DE10017825C2 - Polychromatische Fluoreszenz-Meßvorrichtung - Google Patents
Polychromatische Fluoreszenz-MeßvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluoreszenz-Meßvorrichtung zum Abtasten einer
Probenfläche gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 9
Bei der Auflicht-Fluoreszenz müssen Anregungs- und Emissionsstrahlengang miteinander
vereint bzw. voneinander getrennt werden. Gewöhnlich geschieht dies mit Hilfe eines
Farbteilers, der Licht unterhalb einer gewünschten Wellenlänge reflektiert und längerwelliges
Licht transmittiert. Die Notwendigkeit eines solchen Filters steht einem schnellen Wechsel von
Anregungs- bzw. Emissionswellenlänge im Wege. Bei einem aus DE 195 10 102 C1
bekannten, gattungsgemäßen konfokalen Fluoreszenzmikroskop wird das Problem dadurch
umgangen, daß Anregungs- und Emissionsstrahlengang ohne Zuhilfenahme von Strahlteilern
mit Hilfe dispersiver Elemente z. B. Prismen vereint bzw. wieder getrennt werden. Dabei wird
das Gesichtsfeld mit einer Vielzahl spaltartiger oder punktförmiger "Lichtfenstern" beleuchtet
und das Präparat durch gleichzeitiges Bewegen dieser Beleuchtungsfelder parallel "abgetastet".
Aus DE 43 30 347 A1 ist es bekannt, aus einem mittels eines Prismas spektral aufgespaltenen
Lichtstrahl drei Spektralbereiche auszublenden und jeweils einem Detektor zuzuführen. Dies
geschieht mittels dreier reflektierender Spalteinrichtungen, die jeweils zwei reflektierende,
relativ zueinander verstellbare Spaltbacken aufweisen. Der auszublendende Spektralbereich
passiert dabei jeweils den Spalt, während die übrigen Spektralbereiche von den Spaltbacken
reflektiert werden.
Die vorliegende Erfindung zielt auf eine Fluoreszenzmeßvorrichtung, welche die genannten
Vorteile der aus DE 195 10 102 C1 bekannten Vorrichtung bewahrt, durch einen Verzicht auf
Parallelabtastung und Beschränkung auf einzelne "Lichtfenster" jedoch einfacher zu realisieren
ist, eine deutlich gesteigerte Fremdlicht-Unterdrückung aufweist, die freie, unabhängige
Auswahl von Anregungswellenlänge, Emissisonswellenlänge und Emissionsbandbreite
gestattet, und in einer besonderen Ausgestaltung es sogar ermöglicht, mit mehreren An
regungswellenlängen simultan zu operieren und gleichzeitig die gesamte spektrale Information
des Emissisonslichtes einer Auswertung zugänglich zu machen.
Dieses Ziel wird in erfindungsgemäßer Weise erreicht durch Fluoreszenz-Meßvorrichtungen,
wie sie in Anspruch 1 bzw. 9 definiert sind.
Bei der Lösung gemäß Anspruch 1 ist die einfache und flexible Auswahl sowohl des
detektierten Emissionswellenlängenbereichs als auch der gewünschten "Stoke's Shift"
vorteilhaft.
Bei der Lösung gemäß Anspruch 9 ist vorteilhaft, daß bei mehreren Anregungs- und
Emissionswellenlängen gleichzeitig gemessen werden kann und daß eine Konfokalität in zwei
Raumrichtungen ermöglicht wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
beispielhaft näher erläutert, wobei:
Fig. 1 schematisch den Strahlengang in einer Fluoreszenzmeßvorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Selektionselements aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Strahlengangs einer Fluoreszenzmeßvorrichtung in
einer zweiten Ausführungsform ist, bei der in der oberen Darstellung die Y-Richtung, und in
der unteren Darstellung die X-Richtung die Querrichtung bildet, wobei der in diesem Fall aus
der Bildebene herausragende Anregungsast nicht eingezeichnet ist, und
Fig. 4 die vergrößerte Darstellung eines Selektionselements ist, welches in der in Fig. 3
gezeigten Anordnung Anwendung finden kann.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 und 2 werden, anders als bei der
aus DE 195 10 102 C1 bekannten Lösung, nicht mehrere Spaltblenden gleichzeitig beleuchtet,
sondern lediglich eine einzige. Sie braucht keine beugungslimitierte Höhe zu besitzen, sondern
kann als Streifen ausgedehnter Höhe das Präparat überdecken. Das auf dem Flächensensor
registrierte Bild entspricht dann jeweils einem solchen Streifen, und das Gesamtbild muss aus
mehreren solcher, mit dem Scanner über das Präparat geführten Streifen zusammengesetzt
werden. Der Vorteil, der den Verzicht auf eindimensionale Konfokalität und die Geschwin
digkeitssteigerung durch Parallelabtastung aufwiegt, liegt darin, daß sowohl die Emissions-
Bandbreite als auch die Stoke's Shift frei einstellbar sind.
Eine mögliche Ausgestaltung dieses Prinzips ist in Fig. 1 gezeigt. Auf einen engen
Wellenlängenbereich begrenztes Licht einer Lichtquelle 12 - hier wird bevorzugt eine
Galvanometer-montierte Gitteranordnung analog zu der aus DE 42 28 366 A1 bekannten
Gitteranordnung eingesetzt - beleuchtet homogen einen in seiner Größe verstellbaren Spalt 14,
welcher mit Hilfe einer Spektrometeranordnung - bestehend aus den abbildenden Elementen 16
und 20 und dazwischen einem dritten dispersiven Element 18 - in eine Zwischenbildebene 22
abgebildet wird. Ein in dieser Zwischenbildebene plaziertes Umlenkelement 24 bildet
gleichzeitig den festen Spaltbacken 48 einer Spaltanordnung 26. Das im Bereich des festen
Spaltbackens 48 reflektierte und somit umgelenkte, monochromatische Anregungslicht passiert
eine Tubuslinse 28, die die Umlenkeinheit ins Unendliche abgebildet, wird danach von einem
zum dritten dispersiven Element 18 in subtraktiver Dispersion betriebenen ersten dispersiven
Element 30 abgelenkt, und mittels eines drehbar gelagerten Umlenkspiegels 32 auf das
Objektiv 34 gelenkt. Durch das Objektiv entsteht in der Präparatebene 36 ein (üblicherweise
verkleinertes) Bild des ursprünglichen Spalts 14, welches durch Drehen des Umlenkspiegels 32
über das Präparat 38 bewegt werden kann. Das vom so beleuchteten Streifen des Präparats
emittierte Fluoreszenzlicht durchläuft die optische Anordnung rückwärts, wird wegen seiner
Rotverschiebung verglichen mit dem Anregungslicht vom ersten dispersiven Element 30
weniger stark abgelenkt und landet in der ersten Zwischenbildebene 22 als spektral
verwaschener Streifen. Bei entsprechender Positionierung dieses Streifens relativ zu den
Spaltbacken 48 und 50 der Spaltanordnung 26 kann durch Verstellen des verschiebbaren
Spaltbackens 50 relativ zum festen Spaltbacken 48 die Breite des Spalts 54 vorgegeben und
damit wie durch einen Spektrometeraustrittsspalt die spektrale Bandbreite beeinflusst werden.
Da jedoch sowohl im Anregungs-, als auch im Emissionsstrahlengang die Strahlposition in der
Zwischenbildebene mit wechselnder Wellenlänge wechselt, muss entweder das gesamte
Selektionselement (Umlenkelement 24, Spaltanordnung 26) mitsamt der beiden Spaltbacken
der gewünschten Wellenlänge entsprechend verschoben werden, oder es muss in der Nähe des
dritten dispersiven Elements 18 eine verstellbare Umlenkeinheit in den Strahl eingebracht
werden, welche den Anregungsstrahl auf der Umlenkeinheit positioniert. Jede der genannten
Verstellmöglichkeiten dient der Plazierung des Anregungsstrahls auf dem reflektierenden Teil
des Selektionselements und damit der Einstellung der gewünschten Stoke's Shift.
Das spektral verwaschene Zwischenbild kann das Selektionselement nicht im verspiegelten,
sondern nur im entspiegelten Teil (Spalt 54) passieren und wird durch eine in umgekehrter
Dispersion betriebene Spektrometeranordnung, bestehend aus einem optischen Element 40,
welches die Zwischenbildebene ins Unendliche abbildet, einem zweiten dispersiven Element 42,
das die spektrale Aufspaltung rückgängig macht, und einem weiteren optischen Element 44,
welches das Strahlbündel wieder fokussiert, auf den Flächensensor 46 abgebildet, wo ein
nunmehr wieder "unverwaschenes" Bild des beleuchteten Streifens resultiert. Aus mehreren
solcher Streifenbilder, welche jeweils nach Rotation des Umlenkspiegels 32 aufgenommen
wurden, lässt sich dann ein Gesamtbild zusammensetzen. Als Nachteil zu werten ist dabei, daß
die Stoke's Shift, d. h. die Verschiebung zwischen Anregungswellenlänge und
Emissionswellenlänge, nur bei einem infinitesimal schmalen Spalt für jeden Bildpunkt konstant
ist. Bei einem aus mehreren Zeilen des Sensors zusammengesetzten Streifenbild nimmt die
Stoke's Shift mit jeder Zeile um ein endliches Δλ zu. Als Vorteil zu werten ist dagegen, daß
das System einen rechteckigen Wellenlängen-Durchlaßbereich besitzt, d. h. die spektrale Durch
lässigkeit erreicht, anders als ein Filtersystem, im gesamten Durchlaßbereich 100%.
Die mit der beschriebenen Anordnung erzielbare minimale Stoke's Shift wird durch die
spektrale Bandbreite des Anregungslichtes vorgegeben. Verwendet man zur streifenförmigen
Ausleuchtung der Zwischenbildebene 22 eine kohärente, sehr monochromatische
Anregungslichtquelle, wird diese Limitierung beseitigt und es kann die gesamte optische
Anordnung der Elemente 16-20 weggelassen werden. Geht man noch einen Schritt weiter und
reduziert den kohärent beleuchteten Streifen in seiner schmalen Dimension auf eine
beugungslimitierte Breite, so resultiert in der Zwischenbildebene 22, d. h. zwischen den
Spaltbacken, eine zweidimensionale Intensitätsverteilung des Emissionslichtes, welche in eine
Richtung ausschließlich räumlich, in die andere Richtung ausschließlich spektral zu
interpretieren ist. Für eine spektral aufgelöste Auslese genügt es jedoch nicht, diese
zweidimensionale Intensitätsverteilung auf einen Flächensensor abzubilden, weil auf diese
Weise das um viele Größenordnungen intensivere Anregungslicht durch Streuung bzw. Re
flexion an den diversen optischen Elementen für zu viel Falschlicht sorgen würde. Zur
Behebung des Problems bedient man sich vorzugsweise wieder der subtraktiven Dispersion,
d. h. man lässt das Signal eine weitere Spektrometeranordnung durchlaufen, welche die
vorausgegangene Dispersion rückgängig macht. Eine besonders elegante Anordnung dieser
Art, bei der statt eines Spalts, der nur in einer Dimension über das Präparat geführt werden
muss, ein beugungslimitierter "Spot" das Präparat in zwei orthogonalen Dimensionen abtastet,
ist im folgenden beschrieben.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 war eine Laserlichtquelle optional, bei der echt
konfokalen Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 ist sie zur Anregung unabdingbar. Da das
Präparat in zwei voneinander unabhängigen Dimensionen x und y abgetastet (gerastert) werden
soll, muß der Emissionsstrahlengang nicht nur spektral aufgespaltet und wieder vereint,
sondern auch in zwei Dimensionen durch eine konfokale Blende geführt werden. Von den
vielen prinzipiell möglichen, die genannten Vorgaben erfüllenden Anordnungen besticht die in
Fig. 3 und 4 gezeigte Variante durch eine relativ einfache Realisierbarkeit und vor allem durch
die Freiheit, bei mehreren Anregungs- und Emissionswellenlängen gleichzeitig messen zu
können.
Kollimiertes Laserlicht 200 wird mit Hilfe eines dritten dispersiven Elements 202 spektral
abgelenkt und mit Hilfe eines optischen Elements 204 auf ein in spezieller Weise gemäß Fig. 4
teilweise verspiegeltes Strahlteilerelement 206 fokussiert. Dieses Element weist außerhalb der
reflektierenden Bereiche 240 einen transmittierenden Bereich 242 auf. Das dritte dispersive
Element 202 sorgt dafür, daß sich die Positionen beugungslimitierter Fokuspunkte auf dem
Strahlteilerelement 206 auf einer Linie fortbewegen, wenn die Wellenlänge des Laserstahls
variiert wird. Da es gewöhnlich nur eine begrenzte Anzahl von Laserwellenlängen gibt,
genügen entsprechend wenige verspiegelte Punkte an den entsprechenden Positionen des
Strahlteilerelements 206, um alle möglichen Anregungswellenlängen gleichzeitig oder
nacheinander in den Strahlengang einzukoppeln. Aus technischen Gründen sollte die Ebene des
Strahlteilerelement 206 vorzugsweise relativ senkrecht stehen, d. h. lediglich einen kleinen Um
lenkwinkel aufweisen. Das Strahlteilerelement 206 wird mit Hilfe eines optischen Elements 208
ins Unendliche abgebildet, mit Hilfe eines zum dritten dispersiven Element 202 identischen
ersten dispersiven Elements 210, welches die Dispersion vom dritten dispersiven Element 202
rückgängig macht, wieder kollimiert, und mit Hilfe eines Scanelements 212 in eine Richtung
(hier die x-Richtung) abgelenkt. Ein weiteres, abbildendes optisches Element 214 fokussiert
den Strahl wieder und erzeugt in seiner Zwischenbildebene 216 einen beugungslimitierten Fo
kuspunkt, der sich mit der Scanbewegung des Scanelements 212 in der x-Dimension bewegt.
Ein weiteres optisches Element 218 bildet den Fokuspunkt wieder ins Unendliche ab, ein
weiteres Scanelement 220 sorgt für eine Ablenkung des Strahls in y-Richtung, und ein Objektiv
222 bildet den nun in zwei orthogonalen Dimensionen gescannten Strahl in die Objektebene
224 ab, in der sich das zu untersuchende Präparat 226 befindet. Das vom jeweils beleuchteten
Teil des Präparats emittierte Fluoreszenzlicht durchläuft die optische Anordnung rückwärts
und wird dabei gleichzeitig spektral aufgespalten. Durch die sog. Stoke's Shift, d. h. die
Tatsache, daß emittiertes Fluoreszenzlicht immer längerwellig ist als das dazugehörige
Anregungslicht, landet der Fokuspunkt immer in einer gegenüber seinem Ausgangspunkt auf
einer Gerade verschobenen Position des Strahlteilerelements 206. Da auf dieser Linie lediglich
die den Spot-Auftreffstellen für die verschiedenen Laserwellenlängen entsprechenden Punkte
verspiegelt sind (siehe Fig. 4), wird das emittierte Fluoreszenzlicht größtenteils nicht
reflektiert, sondern transmittiert. Eine weitere Spektrometeranordnung, bestehend aus einem
ins unendliche abbildenden Element 230, einem zweiten dispersivem Element 232, welches die
Dispersion vom ersten dispersiven Element 210 rückgängig macht, und einem abbildenden
optischen Element 234, erzeugt in der Fokusebene des Elements 234 einen Punkt, dessen
Ausdehnung durch eine in zwei Dimensionen einstellbare Blendeneinrichtung 228, 238 in Art
einer konfokalen Blende beeinflusst werden kann. Durch die beschriebene subtraktive
Dispersion wird sichergestellt, daß nur Licht, das den Linienbereich des Strahlteilerelements
206 passiert hat und die seiner Position auf der Linie entsprechende Wellenlänge hat, die
Blende passieren kann. Streulicht wird dadurch effektiv eliminiert.
Das die konfokale Blendeneinrichtung 228, 238 passierende Licht ist in zwei Dimensionen
konfokal und enthält alle Wellenlängen mit Ausnahme der "ausgefilterten"
Anregungswellenlängen. Es kann nun mit Hilfe von Strahlteilern oder dispersiven Elementen
wieder spektral aufgespaltet und mehreren Detektoren zur spektral aufgelösten Registrierung
zugeführt werden, d. h. es ist möglich, bei mehreren Emissionswellenlängen gleichzeitig zu
messen. Als Detektoren kommen einzelne, diskret aufgebaute Licht-Sensoren (z. B.
Photomultiplier oder Avalanche-Photodioden), aber auch die Pixel eines Zeilen- oder
Flächensensors in Betracht. Besonders vorteilhaft ist die Verteilung des Spektrums mit Hilfe
eines dispersiven Elements auf mehrere Pixel eines Zeilen oder Flächensensors analog zur in
DE 198 01 139 A1 beschriebenen Vorgehensweise, weil diese Sensoren gewöhnlich eine
höhere Quantenausbeute als Photomultiplier aufweisen. Besitzt der Sensor in der "spektralen"
Dimension mehr Pixel, als es die gewünschte spektrale Auflösung erforderlich macht, muß dem
durch entsprechend flexible elektronische Auslesemodi, d. h. sogenanntes "Binnen" von Pixeln
und das "Wegwerfen" unerwünschter Information Rechnung getragen werden. Handelt es sich
um einen Flächensensor, der auch noch in der zur "spektralen Dimension" orthogonalen Di
mension eine Ausdehnung hat, verteilt man das durch den ursprünglichen Scanvorgang in ein
"zeitliches Nacheinander" gebrachte "räumliche Nebeneinander im Präparat" mit Hilfe einer
weiteren Scanvorrichtung wieder in ein "räumliches Nebeneinander" auf dem Chip, wobei die
Zeilen des Abtastvorgangs durchaus nicht mit den Zeilen des Chips synchron laufen müssen.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der beschriebenen Anordnung ist, daß gleichzeitig oder auch
schnell nacheinander mit mehreren Anregungswellenlängen gemessen werden kann. Diese müs
sen lediglich gleichzeitig bzw. schnell nacheinander in dem kollimierten Laserlicht 200 ent
halten sein. Dies wird erreicht durch Verwendung eines Lasers, der gleichzeitig mehrere Linien
aufweist, oder durch die kollineare Einkopplung unterschiedlicher Laser in einen Laserstrahl.
Letzteres lässt sich durch dichroitische Strahlteiler, besser jedoch durch eine
Spektrometeranordnung erreichen, in der ein dispersives Element verschiedene, durch die
jeweilige Wellenlänge vorgegebene Eintrittswinkel in einen gemeinsamen Austrittswinkel
umsetzt, wie dies in DE 41 15 401 A1 beschrieben ist. Alternativ kann auch eine
Galvanometer-montierte Gitteranordnung, analog zur in DE 42 28 366 A1 beschriebenen
verwandt werden, um in Millisekunden zwischen verschiedenen Laserlichtquellen und damit
Wellenlängen hin und her zu schalten. Als dispersives Element muß dabei, wie die Erfahrung
gezeigt hat, nicht unbedingt auf ein holographisches Volumengitter zurückgegriffen werden, es
lässt sich z. B. auch mit geritzten Gittern das erforderliche geringe Trägheitsmoment erzielen.
Im einfachsten Fall wird die Lasereinkopplung sowohl in das Spektrometer, als auch in das
polychromatische Fluoreszenzmikroskop, mit Fasern realisiert.
Zu beiden gezeigten optischen Anordnung ist zu sagen, daß der Strahlengang vorzugsweise
telezentrisch ausgelegt sein sollte, d. h. daß die Brennebenen aufeinanderfolgender abbildender
Elemente aufeinander zu liegen kommen. Diese Ebenen bieten sich gleichzeitig als Orte für die
Plazierung von Elementen an, welche dazu dienen, den Strahl spektral (Dispersionselemente)
bzw. im Zusammenhang mit der Raster-Abtastung (Scanelemente) des Präparats abzulenken.
Durch eine solche Plazierung wird gewährleistet, daß der Pupillenstrahlengang beim
Scanvorgang bzw. bei der spektralen Aufspaltung ortsfest bleibt. Wo eine solche Plazierung
nicht möglich ist, beispielsweise weil zwei Elemente nicht genau an der selben Stelle sitzen
können oder weil eine Brennebene nicht direkt zugänglich ist, sollte entweder so nahe wie
möglich an der optimalen Position plaziert werden, um den Strahlversatz zu minimieren, oder
aber es muss noch eine Zwischenabbildung eingeführt werden, damit die ideale Position
zugänglich gemacht wird.
Bei den in den Abbildungen beschriebenen Ausführungsformen sind die dispersiven Elemente
zweidimensional ausgelegt, um eine maximale Störlichtunterdrückung zu gewährleisten.
Natürlich ist zur Vereinfachung der optischen Anordnung auch eine Dispersion lediglich in
einer Dimension vorstellbar.
Die Selektionselemente (Spaltanordnung 26, Strahlteilerelement 206) werden im gezeigten
Beispiel so betrieben, daß das Anregungslicht mittels Reflexion im reflektierenden Bereich in
den Anregungsstrahlengang eingekoppelt und das Fluoreszenzlicht mittels Transmission durch
den transmittierenden Bereich ausgekoppelt wird, wobei die räumliche Begrenzung des
transmittierenden Bereichs als Wellenlängenbegrenzung für das zu detektierende
Fluoreszenzlicht wirkt. Grundsätzlich kann dieses Prinzip jedoch auch umgekehrt werden, so
daß das Anregungslicht in gerader Linie durch den transmittierenden Bereich hindurch in den
Anregungsstrahlengang eingekoppelt wird, während das Fluoreszenzlicht mittels Reflexion im
reflektierenden Bereich für die Detektion ausgekoppelt wird, wobei dann die räumliche
Begrenzung des reflektierenden Bereichs als Wellenlängenbegrenzung für das zu detektierende
Fluoreszenzlicht wirkt. Es ist auch eine Anordnung vorstellbar, bei der sowohl Anregungs-, als
auch Emissionslicht vom Selektionselement reflektiert werden. Die reflektierten Strahlbündel
müssen sich dabei in ihrem Winkel so unterscheiden, daß eine effiziente Strahltrennung möglich
wird.
Claims (20)
1. Fluoreszenz-Meßvorrichtung zum Abtasten einer Probenfläche, mit einem Selek
tionselement, mit dessen Hilfe Anregungslicht in einen Anregungsstrahlengang
eingekoppelt und zur Probenfläche geführt wird und gleichzeitig von der Probenfläche
emittiertes Fluoreszenzlicht, welches den Anregungsstrahlengang in umgekehrter
Richtung durchläuft, aus dem Anregungsstrahlengang auskoppelt und der Registrierung
durch einen Detektor zugeführt wird, wobei in dem Anregungsstrahlengang ein erstes
dispersives Element vorgesehen ist, so daß das von der Probenfläche emittierte
Fluoreszenzlicht spektral aufgespalten auf dem Selektionselement auftrifft, wobei das
Selektionselement einen ersten Bereich und einen räumlich davon getrennten zweiten
Bereich aufweist, wobei das auf den ersten Bereich auftreffende Anregungslicht
eingekoppelt wird, während der zweite Bereich zum Auskoppeln des von der
Probefläche emittierten Fluoreszenzlichts dient, wobei das von dem Selektionselement
ausgekoppelte Licht ein zweites dispersives Element durchläuft, das bezüglich des ersten
dispersiven Elements subtraktiv wirkt und wobei die Begrenzungen des zweiten Bereichs
im Zusammenspiel mit dem zweiten dispersiven Element als Wellenlängenbegrenzung für
das Fluoreszenzlicht wirkt, um mindestens den Wellenlängenbereich des Anregungslichts
auszublenden, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Ausdehnung des zweiten
Bereichs (Spalt 54) einstellbar ist, um den ausgekoppelten Wellenlängenbereich des
Fluoreszenzlichts festzulegen, und dass durch eine Bewegung des ersten Bereichs
(Spaltbacken 48) und des zweiten Bereichs (Spalt 54) relativ zum Anregungslichtstrahl
die Stoke's-Shift vorgegeben werden kann.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich
(Spaltbacken 48) reflektierend und der zweite Bereich (Spalt 54) transmittierend
ausgebildet ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der transmittierende
Bereich (Spalt 54) spaltförmig ausgebildet ist, wobei der reflektierende Bereich
(Spaltbacken 48) den Spalt auf der einen Seite begrenzt und die andere Begrenzung von
einem verstellbaren Spaltbacken (50) gebildet wird.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anregungslicht einen
Spalt (14) durchläuft, der auf den reflektierenden Bereich (Spaltbacken 48) des
Selektionselements (Spaltanordnung 26, Umlenkelement 24) abgebildet wird.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anregungslicht
inkohärent ist und vor dem Auftreffen auf dem Selektionselement (Spaltanordnung 26,
Umlenkelement 24) ein drittes dispersives Element (18) durchläuft, welches bezüglich
des ersten dispersiven Elements (30) subtraktiv betrieben wird.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anregungslicht
kohärent und hochmonochromatisch ist und als beugungslimitierter Streifen auf der
Probenfläche (Präparatebene 36) abgebildet wird.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Selektionselement (Spaltanordnung 26, Umlenkelement 24) in einer zu der
Probenfläche (Präparatebene 36) konjugierten Ebene befindet.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Selektionselement (Spaltanordnung 26, Umlenkelement 24) in einer zu dem
Detektor (Flächensensor 46) konjugierten Ebene befindet.
9. Fluoreszenz-Meßvorrichtung zum Abtasten einer Probenfläche, mit einem
Selektionselement, mit dessen Hilfe Anregungslicht in einen Anregungsstrahlengang
eingekoppelt und zur Probenfläche geführt wird und gleichzeitig von der Probenfläche
emittiertes Fluoreszenzlicht, welches den Anregungsstrahlengang in umgekehrter
Richtung durchläuft, aus dem Anregungsstrahlengang ausgekoppelt und der
Registrierung durch einen Detektor zugeführt wird, wobei in dem
Anregungsstrahlengang ein erstes dispersives Element vorgesehen ist, so daß das von der
Probenfläche emittierte Fluoreszenzlicht spektral aufgespalten auf dem Selektionselement
auftrifft, wobei das Selektionselement einen ersten Bereich und einen räumlich davon
getrennten zweiten Bereich aufweist, wobei das auf den ersten Bereich auftreffende
Anregungslicht eingekoppelt wird, während der zweite Bereich zum Auskoppeln des von
der Probefläche emittierten Fluoreszenzlichts dient, wobei das von dem
Selektionselement ausgekoppelte Licht ein zweites dispersives Element durchläuft, das
bezüglich des ersten dispersiven Elements subtraktiv wirkt und wobei die Begrenzung
des zweiten Bereichs im Zusammenspiel mit dem zweiten dispersiven Element und als
Wellenlängenbegrenzung für das Fluoreszenzlicht wirkt, um mindestens den
Wellenlängenbereich des Anregungslichts auszublenden, dadurch gekennzeichnet, daß
das Anregungslicht für eine kohärente Anregung eine oder mehrere getrennte Laser-
Spektrallinien aufweist, wobei Anregungslicht jeder Spektrallinie in einen eigenen durch
die Wellenlänge bestimmten Abbildungsbereich (240) auf dem Selektionselement
(Strahlteilerelement 206) fokussiert wird, wobei diese Abbildungsbereiche (240) den
ersten Bereich (Abbildungsbereich 240) bilden und der Bereich zwischen den
Abbildungsbereichen (240) sowie der Bereich, der bezüglich der Aufspaltung des
Fluoreszenzlichts durch das erste dispersive Element (210) sich in Richtung zunehmender
Wellenlänge an den letzten Abbildungsbereich (240) anschließt, mindestens einen Teil
des zweiten Bereichs (transmittierender Bereich 242) bilden.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich
(Abbildungsbereich 240) reflektierend und der zweite Bereich (transmittierender Bereich
242) transmittierend ausgebildet ist.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Anregungslicht jeder
Spektrallinie als beugungslimitierter Spot auf das Selektionselement (Strahlteilerelement
206) abgebildet wird.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Bereiche des
Selektionselements, in welchen die Spots liegen, reflektierend ausgebildet sind, während
die übrigen Bereiche transmittierend ausgebildet sind.
13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das
Anregungslicht einen die Spektrallinien gleichzeitig enthaltenden kollimierten Strahl
bildet, der ein drittes dispersives Element (202) durchläuft, welches bezüglich des ersten
dispersiven Elements (210) subtraktiv betrieben wird, bevor das Anregungslicht auf das
Selektionselement (Strahlteilerelement 206) auftrifft.
14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Anregungslicht als beugungsbegrenzter Spot auf die Probenfläche (Objektebene 224)
abgebildet wird und dass für das Fluoreszenzlicht für jede der beiden Raumrichtungen
eine konfokale Blendeneinrichtung (228, 238) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das erste dispersive
Element (210), das zweite dispersive Element (232) und das dritte dispersive Element
(202) jeweils in zwei orthogonalen Richtungen dispersiv wirken.
16. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das
Selektionselement (Strahlteilerelement 206) in eine erste Ebene (Zwischenbildebene 216)
abgebildet wird, welche in einer zur Probenfläche (Objektebene 224) konjugierten Ebene
liegt.
17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten
Ebene (Zwischenbildebene 216) und der Probenfläche (Objektebene 224) eine erste
Ablenkeinheit (Scanelement 220) vorgesehen ist, welche das Anregungslicht in eine erste
Raumrichtung ablenkt, um den Anregungslichtspot über die Probenfläche (Objektebene
224) zu führen.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten
Ebene (Zwischenbildebene 216) und dem Selektionselement (Strahlteilerelement 206)
eine zweite Ablenkeinheit (Scanelement 212) vorgesehen ist, welche das Anregungslicht
in eine zweite, zu der ersten Ablenkrichtung senkrechten Raumrichtung ablenkt.
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die konfokalen
Blendeneinrichtungen (228, 238) in einer zur Ebene des Selektionselements
(Strahlteilerelement 206) konjugierten Ebene liegen.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich und der
zweite Bereich reflektierend ausgebildet sind und gegeneinander verkippt sind, um
Anregungslicht und Fluoreszenzlicht in unterschiedliche Richtungen zu reflektieren.
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