PL177190B1 - Luminescencyjny mikroskop skaningowy - Google Patents

Abstract

1 . Luminescencyjny mikroskop skanin- gowy, do skanowania preparatu biologiczne- go umieszczonego w plaszczyznie przed- miotowej stolika krzyzowego zogniskowana wiazka ultrafioletowego swiatla laserowego, zaopatrzony w spektrograf do rejestracji widma luminescencyjnego skanowanego preparatu, znamienny tym, ze plaszczyzna przedmiotowa stolika (6) usytuowana jest w plaszczyznie szczeliny spektrografu (5). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest luminescencyjny mikroskop skaningowy do analizy widmowej preparatów biologicznych za pomocą ultrafioletowego światła laserowego.

Znane są mikroskopy skaningowe do pomiarów mikrofotometrycznych preparatów biologicznych, wykorzystujące wiązkę światła laserowego w celu pobudzenia do świecenia luminescencyjnego badanego preparatu. W celu uniknięcia zniszczenia preparatu w czasie badań, stosuje się odpowiednio słabą wiązkę laserową nie powodującą degradacji badanego punktu lub innych niepożądanych zmian. Ogranicza to ilość możliwych do uzyskania informacji, tym bardziej, że w dotychczasowych układach optycznych stosowanych w mikroskopach skaningowych następują znaczne straty światła luminescencyjnego przesyłanego pomiędzy skanowaną próbką, umieszczoną w płaszczyźnie przedmiotowej stolika a urządzeniem rejestrującym wyniki pomiarów mikrofotometrycznych. Z tych względów w celu uzyskania odpowiednich wyników w badaniach nie niszczących stosuje się skomplikowane i kosztowne wzmacniacze luminancji.

Znany jest także z polskiego zgłoszenia patentowego nr 294 673 sposób określania materiałów o właściwościach luminescencyjnych za pomocą laserowego mikroskopu skaningowego zawierającego dwa źródła skupionego światła laserowego zogniskowane w jednym punkcie na preparacie. Podczas badań preparat oświetla się naprzemiennie impulsami światła o różnych długościach fali, zaś uzyskane widmo luminescencyjne rejestruje się za pomocą fotodetektora połączonego z mikroprocesorem lub za pomocą spektrografu. W celu uniknięcia zniszczenia preparatu w czasie badań, stosuje się odpowiednio obniżoną temperaturę. Wymaga to stosowania specjalnej instalacji do oziębiania preparatu i stolika.

Mikroskop według wynalazku, do skanowania preparatu biologicznego umieszczonego w płaszczyźnie przedmiotowej stolika krzyżowego zogniskowaną wiązką ultrafioletowego światła laserowego, zaopatrzony w spektrograf do rejestracji widma luminescencyjnego skanowanego preparatu, charakteryzuje się tym, że płaszczyzna przedmiotowa stolika usytuowana jest w płaszczyźnie szczeliny spektrografu.

Inny mikroskop charakteryzuje się tym, że zaopatrzony jest w odcinek światłowodu, którego pierwszy przełom, na którym umieszcza się preparat skanowany wiązką ultrafioletowego światła laserowego, zamocowany jest w płaszczyźnie przedmiotowej stolika krzyżowego, zaś drugi przełom światłowodu umieszczony jest w szczelinie spektrografu.

Mikroskop według wynalazku umożliwia przeprowadzenie analizy widmowej preparatu bez jego degradacji w toku badań dzięki znacznemu obniżeniu strat światła luminescencyjne177 190 go. Umożliwia także wyeliminowanie błędów fazowych powodowanych dotychczas niedokładnościami ustawienia mikroskopu oraz właściwościami materiałów stosowanych w układach optycznych. Badany preparat podczas skanowania może być naświetlany w sposób impulsowy lub ciągły, a ilość uzyskiwanych informacji może być zwiększona poprzez sprzężenie spektrografu z dodatkowymi urządzeniami rejestrującymi sygnały powstałe w wyniku wtórnego świecenia preparatu.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawione jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie mikroskop z płaszczyzną przedmiotową pokrywającą się z płaszczyzną szczeliny spektrografu, a fig. 2 - mikroskop z odcinkiem światłowodu umieszczonego między płaszczyzną przedmiotową a szczeliną spektrografu.

Mikroskop przedstawiony na fig. 1 składa się z lasera ultrafioletowego 1, kondensatora 2 wraz z pomocniczymi zwierciadłami sferycznymi 3 oraz spektrografu 5. Spektrograf 5 zaopatrzony jest w kolimator z soczewką 11, której ognisko pokrywa się z płaszczyzną szczeliny spektrografu, element dyspersyjny w postaci siatki dyfrakcyjnej 12 oraz obiektyw rzutujący widmo dyfrakcyjne na płytę fotograficzną. Mikroskop zaopatrzony jest w stolik krzyżowy 6, którego płaszczyzna przedmiotowa usytuowana jest w płaszczyźnie szczeliny spektrografu 5. W tej szczelinie umieszczona jest na stoliku krzyżowym 6 badana komórka biologiczna 7. Pomiędzy szczeliną a soczewką 11 kolimatora spektrograf 5 ma wbudowane obrotowe zwierciadło 8 oraz fotodetektor 9 połączony z mikroprocesorem 14.

Urządzenie działa następująco: wiązka światła z lasera ultrafioletowego 1 skupiona za pomocą kondensatora 2 na badanej próbce 7 wywołuje w niektórych jej obszarach fotoluminescencję, czyli wtórne świecenie, już nie w ultrafiolecie ale w zakresie widzialnym. Promienie 10 światła luminescencyjnego emitowane są bezpośrednio w kierunku soczewki 11 kolimatora. Po przejściu przez soczewkę 11 i siatkę dyfrakcyjną 12 dają na kliszy fotograficznej 13 widmo tego światła. Zwierciadło 8 po odwróceniu o 45 stopni odbija promienie 10 w kierunku fotodetektora 9, gdzie ulegają przekształceniu na sygnał elektryczny rejestrowany przez mikroprocesor 14. Następnie skanuje się pozostałe punkty próbki 7 z wykorzystaniem impulsowego lub ciągłego światła laserowego. Uzyskanie pełnego powiększonego obrazu wymaga zebrania informacji o kilkunastu tysiącach punktów badanej komórki 7.

Mikroskop przedstawiony na fig. 2 różni się tym, że zaopatrzony jest w światłowód 15, którego pierwszy przełom zamocowany jest w płaszczyźnie przedmiotowej stolika krzyżowego 6'. Badaną próbkę 7 umieszcza się na pierwszym przełomie światłowodu 15, który złączony jest ze stolikiem krzyżowym 6' i obrotowym 6. Dzięki temu możliwe są zarówno przesunięcia badanej próbki 7 w płaszczyźnie xy, jak też jej obroty wokół osi prostopadłej, a nawet równoległej, do osi optycznej mikroskopu. Umożliwia to uzyskanie obrazów stereo komórki 7. Urządzenie znajdzie zastosowanie w rozszyfrowaniu kodu genetycznego, w wykrywaniu komórek nowotworowych, w rozpoznawaniu wirusów i innych obiektów mikrobiologicznych.

177 190

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Luminescencyjny mikroskop skaningowy, do skanowania preparatu biologicznego umieszczonego w płaszczyźnie przedmiotowej stolika krzyzowego zogniskowaną wiązką ultrafioletowego światła laserowego, zaopatrzony w spektrograf do rejestracji widma luminescencyjnego skanowanego preparatu, znamienny tym, że płaszczyzna przedmiotowa stolika (6) usytuowana jest w płaszczyźnie szczeliny spektrografu (5).
2. 2. Luminescencyjny mikroskop skaningowy, do skanowania preparatu biologicznego umieszczonego w płaszczyźnie przedmiotowej stolika krzyżowego zogniskowaną wiązką ultrafioletowego światła laserowego, zaopatrzony w spektrograf do rejestracji widma luminescencyjnego skanowanego preparatu, znamienny tym, że zaopatrzony jest w odcinek światłowodu (15), którego pierwszy przełom, na którym umieszcza się preparat skanowany wiązką światła laserowego, zamocowany jest w płaszczyźnie przedmiotowej stolika krzyżowego (6'), zaś drugi przełom umieszczony jest w szczelinie spektrografu (5).