP2356505B1 (en) | Increased resolution microscopy | |
EP2156235B1 (en) | Microscope and method for operating a microscope | |
EP2350726B1 (en) | Combination microscopy | |
DE102016117096C5 (en) | Method for high-resolution local imaging of a structure in a sample | |
WO2008040435A1 (en) | Luminescence microscopy with enhanced resolution | |
WO2020074278A1 (en) | Method and device for high-resolution fluorescence microscopy | |
WO2009100830A1 (en) | Apparatus and method for high spatial resolution imaging of a structure of a sample | |
WO2011076458A1 (en) | Luminescence microscopy | |
DE102008021641A1 (en) | Resolution Enhanced Luminescence Microscopy | |
DE102017131249A1 (en) | A method of imaging a sample using a fluorescence microscope with stimulated emission depletion | |
EP3033647A1 (en) | High-resolution 3d fluorescence microscopy | |
EP4229397A1 (en) | Method and fluorescence microscope for determining the location of individual fluorescent dye molecules by means of adaptive scanning | |
DE102011086230B4 (en) | Method and device for illumination and detection in RESOLFT microscopy | |
WO2004061513A1 (en) | Confocal 4-pi microscope and method for confocal 4-pi microscopy | |
WO2021004850A1 (en) | Method and microscope with a correction device for correcting aberration-induced imaging errors | |
DE102022112384A1 (en) | METHOD, LIGHT MICROSCOPE AND COMPUTER PROGRAM FOR SETTING A TIME DELAY BETWEEN LIGHT PULSES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: KEMPE, MICHAEL, DR., 07751 JENA, DE Inventor name: WOLLESCHENSKY, RALF, DIPL.-PHYS., 07743 JENA, DE |
|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20120523 |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE |
|
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20121010 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CARL ZEISS JENA GMBH, 07745 JENA, DE Effective date: 20121128 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE GEYER, FEHNERS & PARTNER MBB, DE Effective date: 20121128 Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE Effective date: 20121128 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |