Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit, umfassend einen bewegbaren Schaft, an dem die Probe befestigt wird, und eine Küvette. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben und ein Verfahren zur Durchführung von Untersuchungen an Proben.

Im Bereich der optischen Mikroskopie an Proben aus der Biologie und Medizin besteht eines der wesentlichen Probleme in der begrenzten Eindringtiefe des Lichtes. Daher ist es von Vorteil, wie beispielsweise bei der von J. Sharpe et al. in „Optical Projection Tomography as a Tool for 3D Microscopy and Gene Express Studies", Science 296, 541-545 (2202) beschriebenen optischen

Projektionstomographie („Optical Projection Tomography, OPT) die Proben von mehreren Richtungen aufzunehmen, um die mikroskopische Abtastung des Probenvolumens zu verbessern. Als weiteres mikroskopisches Verfahren ist zudem die Lichtblattmikroskopie oder Lichtscheibenmikroskopie (SPIM oder LSFM) zu nennen, bei der ein flächig ausgedehntes Anregungsvolumen

ausgeleuchtet wird. Die Detektion des Signallichtes, welches in der Regel

Fluoreszenzlicht ist, geschieht mittels eines Detektionsobjektives, welches senkrecht zu der Anregungsfläche angeordnet ist. Die Anregungsfläche wird dabei auf eine Kamera abgebildet. Eine Übersicht zur Lichtblattmikroskopie kann dem Artikel von J. Huisken und D. Stainier„Selective plane Illumination microscopy techniques in developmental biology" in Development 135, 1963-1975 (2009) entnommen werden. Eine weiterentwickelte Variante, die„Digital Scanned Laser Light Sheet Fluorescence Microscopy" (DSLM) ist von P. Keller und E. Stelzer in „Quantitative in vivo imaging of entire embryos with Digital Scanned Laser Light

BESTÄTIGUNGSKOPIE Sheet Fluorescence Microscopy", Current Opinion in Neurobiology 2008, 18:624- 632 beschrieben worden.

Bei der optischen Tomographie, bei der Projektionsbilder senkrecht zu einer 5 Rotationsachse aufgenommen werden, um die die Probe rotiert wird, können die Projektionsbilder mittels einer Kamera als reine Transmissions- bzw.

Fluoreszenzbilder aufgenommen werden oder im Fall der Raster-Laser- Tomographie („Scanning Laser Optical Tomography", SLOT) als

rastertomografische Bilder erfasst werden. Bei der Raster-Laser-Tomographie l o wird ein ein schlanker Laserstrahl sequentiell über die Probe gerastert und

durchstrahlt diese. In dem Schnittvolumen zwischen Laserstrahl und Probe wird diese angeregt, bzw. der Laserstrahl absorbiert oder gestreut. Die Messgrößen Absorption, Streuintensität und Fluoreszenz werden sequentiell für jeden

Rasterpunkt des Laserstrahls und Rotationswinkel der Probe gemessen. Mittels 15 tomografischer Rekonstruktion wird aus den gewonnenen Daten das

Probenvolumen abgebildet. Das Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens können der WO 2012/080478 A1 entnommen werden.

Weitere optische Untersuchungsmethoden umfassen konventionelle

0 Weitfeldmikroskopie, Transmissionsmikroskopie, konfokale

Fluoreszenzmikroskopie, kohärente Anti-Stokes-Raman-Streuung („coherent anti- Stokes Raman scattering", CARS), oder nichtlineare Mikroskopie wie

beispielsweise Zwei- oder Dreiphotonenmikroskopie, Mikroskopie unter

Verwendung der Erzeugung höherer Harmonischer (HHG), konfokale

5 Thetamikroskopie, Fluoreszenzlebenszeitmessung (FLIM), stimulated emission detektion microscopy (STED), optische Kohärenztomographie (OCT) oder structured Illumination microscopy (SIM). Auch bei diesen Verfahren kann die Probe bei der Datenaufnahme bewegt, insbesondere rotiert werden. Weitere Untersuchungsmethoden umfassen die Röntgenmikroskopie,

0 Röntgentomographie, bildgebende Ultraschallverfahren und die digitale

Holographie.

Bei den oben genannten Verfahren werden die Proben üblicherweise um eine Achse rotiert, die im Wesentlichen vertikal orientiert ist bzw. parallel zur

5 Gravitation liegt, damit sich die Probe während der Rotation nicht verformt, was die Rekonstruktion eines Datensatzes aus den Einzelaufnahmen erschweren würde. Die zu untersuchenden Proben weisen in der Regel einen Brechungsindex zwischen 1 ,3 und 1 ,6 auf und haben eine unregelmäßige Oberfläche, an der Licht gestreut werden kann. Zur Verbesserung der optischen Eigenschaften wird die Probe in einer Immersionsflüssigkeit untersucht, deren Brechungsindex ähnlich dem der Probe ist. Dazu wird die Probe in eine mit Flüssigkeit gefüllte Küvette eingebracht. Häufig werden Proben in Agarosegel eingebettet und in wässrigen Lösungen untersucht und/oder mit Klärungsverfahren aufgeklart und dann in einer Flüssigkeit mit entsprechendem Brechungsindex untersucht. Eine der

Schwierigkeiten ist die Halterung der Probe auf einer Drehachse, die entweder von unten oder von oben hängend in die Küvette eingeführt wird. Ist die Probe auf der Drehachse befestigt, ist noch nicht gewährleistet, dass diese sich bei Drehung der Drehachse präzise um Ihre eigene Achse dreht. Falls sich die Probe exzentrisch auf der Achse befindet, wandert sie während der Drehung bezüglich des Detektionsfensters abwechselnd zu beiden Seiten. Das aufzunehmende Bild bzw. die Projektionsfläche muss dann vergrößert werden. Bei den rastermikroskopischen Verfahren und der Lichtscheibenmikroskopie muss dabei auch die Abtastlänge entlang der Detektionsachse vergrößert werden.

Generell ist die Zugänglichkeit der Probe innerhalb der Küvette schwierig, wenn die Rotationsachse in vertikaler Richtung angeordnet ist und in horizontaler Richtung ein oder mehrere Zugänge für Anregungs- bzw.

Detektionsstrahlengänge notwendig sind.

Eine weitere Schwierigkeit ist eine für die Mikroskopie ausreichend präzise

Rotation der Probe um ihre Achse. Der angestrebte Rundlauf sollte in einem Bereich von etwa 1 μηι liegen, wenn die Daten ohne aufwendige Korrektur verrechnet werden sollen. Ein präziser Rundlauf kann einfach gewährleistet werden, wenn die Rotationsachse von oben berührungslos in die Küvette eintaucht, wodurch jedoch der Zugang zur Probe erschwert wird.

Aus US 2005/157386 A1 ist ein Probenhalter bekannt, der eine Schale mit einem optischen Fenster im Boden umfasst. An seiner Unterseite weist der Probenhalter einen Folienbeutel mit Immersionsflüssigkeit auf, wobei die Flüssigkeit über eine Öffnung mit dem Inneren der Schale in Verbindung steht. Eine Probe kann auf dem optischen Fenster platziert werden und wird von der Immersionsflüssigkeit umspült. Die Halterung wird von oben auf einer Optik platziert, wobei der mit Flüssigkeit gefüllte Folienbeutel den Freiraum zwischen der Optik und dem

Fenster ausfüllt. Der Probenhalter kann relativ zur Optik bewegt werden. Die aus WO 2012/080478 A1 bekannte Vorrichtung zur Durchführung der Raster- Laser-Tomographie (SLOT) umfasst eine Lichtquelle, eine Probenhalterung und einen Detektor. Die Lichtquelle ist eingerichtet, die Probe mit einem Nadelstrahl zu beleuchten und diesen über die Probe zu rastern. Die Probenhalterung ist drehbar in einer Küvette angeordnet, die mit einer Immersionsflüssigkeit gefüllt ist. Die Drehachse des Probenhalters ist im Wesentlichen senkrecht orientiert und sowohl die Lichtquelle als auch die Detektionsoptik sind horizontal ausgerichtet.

Eine Vorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen mittels ("Optical

Projection Tomography", OPT) ist beispielsweise aus EP 1 530 073 B1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle, ein Objektiv und eine Küvette, die sich im Strahlengang befindet. Die Küvette kann mit einer Immersionsflüssigkeit gefüllt werden, in die eine Probe von oben eingetaucht werden kann. Die Probe wird dazu magnetisch hängend an einem Schaft befestigt, der sowohl drehbar, als auch entlang der drei Raumrichtungen verschiebbar ist. Sowohl die Küvette als auch die optischen Komponenten bleiben bei der Untersuchung ortsfest, so dass die Bewegung der Probe unabhängig von den optischen Elementen möglich ist.

Wird, wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, die Probe von oben gehalten und in die Küvette abgesenkt, ist eine Dichtung der Küvette gegen die Drehachse nicht notwendig, der Zugang zur Probe ist dadurch aber erschwert. Auch muss die Probe so fest an der Achse befestigt werden, dass sie nicht während der Messung herunterfällt. Das ist insbesondere dann schwierig, wenn es sich um die Untersuchung lebender Proben handelt, wie im Fall des Embryonenwachstums von z.B. Zebrafischen.

In vielen Fällen, insbesondere bei hochauflösenden Verfahren, werden

Immersionsobjektive verwendet, die von der Seite in die Küvette durch eine Öffnung eingetaucht werden. Dafür ist eine Dichtung notwendig, die eine

Fokussierung ermöglicht. Dabei können Reibungskräfte auftreten, die sich in einer verringerten Genauigkeit der Fokussierung auswirken, insbesondere, wenn die Fokussierung mittels Piezostellgliedern erfolgt.

Ein weiteres Problem stellen die benötigten Dichtungen dar, da viele der üblicherweise verwendeten Immersionsflüssigkeiten und auch die Klärmedien aggressiv sind, so dass die für die Dichtungen verwendeten Materialien

angegriffen werden können. Im Fall der Rastertomografie ist es zudem wünschenswert, dass die optischen Komponenten ortsfest sind und nur die Probe gedreht wird, so dass das durch die Detektoren aufgesammelte Fluoreszenzlicht auf dem Weg aus der Probe für jeden Drehwinkel einen identischen Weg zurücklegt. Damit ist gewährleistet, dass die Detektionseffizienz für jeden Punkt während der Rotation gleich bleibt. Das vermeidet Artefakte bei der Rekonstruktion.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die Untersuchungen von Proben in einer Flüssigkeit erlaubt, bei denen die Proben während der Untersuchung bewegt werden können, ohne dass Dichtungen, die während der Untersuchung eine Bewegung erlauben, der Immersionsflüssigkeit ausgesetzt sind. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren zur Durchführung optischer Untersuchungen bereitzustellen. Es wird eine Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit vorgeschlagen, umfassend einen bewegbaren Schaft, an dem die Probe befestigt wird, und eine Küvette, wobei die Vorrichtung des Weiteren eine Wanne umfasst, die den bewegbaren Schaft umgibt und wobei die Wanne mit der Flüssigkeit befüllbar ist, der bewegbare Schaft eingerichtet ist, die Probe an seiner Oberseite aufzunehmen, der bewegbare Schaft von unten in die Küvette eingreift, wobei diese zumindest nach unten offen ist und eingerichtet ist, mit der Unterseite in die Flüssigkeit in der Wanne einzutauchen und des Weiteren Mittel vorgesehen sind, um zwischen dem Inneren der Küvette und dem Bereich außerhalb der Küvette eine Druckdifferenz zu erzeugen, so dass die Füllhöhe der Flüssigkeit in der Küvette einstellbar ist.

In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung eingerichtet, um optische

Untersuchungen an der Probe zu ermöglichen. Dazu ist insbesondere die Küvette so ausgeführt, dass zumindest Teile ihrer Wandung und/oder ihr Deckel für die bei der optischen Untersuchung verwendete Strahlung transparent ist. Mit dem Begriff „optische Untersuchungen" sind Verfahren gemeint, die bei der Untersuchung elektromagnetische Strahlung auf die Probe einstrahlen und/oder von der Probe emittierte elektromagnetische Strahlung auswerten. Die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung liegt beispielsweise zwischen 300 nm und 2 pm.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist diese eingerichtet, als Flüssigkeit eine Immersionsflüssigkeit zu verwenden. Der bewegbare Schaft der Vorrichtung ist im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, kann aber auch zu Zwecken der Justage gegenüber der Vertikalen geneigt werden. Die Probe wird dabei an der Oberseite des bewegbaren Schafts fixiert. Dies kann beispielsweise durch Kleben, insbesondere mit einem optisch

transparenten Klebstoff, oder durch Festklemmen erfolgen. Auch das Aufspießen der Probe auf einer Nadel oder einem Nadelbett ist denkbar. Ist die Probe auf einem Träger oder einem Zwischenstück aufgenommen, ist je nach

Ausführungsform auch eine magnetische Befestigung oder eine Befestigung durch Schrauben denkbar. In einer Variante der Vorrichtung kann der Schaft an seiner Oberseite eine Vertiefung aufweisen, in der die Probe aufgenommen werden kann.

Die Wanne der Vorrichtung umgibt den bewegbaren Schaft und wird zur

Durchführung der optischen Untersuchung mit einer Flüssigkeit gefüllt. Ist die Flüssigkeit eine Immersionsflüssigkeit, so wird deren Brechungsindex so gewählt, dass dieser in etwa dem der Probe entspricht. Der Füllstand der Flüssigkeit bzw. Immersionsflüssigkeit in der Wanne liegt dabei unterhalb der Höhe der Probe, die am oberen Ende des bewegbaren Schafts angeordnet ist. Um die Probe mit der Immersionsflüssigkeit zu umgeben, wird eine Küvette von oben über den bewegbaren Schaft in Richtung des Bodens der Wanne abgesenkt. Die Küvette ist ein Gefäß, welches zumindest nach unten hin offen ist und bevorzugt gerade Wände aufweist. Zumindest Teile der Wände und gegebenenfalls der Deckel der Küvette sind im Falle einer optischen Untersuchung für die verwendete Strahlung transparent, so dass die Probe optisch zugänglich bleibt. Nach dem Absenken der Küvette verbleibt zwischen dem Wannenboden und dem unteren Rand der Küvette ein Spalt, so dass die Immersionsflüssigkeit durch diesen

hindurchströmen kann und eine Verbindung zwischen dem Inneren der Küvette und dem Bereich außerhalb der Küvette verbleibt. Anschließend wird eine

Druckdifferenz zwischen dem Inneren der Küvette und dem Bereich außerhalb der Küvette erzeugt. Ist der Druck innerhalb der Küvette geringer als der Druck im Bereich außerhalb der Küvette, so wird durch die Druckdifferenz die

Immersionsflüssigkeit aus der Wanne in die Küvette gedrückt und der Füllstand der Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette steigt an. Durch geeignete Wahl der Druckdifferenz kann die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit innerhalb der Küvette eingestellt werden. Ist die Probe in die Immersionsflüssigkeit eingetaucht, kann mit den optischen Untersuchungen begonnen werden. Soll dabei die Probe bewegt werden, kann dies durch eine entsprechende Bewegung des bewegbaren Schafts erfolgen, der diese Bewegung auf die Probe überträgt. Nach Beenden der Untersuchung kann der Druck wieder ausgeglichen werden und dadurch die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette wieder abgesenkt werden.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der bewegbare Schaft rotierbar angeordnet. Bevorzugt verläuft die Achse, um die der bewegbare Schaft rotiert wird, im Wesentlichen vertikal.

Dies erlaubt es mit der Vorrichtung optische tomographische Untersuchungen durchzuführen, bei denen die Probe bewegt und insbesondere aus mehreren Richtungen untersucht werden muss. Je nach Ausführungsform der Vorrichtung wird die Rotation der Probe von Hand durchgeführt oder es ist ein entsprechender Antrieb angeordnet. Ist ein Antrieb vorgesehen, so ist es des Weiteren denkbar, dass dieser automatisiert betätigt wird, wobei eine Vorrichtung wie beispielsweise ein Computer vorgesehen sein kann, um den Ablauf der optischen Untersuchung zu steuern.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der bewegbare Schaft starr mit der Wanne verbunden. Dabei sind die Wanne und der Schaft in einer Variante aus zwei Teilen zusammengesetzt, wobei beispielsweise durch Kleben, eine

Presspassung, über eine Nut und eine Feder, durch Magnete, durch Schrauben oder durch Schweißen eine starre Verbindung hergestellt wird. In einer weiteren Variante sind die Wanne und der bewegbare Schaft einstückig ausgeführt. In beiden Fällen werden die Wanne und der Schaft gemeinsam bewegt, so dass eine bewegliche Dichtung zwischen dem bewegbaren Schaft und der Wanne nicht erforderlich ist. Dabei kann die Vorrichtung, mit der die Wanne und der Schaft bewegt werden, so ausgeführt sein, dass der bewegbare Schaft für einen leichten Wechsel der Probe zusammen mit der Wanne entnommen werden kann.

Da der Probenwechsel aufgrund der Halterung von unten einfach möglich ist, kann die vorgeschlagene Vorrichtung auch leicht mit einem Probenwechselsystem kombiniert werden, welches nacheinander Proben in die Vorrichtung einführt, die optische Untersuchung vornimmt und wieder aus der Vorrichtung entfernt.

In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist die Wanne ringförmig ausgeführt, wobei die Wanne den bewegbaren Schaft umschließt und wobei der bewegbare Schaft eine Schürze in Form eines nach unten geöffneten Bechers aufweist, die in die Wanne eingreift. Die ringförmige Wanne umschließt dabei einen Zentrumsbereich, in dem der bewegbare Schaft angeordnet ist und sich relativ zu der Wanne frei bewegen kann. Die Schürze des Schafts ist mit diesem flüssigkeitsdicht verbunden oder einstückig mit dem bewegbaren Schaft

ausgeführt. Wird die Küvette von oben über dem Schaft abgesenkt, umgibt die Küvette den bewegbaren Schaft mitsamt der Schürze. Wird nun eine

Druckdifferenz zwischen dem Inneren der Küvette und dem Bereich außerhalb der Küvette erzeugt, so steigt die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit in der Küvette nur in dem Bereich außerhalb der Schürze an. Eine Dichtung zwischen dem bewegbaren Schaft und der Wanne ist nicht erforderlich.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz als mit einem Fluid gefüllten und mit einer Kraft beaufschlagten Balg, als Vorrichtung zur Volumenänderung eines mit einem Fluid gefüllten

Raums, als Pumpe, als höhenverstellbares Flüssigkeitsreservoir oder als eine Kombination mindestens zweier dieser Mittel ausgeführt. Bei einer Druckdifferenz, durch die Immersionsflüssigkeit aus der Wanne durch den Spalt zwischen der Unterseite der Küvette und der Wanne in das Innere der Küvette gedrückt wird, ist der Druck innerhalb der Küvette geringer als in dem Bereich außerhalb der Küvette. Dies kann erreicht werden, indem entweder der Druck im Inneren der Küvette verringert wird, der Druck im Bereich außerhalb der Küvette erhöht wird oder sowohl der Druck im Inneren der Küvette verringert als auch der Druck im Bereich außerhalb der Küvette erhöht wird.

Soll der Druck im Inneren der Küvette verringert werden, so muss das Innere der Küvette gegenüber der Umgebung abgeschlossen sein, da andernfalls keine Druckdifferenz aufgebaut werden kann. Der Abschluss kann beispielsweise nach oben hin durch einen Deckel, zu den Seiten durch Wände und nach unten hin durch die Immersionsflüssigkeit erfolgen. Wird nun der Druck im Inneren der Küvette abgesenkt, wird Immersionsflüssigkeit aus der Wanne in die Küvette gedrückt. Wird der Druck wieder erhöht, fällt die Füllhöhe wieder. Damit die

Immersionsflüssigkeit nicht über die Verbindung zwischen den Mitteln zur

Erzeugung der Druckdifferenz und dem Inneren der Küvette ablaufen kann, sollte die Mündung der Verbindung in die Küvette möglichst weit oben angeordnet werden, jedoch mindestens so hoch wie die maximal gewünschte Füllhöhe. Soll der Druck im Bereich außerhalb der Küvette erhöht werden, so muss dieser Bereich durch eine geeignete Einhausung gegenüber der Umgebung begrenzt werden. Die Einhausung muss dazu den Bereich der Wanne, der nicht bereits durch die Küvette abgedeckt ist, vollständig umschließen. In diesem Fall entspricht der Bereich außerhalb der Küvette dem von der Einhausung umschlossenen Bereich. Die Küvette muss hierbei gegenüber dem von der Einhausung

umschlossenen Bereich abgeschlossen sein, kann aber zur Umgebung hin offen sein. Eine solche Einhausung kann beispielsweise als eine Box ausgeführt sein, die die Wanne umschließt und an der Oberseite eine Öffnung aufweist, durch die der bewegbare Schaft nach außen geführt werden kann. Die Küvette wird beim Absenken ebenfalls durch diese Öffnung geführt, wobei eine Dichtung zwischen Küvette und der Box angeordnet ist. Wird nun der Druck im Bereich außerhalb der Küvette bzw. im von der Einhausung umschlossenen Bereich erhöht, wird die Immersionsflüssigkeit in die Küvette gedrückt und die Füllhöhe der

Immersionsflüssigkeit innerhalb der Küvette steigt. Wird nun wiederum der Druck abgesenkt, so fällt auch die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit in der Küvette wieder ab.

In einer Variante der Vorrichtung sind die Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz als ein Balg ausgeführt, der mit einem Fluid gefüllt ist und mit einer Kraft

beaufschlagt wird. Das Fluid kann ein Gas wie beispielsweise Luft, Stickstoff oder CO ₂ sein. Als Fluid kann auch eine Flüssigkeit wie Wasser oder die

Immersionsflüssigkeit verwendet werden. Der Balg stellt dabei ein

abgeschlossenes Volumen dar, bei dem die einwirkende Kraft eine

Volumenänderung durch Zusammendrücken bzw. Auseinanderziehen bewirkt. Der Balg kann mit dem Inneren der Küvette oder mit dem Bereich außerhalb der Küvette so verbunden werden, dass eine Verbindung zu dem im Balg enthaltenen Fluid hergestellt wird. Diese Verbindung kann beispielsweise über ein Rohr oder über einen Schlauch hergestellt werden. Wirkt nun auf den Balg eine positive Kraft ein, bei der dieser zusammengedrückt wird, erhöht sich der Druck im Inneren des Balgs, wobei die Druckerhöhung über die Verbindung auf das Innere der Küvette bzw. auf den Bereich außerhalb der Küvette übertragen wird. Umgekehrt wird der Druck im Inneren des Balgs bei Einwirkung einer negativen Kraft, bei der dieser auseinandergezogen wird, verringert. Wird der Balg mit dem Inneren der Küvette verbunden, kann die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit erhöht werden, indem im Balg, und damit auch im Inneren der Küvette, der Druck vermindert wird. Wird der Druck wieder erhöht, fällt die Füllhöhe wieder. Wird der Balg mit dem Bereich außerhalb der Küvette verbunden, kann der Füllstand der Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette durch Zusammendrücken des Balgs erhöht werden. Beim Zusammendrücken wird der Druck im Balg erhöht, so dass sich über die

Verbindung auch der Druck im Bereich außerhalb der Küvette bzw. im von der Einhausung umschlossenen Bereich erhöht und die Immersionsflüssigkeit in die Küvette gedrückt wird. Wird nun wiederum der Druck abgesenkt, so fällt auch die Füllhöhe wieder ab. In einer weiteren Variante sind die Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz als Vorrichtung zur Volumenänderung eines mit einem Fluid gefüllten Volumens ausgeführt. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist eine Spritze, bei der über einen beweglichen Kolben das Volumen im Inneren der Spritze geändert werden kann. Das im Volumen enthaltene Fluid kann ein Gas wie beispielsweise Luft, Stickstoff oder C0 ₂ sein. Als Fluid kann auch eine Flüssigkeit wie Wasser oder die Immersionsflüssigkeit verwendet werden. Wird das Volumen verkleinert, dann erhöht sich der Druck des darin enthaltenen Fluids. Wird das Volumen vergrößert, wird der Druck abgesenkt. Über eine Verbindung, beispielsweise ein Rohr oder einen Schlauch, kann das mit einem Fluid gefüllte Volumen mit dem Bereich außerhalb der Küvette oder mit dem Inneren der Küvette verbunden werden, so dass sich die Druckerhöhung bzw. Absenkung überträgt. Wird das mit einem Fluid gefüllte Volumen mit dem Inneren der Küvette verbunden, kann die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit erhöht werden, in dem das Volumen vergrößert und damit im Inneren der Küvette der Druck vermindert wird. Wird das mit einem Fluid gefüllte Volumen mit dem Bereich außerhalb der Küvette verbunden, kann nun durch Verkleinern des Volumens der Druck erhöht werden, wobei sich über die Verbindung auch der Druck im Bereich außerhalb der Küvette bzw. im von der Einhausung umschlossenen Bereich erhöht. Die Immersionsflüssigkeit wird in die Küvette gedrückt, so dass die Füllhöhe innerhalb der Küvette steigt. Wird nun wiederum der Druck abgesenkt, so fällt auch die Füllhöhe wieder ab.

In einer weiteren Variante der Vorrichtung sind die Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz als Pumpe ausgeführt. Die Pumpe fördert ein Fluid, wobei am Ausgang der Pumpe ein erhöhter Druck und am Eingang der Pumpe ein

verminderter Druck im Fluid herrscht. Je nach Ausführungsform der Pumpe können Eingang und Ausgang durch Wechsel der Förderrichtung vertauscht werden. Das Fluid kann ein Gas wie beispielsweise Luft, Stickstoff oder CO ₂ sein. Als Fluid kann auch eine Flüssigkeit wie Wasser oder die Immersionsflüssigkeit verwendet werden. Beim Einsatz von Pumpen sind verschiedene Untervarianten denkbar. So ist es zum einen möglich, eine Pumpe mit dem Inneren der Küvette oder dem Bereich außerhalb der Küvette zu Verbinden, wobei je nach eingestellter Förderrichtung jeweils der Druck erhöht bzw. abgesenkt wird. Zum anderen ist es denkbar, einen Anschluss der Pumpe mit dem Inneren der Küvette und den anderen Anschluss der Pumpe mit dem Bereich außerhalb der Küvette zu verbinden. Je nach Förderrichtung würde dann der Druck im Inneren der Küvette verringert werden, während gleichzeitig der Druck im Bereich außerhalb der Küvette erhöht wird und umgekehrt. Des Weiteren ist der Einsatz von mehreren Pumpen denkbar, wodurch die Drücke im Inneren der Küvette und im Bereich außerhalb der Küvette unabhängig voneinander einstellbar sind.

In einer anderen Variante der Vorrichtung sind die Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz als höhenverstellbares Flüssigkeitsreservoir ausgeführt. Das Flüssigkeitsreservoir ist zunächst in einer unteren Position angeordnet und weitgehend oder vollständig mit der Immersionsflüssigkeit gefüllt. An dem

Flüssigkeitsreservoir sind zwei Verbindungen angeordnet, eine an der Oberseite und eine an der Unterseite des Reservoirs. Die Verbindungen sind bevorzugt als Schläuche ausgeführt. Die untere Verbindung ist mit Immersionsflüssigkeit gefüllt und mündet in die Wanne. Die obere Verbindung ist mit einem Gas gefüllt, beispielsweise Luft, Stickstoff oder CO ₂ , und mündet in das Innere der Küvette, wobei die Mündung oberhalb oder auf gleicher Höhe wie die maximal gewünschte Füllhöhe angeordnet ist. Ist die Küvette in die Wanne abgesenkt, kann die

Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette erhöht werden, in dem das Flüssigkeitsreservoir angehoben wird. Wird das Flüssigkeitsreservoir wieder abgesenkt, so sinkt auch die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette wieder ab. Beim Anheben des Flüssigkeitsreservoirs läuft aus diesem Immersionsflüssigkeit über die untere Verbindung ab. Dabei entsteht ein

Unterdruck über dem Flüssigkeitsspiegel im Reservoir, der sich über die obere Verbindung in das Innere der Küvette überträgt, so dass die Immersionsflüssigkeit aus der Wanne in das Innere der Küvette gedrückt wird. Beim Absenken des Flüssigkeitsreservoirs läuft Immersionsflüssigkeit aus der Küvette in die Wanne, wobei sich der Druck oberhalb des Füllspiegels in der Küvette verringert. Die Druckverminderung überträgt sich über die obere Leitung auf das Innere des Flüssigkeitsreservoirs, so dass Immersionsflüssigkeit aus der Wanne zurück in das Reservoir gedrückt wird.

Wird der Bereich außerhalb der Küvette durch ein Gehäuse begrenzt, ist eine weitere Variante unter Nutzung eines höhenverstellbaren Flüssigkeitsreservoirs denkbar, bei der sowohl das Reservoir als auch die Küvette nach oben hin offen sind. Das Gehäuse umgibt dabei die Wanne und ist gegen die Küvette gedichtet. An der Unterseite des Flüssigkeitsreservoirs ist ein Schlauch angeordnet, der durch das Gehäuse hindurchgeführt ist und unterhalb der Unterkante der Küvette in die Wanne mündet. Zum erstmaligen Füllen kann die Flüssigkeit sowohl in die offene Küvette, als auch in das Reservoir eingefüllt werden. Die Flüssigkeit läuft in beiden Fällen in die Wanne. Sobald die Füllhöhe der Flüssigkeit in der Wanne die Unterkante der Küvette erreicht hat, kann keine Luft mehr aus dem Gehäuse entweichen. Über den Schlauch und die Wanne stehen das Reservoir und das Innere der Küvette nun miteinander in Verbindung, wobei durch Ausgleichen des hydrostatischen Drucks die Füllhöhen sowohl in der Küvette als auch im

Flüssigkeitsreservoirs gleich sind. Der hydrostatische Druck im

Flüssigkeitsreservoir kann durch Verstellen der Höhe geändert werden, wodurch sich die Füllhöhe in der Küvette anpassen lässt.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung sind des Weiteren Mittel zur

Begrenzung der Druckdifferenz angeordnet. Durch das Begrenzen der

Druckdifferenz auf einen vorgebbaren Wert kann die maximale Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette begrenzt werden. Zudem ist es möglich, nachdem die Küvette vollständig gefüllt oder entleert wurde, einen weiteren Druckanstieg bzw. Druckabfall zu vermeiden. Ein solcher weiterer Druckanstieg oder Abfall könnte die Vorrichtung oder die zu untersuchende Probe schädigen.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die Mittel zur Begrenzung der Druckdifferenz so ausgeführt, dass nachlaufende Flüssigkeit, ab Erreichen der eingestellten Füllhöhe, aus der Vorrichtung abläuft. Dies ermöglicht es die

Vorrichtung durch Zuführen frischer Flüssigkeit zu spülen und alte Flüssigkeit aus der Vorrichtung zu entfernen. Ist die Flüssigkeit eine Inkubationsflüssigkeit und/oder wird die Flüssigkeit zur Temperierung der Probe verwendet, ist auch ein kontinuierliches Zuführen frischer Flüssigkeit denkbar.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung sind die Mittel zur Begrenzung der Druckdifferenz als Flüssigkeitssäule, als Überdruckventil, als Überlauf oder als Kombination mindestens zweier dieser Mittel ausgeführt.

Ein Überdruckventil kann beispielsweise an der Verbindung zwischen den Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz und dem Inneren der Küvette bzw. dem Bereich außerhalb der Küvette angeordnet werden. Ist der Bereich außerhalb der Küvette von einem Gehäuse umgeben, so kann das Überdruckventil auch an dem Gehäuse angeordnet werden.

Eine Flüssigkeitssäule zur Druckbegrenzung kann beispielsweise über einen Behälter mit einem Überlauf realisiert werden, der bis zu diesem Überlauf mit Flüssigkeit gefüllt ist und eine Röhre aufweist, die im Bereich des Bodens des Behälters in die Flüssigkeit mündet. Die Röhre wird, beispielsweise über einen Schlauch, mit dem Bereich verbunden, dessen Überdruck begrenzt werden soll. Fluid, wie z.B. Luft, kann nur dann über den Schlauch und die Röhre entweichen, wenn dessen Druck größer ist als der hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule, die zwischen der Mündung des Rohrs und dem Flüssigkeitsfüllstand im Behälter steht. Der Überlauf in dem Behälter gewährleistet, dass die Höhe der

Flüssigkeitssäule nicht ansteigen kann, falls das unter Druck stehende Fluid eine Flüssigkeit ist und über den Schlauch und die Röhre in den Behälter strömt.

Ein Überlauf kann beispielsweise im oberen Bereich der Küvette auf Höhe der maximal gewünschten Füllhöhe der Flüssigkeit in der Küvette angeordnet werden. Wird weitere Flüssigkeit in das Innere der Küvette gedrückt, so läuft diese durch den Überlauf wieder ab. Ein weiterer Druckanstieg kann nicht erfolgen.

Wird ein Flüssigkeitsreservoir verwendet, kann zur Begrenzung des Drucks auch ein Bypass in das Flüssigkeitsreservoir vorgesehen, der ein Überströmen der Flüssigkeit oberhalb einer bestimmten Füllhöhe bzw. oberhalb eines

vorgegebenen Drucks ermöglicht.

Des Weiteren ist es Denkbar, in der Vorrichtung einen Sensor zur Überwachung des Drucks anzuordnen und bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts mit Hilfe der Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz eine Entlastung

herbeizuführen.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese des Weiteren eine

Füllhöhenregeleinrichtung, die zur Regelung der Füllhöhe der

Immersionsflüssigkeit in der Küvette eingerichtet ist.

Mit der Füllhöhenregeleinrichtung können Schwankungen der Füllhöhe der

Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette ausgeglichen werden. Diese können zum einen dadurch entstehen, dass Teile der Flüssigkeit durch Verdunstung verloren gehen, zum anderen können diese durch Druckschwankungen verursacht werden. Die Druckschwankungen wiederum können beispielsweise durch

Temperaturänderungen in der Vorrichtung entstehen. Ist die Verdunstung zu vernachlässigen, kann die Füllhöhenregeleinrichtung als Druckregeleinrichtung ausgeführt werden, die die Druckdifferenz zwischen dem Inneren der Küvette und dem Bereich außerhalb der Küvette auf dem für die gewünschte Füllhöhe erforderlichen Wert konstant hält. Soll auch die Verdunstung mit berücksichtigt werden, ist es bevorzugt, einen Sensor zum Messen der Füllhöhe der

Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette anzuordnen und dessen Messwert als Eingangsgröße für einen Regler zu verwenden. Der Regler kann dann als Stellgröße die benötigte Druckdifferenz mit Hilfe der Mittel zum Erzeugen der Druckdifferenz einstellen. Als Regler kann jeder dem Fachmann bekannte Regler verwendet werden, insbesondere Proportional-Integral-Differential Regler, Proportional-Integral Regler oder reine Proportionalregler. Des Weiteren ist es denkbar, sowohl einen Regler für die Füllhöhe der

Immersionsflüssigkeit in der Küvette, als auch einen Druckregler zu verwenden. Dabei werden bevorzugt ein Sensor für den Druck an den Mitteln zur Erzeugung der Druckdifferenz sowie ein Füllhöhensensor an der Küvette angeordnet und der Druckregler wird dem Füllhöhenregler nachgeschaltet. Der Füllhöhenregler erhält als Eingangsgrößen die Soll-Füllhöhe und die tatsächlich gemessene Füllhöhe und erzeugt daraus eine Stellgröße für den Druck, die wiederum dem Druckregler als Soll-Druck vorgegeben wird. Aus dem Soll-Druck und dem gemessenen Druck ermittelt der nachgeschaltete Druckregler dann die erforderliche Stellgröße, um den Druck einzustellen.

In einer weiteren Variante der Vorrichtung sind an der Verbindung zwischen den Mitteln zum Erzeugen einer Druckdifferenz und dem Inneren der Küvette bzw. dem Bereich außerhalb der Küvette Ventile angeordnet. Diese Ventile können nach dem Erreichen der gewünschten Druckdifferenz bzw. nach Erreichen der gewünschten Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit im Inneren der Küvette geschlossen werden. Dadurch wird eine Veränderung der Füllhöhe aufgrund von Druckschwankungen vermindert.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen optischen Zugang, der im Wesentlichen horizontal angeordnet ist. Damit ist gemeint, dass die Strahlrichtung, in die das Licht, mit dem die Probe bestrahlt oder das von der Probe ausgesendet wird, im Wesentlichen horizontal verläuft. Da die Vorrichtung üblicherweise auf einem Tisch oder einer Arbeitsplatte aufgestellt wird, steht entlang der horizontalen Ebene am meisten Platz für optische Komponenten zur Verfügung und deren Ausrichtung und Justage ist bei Strahlengängen, die in der horizontalen Ebene verlaufen, einfach zu bewerkstelligen. Zudem ist vorteilhaft, dass bei Untersuchungen, die eine Drehung der Probe erfordern, diese Drehung um eine Achse senkrecht zur Schwerkraft erfolgt. Dadurch wird eine Verformung der Probe vermieden. Die Beobachtung der Probe kann dabei auf einfache Weise senkrecht zur Drehachse durchgeführt werden.

In einer Variante der Vorrichtung ist der optische Zugang über ein Objektiv realisiert, welches außerhalb der Küvette angeordnet ist. Das Objektiv wird dazu bevorzugt gegenüber einer geraden Wand der Küvette angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist der optische Zugang als Objektiv ausgeführt, welches in die Wandung der Küvette eingelassen ist und gegenüber der Küvette abgedichtet ist.

Hierbei ist eine bewegliche Abdichtung nicht zwingend erforderlich, da die relative Position zwischen Probe und Objektiv durch Bewegen des bewegbaren Schafts geändert werden kann. Alternativ ist es möglich, die gesamte Küvette zusammen mit dem Objektiv in der horizontalen Ebene relativ zur Probe zu verschieben. Die Dichtung zwischen Objektiv und Küvette muss daher keine Bewegung zulassen. Durch das Einlassen des Objektivs in die Wandung der Küvette kann dieses zum einen deutlich dichter an die Probe herangeführt werden, wodurch sich der Öffnungswinkel bzw. die Numerische Apertur des optischen Zugangs deutlich verbessert. Zum anderen muss das Licht auf dem Weg zum Objektiv nicht die Wandung der Küvette passieren.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der bewegbare Schaft lateral verschiebbar, vertikal verschiebbar und/oder bezüglich der vertikalen Achse neigbar.

Je nach Anforderungen an die Vorrichtung durch das verwendete optische Untersuchungsverfahren kann der bewegbare Schaft mit den notwendigen Bewegungsfreiheitsgraden versehen werden. Eine Translation in der Ebene kann beispielsweise durch Verschiebetische ermöglicht werden. Eine Höhenverstellung lässt sich zum Beispiel durch eine runde Halterung erreichen, die mit einem Außengewinde versehen ist und in eine Basis mit einem Innengewinde

eingeschraubt wird. Je nachdem, wie weit die Halterung eingeschraubt wird, befindet sich die Halterung auf einer anderen Höhe. Eine Neigung kann beispielsweise über ein Kugelgelenk oder über eine sphärische Lagerung der Halterung realisiert werden. Da die Probe über den bewegbaren Schaft unabhängig von der Küvette bewegt werden kann, ist die Bewegung der Probe vollständig von den optischen Komponenten entkoppelt.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der bewegbare Schaft als Lichtleiter oder als Hohlschaft mit im Inneren aufgenommenen Lichtleiter ausgeführt. Dies ermöglicht es, die Probe auch von der Unterseite zu beleuchten bzw. auch nach unten abgestrahltes Licht von der Probe einzusammeln. In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist an der Oberseite des bewegbaren Schafts eine Linse angeordnet. In diesem Fall wird die Probe bevorzugt in der Nähe oder direkt auf der Linse befestigt. Soll die Probe auch von oben beleuchtet werden bzw. auch nach oben

abgestrahltes Licht eingesammelt werden, ist es bevorzugt, in dem Deckel der Küvette ein optisches Fenster anzuordnen und die Küvette bei der Untersuchung vollständig mit der Immersionsflüssigkeit zu füllen. Die Immersionsflüssigkeit leitet das Licht dabei optimal von der Probe zum Fenster bzw. umgekehrt.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist zumindest ein Teil der Wandung der Küvette verspiegelt. Dies ermöglicht es, von der Probe ungerichtet emittiertes Licht, welches ansonsten ungenutzt bliebe, einer Detektionsoptik zuzuführen. In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist zumindest ein Teil der Küvette als Lichtleiter ausgeführt. Ebenso kann bei dieser Ausführungsform umgekehrt Licht, welches aus der Probe stammt, durch die Küvette hindurch zum Deckel und anschließend zu einer Detektionsoptik geleitet werden. In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Wanne in zwei konzentrische Bereiche unterteilt, wobei der innere Bereich mit der Immersionsflüssigkeit befüllbar ist und der äußere Bereich mit einer anderen Flüssigkeit als der

Immersionsflüssigkeit befüllbar ist und wobei an der Küvette eine Abdeckung befestigt ist, die den inneren konzentrischen Bereich der Wanne überdeckt und die einen Rand aufweist, der in den äußeren konzentrischen Bereich eingreift.

In dieser Ausführungsform wird als andere Flüssigkeit bevorzugt eine Flüssigkeit verwendet, die schnell sterilisierend bzw. antiseptisch wirkt. Dadurch entsteht, nachdem die Küvette auf den Schaft mit der Probe abgesenkt wurde und der Rand der Abdeckung in die andere Flüssigkeit eintaucht, ein Bereich, der gegenüber der Umgebung zum einen durch die Küvette und die Wanne selbst, und zum anderen durch die sterilisierende Flüssigkeit abgetrennt ist. Die

Verwendung von weiteren Dichtungen, um das Innere der Küvette mitsamt der Immersionsflüssigkeit von der Umgebung abzutrennen, ist auf diese Weise nicht erforderlich. Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht es, lebende Proben wie z.B. Embryonen von Zebrafischen zu untersuchen, die nicht mit Keimen in

Berührung kommen dürfen. Die Flüssigkeit im Inneren der Küvette dient in diesem Fall gleichzeitig auch als Inkubationsflüssigkeit. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es denkbar, die Probe nicht direkt, sondern über ein Zwischenstück am bewegbaren Schaft zu befestigen. Das Zwischenstück kann dabei eingerichtet sein, sowohl auf dem bewegbaren Schaft als auch im Inneren die Küvette verankert zu werden. In diesem Fall ist es möglich, die Probe auf dem Zwischenstück zu befestigen und zusammen mit einer Flüssigkeit in die Küvette einzusetzen. Vor einer Untersuchung an der Probe wird die Küvette mitsamt dem Zwischenstück und der Probe über dem Schaft abgesenkt und vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Anschließend wird der Schaft nach oben verschoben und mit dem Zwischenstück verankert. Im nächsten Schritt wird die Verankerung des Zwischenstücks mit der Küvette gelöst und der Schaft wieder nach unten zurückgezogen. Nun ist die Probe für eine Untersuchung zugänglich und kann durch Bewegen des Schafts positioniert werden. Nach dem Beenden der Untersuchung wird zunächst der Schaft wieder nach oben

verschoben und das Zwischenstück erneut mit der Küvette verankert. Nach dem Lösen der Verbindung zwischen dem Schaft und dem Zwischenstück kann nun die Flüssigkeit aus der Küvette abgelassen werden, wobei oberhalb des

Zwischenstücks die Flüssigkeit verbleibt und die Probe weiterhin umgibt. Die Probe kann dann mitsamt der Küvette entnommen werden und bleibt dauerhaft von der Flüssigkeit umgeben.

Ein Weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit bereitzustellen, umfassend die Schritte

a) Fixieren der Probe an der Oberseite eines bewegbaren Schafts, wobei der Schaft von einer Wanne umgeben ist,

b) Absenken einer zumindest nach unten hin offenen Küvette über den

Schaft in Richtung des Bodens der Wanne, wobei ein Spalt zwischen Wannenboden und Küvette verbleibt,

c) Füllen der Wanne mit der Flüssigkeit,

d) Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Inneren der Küvette und dem Bereich außerhalb der Küvette, wobei durch das Einstellen der

Druckdifferenz die Füllhöhe der Flüssigkeit in der Küvette eingestellt wird, e) Durchführen der Untersuchung an der Probe, wobei diese durch

Bewegen des Schafts bewegt werden kann. Im ersten Schritt a) des Verfahrens wird die zu untersuchende Probe an der Oberseite des bewegbaren Schafts befestigt. Der Schaft ist zunächst vertikal orientiert und erlaubt ein einfaches Arbeiten mit der Probe, so dass diese leicht auf der Oberseite des Schafts ausgerichtet und befestigt werden kann. Das

Befestigen kann beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen, aber auch andere dem Fachmann bekannte

Befestigungsmöglichkeiten, wie z.B. Festklemmen oder Aufspießen auf einer Nadel sind denkbar. Ist die Probe auf einem Träger oder einem Zwischenstück aufgenommen, ist je nach Ausführungsform auch eine magnetische Befestigung oder eine Befestigung durch Schrauben denkbar.

In einer Variante ist der bewegbare Schaft starr mit der Wanne verbunden und so ausgeführt, dass er zusammen mit der Wanne aus der Vorrichtung entnommen werden kann. Dies erleichtert es, die Probe exakt auf dem bewegbaren Schaft auszurichten.

Im zweiten Schritt b) des Verfahrens wird die zumindest nach unten hin offene Küvette über den Schaft in Richtung des Bodens der Wanne abgesenkt, wobei zwischen dem Boden der Wanne und dem unteren Rand der Küvette ein Spalt verbleibt.

Im dritten Schritt c) des Verfahrens wird die Wanne mit der Flüssigkeit gefüllt, wobei diese durch den Spalt zwischen dem unteren Rand der Küvette und dem Wannenboden auch in das Innere der Küvette fließt. Die Füllhöhe der Flüssigkeit innerhalb der Küvette ist zunächst jedoch nicht größer als in der restlichen Wanne.

In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Flüssigkeit eine

Immersionsflüssigkeit. Im vierten Schritt d) wird eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren der Küvette und dem Bereich außerhalb der Küvette erzeugt, wobei diese so gewählt ist, dass der Druck im Inneren der Küvette geringer ist als im Bereich außerhalb der

Küvette, so dass die Flüssigkeit aus der Wanne in das Innere der Küvette gedrückt wird und die Füllhöhe der Flüssigkeit im Inneren der Küvette ansteigt. Die sich einstellende Füllhöhe ist abhängig von der eingestellten Druckdifferenz.

Im letzten Schritt e) des Verfahrens ist die Probe in der Flüssigkeit eingetaucht und kann untersucht werden. Eine Bewegung der Probe kann dabei durch

Bewegen des Schafts, auf dem die Probe befestigt ist, realisiert werden.

Nach dem Beenden der Untersuchung kann die Druckdifferenz wieder

aufgehoben werden, so dass die Immersionsflüssigkeit wieder aus der Küvette herausfließt. Nach dem Abheben der Küvette vom bewegbaren Schaft kann die Probe wieder entnommen werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Probe während der Untersuchung gemäß Schritt e) des Verfahrens durch Rotieren des bewegbaren Schafts um einer Vertikale Achse bewegt. Die Rotation der Probe wird für viele optischen Untersuchungsmethoden benötigt, um die Probe aus verschiedenen Richtungen untersuchen zu können.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird zum Einstellen der Druckdifferenz der Druck innerhalb der Küvette gegenüber dem Umgebungsdruck abgesenkt und/oder der Druck im Bereich außerhalb der Küvette gegenüber dem

Umgebungsdruck erhöht. Um den Druck im Bereich außerhalb der Küvette zu verändern, muss dieser gegenüber der Umgebung durch ein geeignetes Gehäuse abgegrenzt werden. Das Herstellen der Druckdifferenz kann je nach Variante des Verfahrens

beispielsweise mittels eines mit Fluid gefüllten und mit einer Kraft beaufschlagten Balgs, mittels einer Vorrichtung zur Volumenänderung eines mit einem Fluid gefüllten Raums, mittels einer Pumpe, mittels eines höhenverstellbares

Flüssigkeitsreservoirs oder mittels einer Kombination mindestens zweier dieser Mittel erfolgen.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Füllhöhe der

Immersionsflüssigkeit in der Küvette mit Hilfe eines Reglers eingestellt. Dies erlaubt es zum einen Flüssigkeitsverluste, z.B. durch Verdunstung, auszugleichen, zum anderen können Schwankungen aufgrund von Druckveränderungen ausgeglichen werden. Dabei kann beispielsweise über einen Sensor die Füllhöhe gemessen werden und als Eingangsgröße für den Regler dienen.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Probe bei der optischen Untersuchung gemäß Schritt e) des Verfahrens durch laterales und/oder vertikales Verschieben und/oder durch Neigen des bewegbaren Schafts

gegenüber einer vertikalen Achse positioniert. Die für die optischen

Untersuchungen verwendeten Optiken sind nicht mit dem bewegbaren Schaft gekoppelt, so dass eine unabhängige Bewegung der Probe relativ zu den für die optische Untersuchung verwendeten optischen Komponenten möglich ist.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird für die Untersuchung gemäß Schritt e) des Verfahrens SLOT (Raster-Laser-Tomographie), SPIM

(Lichtscheibenmikroskopie), optische Projektionstomographie (OPT), Weitfeldmikroskopie, Transmissionsmikroskopie, konfokale

Fluoreszenzmikroskopie, kohärente Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS), nichtlinearer Mikroskopie wie beispielsweise Zwei- oder Dreiphotonenmikroskopie oder Mikroskopie unter Verwendung der Erzeugung höherer Harmonischer (HHG), konfokaler Thetamikroskopie, Fluoreszenzlebenszeitmessung (FLIM), stimulated emission detektion microscopy (STED), structured Illumination microscopy (SIM), optische Kohärenztomographie (OCT), Röntgenmikroskopie,

Röntgentomographie, ein bildgebendes Ultraschallverfahren oder digitale

Holographie verwendet wird.

Des Weiteren wird ein Verfahren zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit vorgeschlagen, umfassend die Schritte

a) Fixieren der Probe an der Oberseite eines bewegbaren Schafts, wobei der Schaft von einer Wanne umgeben ist,

b) Absenken einer zumindest nach unten hin offenen Küvette über den

Schaft in Richtung des Bodens der Wanne, wobei ein Spalt zwischen Wannenboden und Küvette verbleibt,

c) Füllen der Wanne mit einer ersten Flüssigkeit, die eine erste Dichte

aufweist,

d) Füllen der Wanne mit einer zweiten Flüssigkeit mit einer zweiten Dichte, wobei die zweite Dichte geringer ist als die erste Dichte, so dass die Gewichtskraft der zweiten Flüssigkeit mit der zweiten Dichte auf die erste Flüssigkeit einwirkt und diese in die Küvette drückt,

e) Durchführen der Untersuchung an der Probe, wobei diese durch

Bewegen des Schafts bewegt werden kann.

Im ersten Schritt a) des Verfahrens wird die zu untersuchende Probe an der Oberseite des bewegbaren Schafts befestigt. Der Schaft ist zunächst vertikal orientiert und erlaubt ein einfaches Arbeiten mit der Probe, so dass diese leicht auf der Oberseite des Schafts ausgerichtet und befestigt werden kann. Das

Befestigen kann beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen, aber auch andere dem Fachmann bekannte

Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind denkbar. Im zweiten Schritt b) des Verfahrens wird die zumindest nach unten hin offene Küvette über den Schaft in Richtung des Bodens der Wanne abgesenkt, wobei zwischen dem Boden der Wanne und dem unteren Rand der Küvette ein Spalt verbleibt. Im dritten Schritt c) des Verfahrens wird die Wanne mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt die eine erste Dichte aufweist. Die erste Flüssigkeit kann durch den Spalt zwischen dem unteren Rand der Küvette und dem Wannenboden auch in das Innere der Küvette fließen. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die erste Flüssigkeit eine Immersionsflüssigkeit.

Im vierten Schritt d) wird in die Wanne eine zweite Flüssigkeit mit einer zweiten Dichte gegeben. Da die zweite Flüssigkeit eine geringere Dichte aufweist, bildet sich ein Schichtsystem aus, wobei die zweite Flüssigkeit sich über der ersten Flüssigkeit befindet. Durch die zweite Flüssigkeit wird ein Druck auf die erste Flüssigkeit ausgeübt, durch den diese in das Innere der Küvette gedrückt wird. Der Füllstand der ersten Flüssigkeit im Inneren der Küvette steigt. In einer

Variante weist die zweite Flüssigkeit sterilisierende bzw. antiseptische

Eigenschaften auf, so dass das Eindringen von Keimen in die

Immersionsflüssigkeit verhindert wird.

Im letzten Schritt e) des Verfahrens ist die Probe in der Flüssigkeit eingetaucht und kann untersucht werden. Eine Bewegung der Probe kann dabei durch

Bewegen des Schafts, auf dem die Probe befestigt ist, realisiert werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein optisches Verfahren für die

Untersuchung der Probe verwendet.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung der vorgeschlagenen

Vorrichtung zur Untersuchung einer Probe mittels SLOT (Laser-Raster-

Tomografie), SPIM (Lichtscheibenmikroskopie), optischer Projektionstomographie (OPT), Weitfeldmikroskopie, Transmissionsmikroskopie, konfokaler

Fluoreszenzmikroskopie, kohärenter Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS), nichtlinearer Mikroskopie wie beispielsweise Zwei- oder Dreiphotonenmikroskopie oder Mikroskopie unter Verwendung der Erzeugung höherer Harmonischer (HHG), konfokaler Thetamikroskopie, Fluoreszenzlebenszeitmessung (FLIM), stimulated emission detektion microscopy (STED), structured Illumination microscopy (SIM), optischer Kohärenztomographie, Röntgenmikroskopie, Röntgentomographie, eines bildgebenden Ultraschallverfahrens oder digitaler Holographie.

Vorteile der Erfindung Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung wird die Probe über den bewegbaren Schaft von unten gehalten, so dass diese nicht entgegen der Schwerkraft gelagert ist. Dabei kann die Probe vollständig in eine Flüssigkeit, insbesondere eine

Immersionsflüssigkeit, eintauchen und über den Schaft bewegt werden, ohne dass eine bewegliche Dichtung zwischen dem bewegbaren Schaft und der Probe erforderlich wäre. Gleichzeitig ermöglicht die Anordnung einen einfachen Zugang zu der Probe. Der Raum um die Probe herum ist vollständig frei und kann für optische Komponenten genutzt werden. Da keinerlei Dichtungen notwendig sind, ist der Anwender in seiner Wahl der optimalen Immersionsflüssigkeit nicht mehr eingeschränkt durch die Verträglichkeit der Immersionsflüssigkeit mit den

Dichtungsmaterialien.

Die völlige Entkopplung der Bewegung der Probe von der Küvette ermöglicht es zudem, Teile der für die Untersuchung benötigten optischen Komponenten, wie z.B. ein Objektiv, in die Wandung der Küvette einzulassen und damit die nutzbare Numerische Apertur zu maximieren. Eine bewegliche Dichtung, um eine

Bewegung des Objektivs relativ zur Küvette zu erlauben, ist aufgrund der

Entkopplung der Bewegung der Probe nicht erforderlich. Dies erlaubt es zum einen, die Immersionsflüssigkeit ohne Rücksichtnahme auf die Verträglichkeit mit dem Dichtungsmaterial zu wählen, zum anderen kann die relative Positionierung zwischen Probe und Objektiv präziser erfolgen, da keine Reibung durch die Dichtung erfolgt.

Durch die gute Zugänglichkeit der Probe kann diese zudem genauer auf dem Schaft zentriert werden, so dass die Bewegung der Probe bei einer Rotation nicht exzentrisch ist. Dies Verbessert die Qualität der erhaltenen Daten, die

Handhabbarkeit und Empfindlichkeit der Messung.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist an der Küvette eine Abdeckung befestigt, die mit Ihrem Rand in eine zweite Flüssigkeit eintaucht. Diese zweite Flüssigkeit weist bevorzugt antiseptische Eigenschaften auf und verhindert das Eindringen von Keimen in die Immersionsflüssigkeit, wiederum ohne dass hierfür eine Dichtung erforderlich ist. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. eine Ausführungsform der Vorrichtung mit einer Druckverbindung an der Küvette und separatem Objektiv als optischen Zugang, eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit einer

Druckverbindung an der Küvette und in die Wandung der Küvette eingelassenem Objektiv,

einen Balg mit angehängtem Gewicht,

einen Balg mit aufgelegtem Gewicht,

eine Ausführungsform der Vorrichtung mit einem Gehäuse, eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit einem Gehäuse und einer Flüssigkeitssäule zur Druckbegrenzung,

eine Ausführungsform der Vorrichtung mit lateral bewegbarem

Schaft,

eine Ausführungsform der Vorrichtung mit im bewegbaren Schaft aufgenommenen Lichtleiter,

eine Ausführungsform der Vorrichtung mit Flüssigkeitsreservoir, eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit

Flüssigkeitsreservoir und unterteilter Wanne,

eine Ausführungsform der Vorrichtung mit ringförmiger Wanne, eine Ausführungsform der Vorrichtung mit neigbarerem und höhenverstellbarem Schaft,

eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit einer Spritze, eine Ausführungsform der Erfindung mit zusätzlichem optischen Zugang von oben,

eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit einem Gehäuse und einem höhenverstellbaren Flüssigkeitsreservoir.

Ausführungsformen

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einer Druckverbindung an der Küvette und separatem Objektiv als optischen Zugang.

Figur 1 zeigt eine Probe 1 die an eine Probenaufnahme 24 eines bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Proben am bewegbaren Schaft 2 kann beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform als nach oben hin offener Becher ausgeführt ist und mit dem Schaft 2 starr verbunden ist. Der Schaft 2 und die Wanne 3 sind über das Lager 8 in einer Halterung 43 drehbar aufgenommen.

Vor dem Durchführen einer optischen Untersuchung an der Probe 1 wird über den Schaft 2 eine Küvette 4 gestülpt, so dass zwischen der Unterseite der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 ein Spalt verbleibt. Die Küvette 3 weist einen Deckel 6 auf, an dem ein Schlauch 11 in das Innere der Küvette 4 mündet. Der Schlauch 11 ist mit einem Mittel zum Erzeugen einer Druckdifferenz verbunden. Als Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz sind beispielsweise ein mit einem Fluid gefüllter und mit einer Kraft beaufschlagter Balg, eine Vorrichtung zur Volumenänderung eines mit einem Fluid gefüllten Raums, eine Pumpe, ein höhenverstellbares Flüssigkeitsreservoir oder eine Kombination mindestens zweier dieser Mittel geeignet.

In der in Figur 1 dargestellten Situation wurde die Wanne 3 mit einer

Immersionsflüssigkeit 5 gefüllt und anschließend der Druck innerhalb der Küvette 4 gegenüber dem Druck außerhalb der Küvette 4 abgesenkt, so dass die

Immersionsflüssigkeit 5 aus der Wanne 3 in das Innere der Küvette 4 gedrückt wird und die Probe 1 vollständig umgibt. Durch geeignete Wahl der Druckdifferenz kann die Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 eingestellt werden. Für das Durchführen der optischen Untersuchung ist in der in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ein Objektiv 7 außerhalb der Küvette 4 horizontal auf die Probe 1 ausgerichtet angeordnet. Das Objektiv 7 kann, da es nicht mit der Probe 1 gekoppelt ist, relativ zu dieser frei bewegt werden. Je nach verwendeter Untersuchungsmethode können auch weitere optische Komponenten um die Küvette 4 herum angeordnet werden. Die Probe 1 kann während der Untersuchung durch Rotieren des Schafts 2 im Lager 8 um die vertikale Achse 16, die hier mit der Achse des Schafts 2 zusammenfällt, rotiert werden. Nach dem Beenden der optischen Untersuchung kann über den Schlauch 11 der Druck im Inneren der Küvette 4 normalisiert werden, so dass die Immersionsflüssigkeit 5 wieder in die Wanne 3 zurückfließt. Anschließend kann die Küvette 4 angehoben und die Probe 1 gewechselt werden.

Die Größe der Wanne 3 ist bevorzugt so gewählt, dass diese die gesamte

Immersionsflüssigkeit 5 aus der Küvette 4 aufnehmen kann. Alternativ ist die

Wanne 3 mit einem Ablauf versehen und die abgelaufene Immersionsflüssigkeit 5 wird beim nächsten Durchlauf ersetzt.

In einer weiteren Ausführungsform ist es denkbar, zwischen dem Schlauch 11 und den Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz ein Ventil anzuordnen welches bei Erreichen der gewünschten Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 geschlossen wird. Auf diese Weise können sich

Druckschwankungen nicht auf die Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 übertragen.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einer Druckverbindung an der Küvette und in die Wandung der Küvette eingelassenem Objektiv. Figur 2 zeigt eine Probe 1 die an der Oberseite 24 eines bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Probe 1 am bewegbaren Schaft 2 kann

beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform als nach oben hin offener Becher ausgeführt ist und mit dem Schaft 2 starr verbunden ist. Der Schaft 2 und die Wanne 3 sind über das Lager 8 in einer Halterung 43 drehbar aufgenommen.

Wie bei Figur 1 beschrieben wird über den Schaft 2 eine Küvette 4 gestülpt und diese ist über den Schlauch 11 mit einem Mittel zum Erzeugen einer

Druckdifferenz verbunden. Durch Erzeugen eines Unterdrucks wurde

Immersionsflüssigkeit 5 aus der Wanne 3 in das Innere der Küvette 4 gedrückt und die Füllhöhe 21 eingestellt. Für das Durchführen der optischen Untersuchung ist in der in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ein Objektiv 7 in die Wandung der Küvette 4 eingelassen und horizontal auf die Probe 1 ausgerichtet. Das Objektiv 7 ist gegenüber der Wandung der Küvette 4 abgedichtet,

beispielsweise mit einer Elastomerdichtung, oder das Objektiv 7 ist in die

Wandung eingeklebt. Des Weiteren ist es denkbar, das Objektiv 7 nicht über eine Öffnung in die Wand der Küvette 4 zu integrieren, sondern das Objektiv optisch z.B. über einen Luftspalt, mittels Immersionsflüssigkeit, durch Aufsprengen oder durch Verkitten an die Küvette anzukoppeln. Des Weiteren ist es denkbar, dass Objektiv 7 in einer Halterung aufzunehmen und mit der Küvette 4 zu

verschrauben.

Die Probe 1 kann während der Untersuchung durch Rotieren des Schafts 2 im Lager 8 um die Vertikale Achse 16, die hier mit der Achse des Schafts 2

zusammenfällt, rotiert werden. Da das Objektiv 7 von der Probe 1 entkoppelt ist, ist es des zudem denkbar, die gesamte Küvette 4 zusammen mit dem Objektiv 7 in der horizontalen Ebene relativ zur Probe 1 zu verschieben. Je nach

verwendeter Untersuchungsmethode können auch weitere optische Komponenten um die Küvette 4 herum angeordnet werden.

Die Figuren 3a und 3b zeigen jeweils einen Balg, einmal mit einem angehängten Gewicht (3a), und einmal mit einem aufgelegten Gewicht (3b).

Die Figuren 3a und 3b zeigen ein mögliches Funktionsprinzip für die Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz. Ein Balg 10, der aus einem in der Art einer Ziehharmonika gefaltetem Schlauch aus einem elastischen Material aufgebaut ist, ist nach oben und unten geschlossen. Der Balg 10 umschließt ein Volumen, welches mit einem Fluid, beispielsweise Luft, Stickstoff oder CO ₂ , gefüllt ist. Am oberen Ende ist der Balg 10 mit einem Schlauch 11 verbunden. Der Schlauch mündet in einen Bereich, in dem der Druck erhöht bzw. abgesenkt werden soll. In Figur 3a ist dargestellt, wie sich mit dem Balg 10 der Druck verringern lässt. Dazu wird das untere Ende des Balgs 10 mit einer nach unten gerichteten Kraft beaufschlagt, in der Figur 3a dargestellt durch das Anhängen eines Gewichts 9, und das obere Ende wird fixiert. Die einwirkende Kraft bewirkt ein

Auseinanderziehen des Balgs 10, was zu einer Vergrößerung des im Balg 10 enthaltenen Volumens und damit zu einer Druckverminderung im aufgenommenen Fluid führt. Ist der Balg 10 beispielsweise mit dem Inneren der Küvette verbunden, so wird auch der Druck innerhalb der Küvette vermindert. Immersionsflüssigkeit strömt in das Innere der Küvette. In Figur 3b ist dargestellt, wie sich mit dem Balg 10 der Druck erhöhen lässt. Dazu wird das obere Ende des Balgs 10 mit einer nach unten gerichteten Kraft beaufschlagt, in der Figur 3b dargestellt durch das Auflegen eines Gewichts 9, und das untere Ende wird fixiert. Die einwirkende Kraft bewirkt ein Zusammendrücken des Balgs 10, was zu einer Verkleinerung des im Balg 10 enthaltenen Volumens und damit zu einer Druckerhöhung im aufgenommenen Fluid führt. Ist der Balg 10 beispielsweise mit dem Inneren der Küvette verbunden, so wird auch der Druck innerhalb der Küvette erhöht. Die Immersionsflüssigkeit wird aus dem Inneren der Küvette verdrängt.

Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einem Gehäuse.

In der Figur 4 ist eine Probe 1 dargestellt, die an der Oberseite 24 eines

bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Probe 1 am bewegbaren Schaft 2 kann beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform als nach oben hin offener Becher ausgeführt ist und mit dem Schaft 2 starr verbunden ist. Der Schaft 2 und die

Wanne 3 sind über das Lager 8 in einer Halterung 43 drehbar aufgenommen. Die Wanne 3 ist mitsamt dem Lager 8 und der Halterung 43 in einem Gehäuse 12 aufgenommen, welches an seiner Oberseite eine Öffnung 61 aufweist, durch die der Schaft 2 aus dem Inneren des Gehäuses 12 nach außen ragt.

Vor dem Durchführen der optischen Untersuchung wird eine Küvette 4 von oben durch die Öffnung 61 im Gehäuse 12 über den bewegbaren Schaft 2 gestülpt und bis kurz vor dem Boden der Wanne 3 abgesenkt. Zwischen dem unteren Rand der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 verbleibt dabei ein Spalt. Die Küvette 4 ist in der dargestellten Ausführungsform sowohl nach unten als auch nach oben offen. Die Küvette 4 ist in der Öffnung 61 gegenüber dem Gehäuse 12

abgedichtet. Im oberen Bereich des Gehäuses 12 ist zudem ein Schlauch 11 angeordnet, über den ein Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz mit dem Gehäuse 12 verbunden werden kann.

Vor dem ersten Füllen der Küvette 4 mit Immersionsflüssigkeit 5 ist die Wanne 3 noch leer. Die Immersionsflüssigkeit 5 wird über die nach oben offene Küvette 4 in die Vorrichtung eingefüllt. Dabei verteilt sich die Immersionsflüssigkeit 5 zunächst durch den Spalt zwischen der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 gleichmäßig über die gesamte Wanne 3, da im Gehäuse 12 enthaltene Luft ebenfalls noch über diesen Spalt durch die offene Küvette 4 nach außen

entweichen kann. Sobald die Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 die Höhe des Spalts übersteigt, kann aus dem Gehäuse 12 keine Luft mehr entweichen. Der Luftdruck im Inneren des Gehäuses 12 erhöht sich und verhindert das weitere Nachlaufen der Immersionsflüssigkeit 5 in die Wanne 3, so dass die

Immersionsflüssigkeit 5 nun im Inneren der Küvette 4 verbleibt. Sobald die Probe 1 vollständig in der Immersionsflüssigkeit 5 eingetaucht ist, kann der Füllvorgang beendet werden.

Zum Absenken der Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit 5 in der Küvette 4 wird mit dem über den Schlauch 11 an das Gehäuse 12 angeschlossene Mittel zur

Erzeugung einer Druckdifferenz der Druck innerhalb des Gehäuses 12 abgesenkt. Die Immersionsflüssigkeit 5 strömt nun aus der Küvette 4 über den Spalt zwischen dem unteren Rand der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 in die Wanne 3.

Die Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 kann wieder angehoben werden, in dem mit den Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz über den Schlauch 11 der Druck innerhalb des Gehäuses 12 wieder angehoben wird. Durch die Wahl des Drucks kann die Füllhöhe 21 eingestellt werden.

Für das Durchführen der optischen Untersuchung ist in der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ein Objektiv 7 außerhalb der Küvette 4 horizontal auf die Probe 1 ausgerichtet angeordnet. Das Objektiv 7 kann, da es nicht mit der Probe 1 gekoppelt ist, relativ zu dieser frei bewegt werden. Je nach verwendeter

Untersuchungsmethode können auch weitere optische Komponenten um die Küvette 4 herum angeordnet werden. Die Probe 1 kann während der

Untersuchung durch Rotieren des Schafts 2 im Lager 8 um die vertikale Achse 16, die hier mit der Achse des Schafts 2 zusammenfällt, rotiert werden.

Da die Küvette 4 in dieser Ausführungsform nach oben hin geöffnet ist, ist auch während der Untersuchung ein Zugriff auf die Probe 1 möglich. Wird zudem ein Teil des Gehäuses 12 flexibel, z.B. als Balg, ausgeführt, ist zudem auch eine Bewegung der Küvette 4 möglich. Hierbei ist es in einer weiteren Variante der Vorrichtung denkbar, das Objektiv 7 wie in der Ausführungsform der Figur 2 in die Wandung der Küvette 4 einzulassen oder das Objektiv 7 über eine Halterung an die Küvette 4 zu koppeln und das Objektiv 7 gemeinsam mit der Küvette 4 zu bewegen. Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einem Gehäuse und einer Flüssigkeitssäule zur Druckbegrenzung. In Figur 5 ist eine Probe 1 dargestellt, die an der Oberseite 24 eines bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Probe 1 am bewegbaren Schaft 2 kann beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform als nach oben hin offener Becher ausgeführt ist und mit dem Schaft 2 starr verbunden ist. Der Schaft 2 und die Wanne 3 sind über das Lager 8 in einer Halterung 43 drehbar aufgenommen. Am äußeren Rand der Wanne 3 ist eine Schürze 64 aufgenommen, die in eine ringförmige Überlaufwanne 13 eingreift. Die Überlaufwanne 13 umgibt die Wanne 3. Alternativ kann die

Überlaufwanne 13 als Becher ausgeführt werden und unterhalb der Wanne 3 angeordnet werden.

Die Wanne 3 ist mitsamt dem Lager 8 und der Halterung 43 in einem Gehäuse 12 aufgenommen, welches an seiner Oberseite eine Öffnung 61 aufweist, durch die der Schaft 2 aus dem Inneren des Gehäuses 12 nach außen ragt. Das Gehäuse 12 umfasst des Weiteren einen Schlauch 11 , mit dem eine Verbindung zu einem Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz hergestellt wird. Zudem ist ein Schlauch 62 durch die Wand des Gehäuses 12 hindurchgeführt, der auf der einen Seite in den Boden der Überlaufwanne 13 und an seiner anderen Seite im Bodenbereich eines Gefäßes 14 mündet. Das Gefäß 14 umfasst einen Überlauf 63 im oberen Bereich.

In einer weiteren Ausführungsform wäre es auch denkbar, den bewegbaren Schaft 2 unterhalb der Wanne 3 aus dem Gehäuse 12 herauszuführen. Die Dichtung zwischen dem Schaft 2 und dem Gehäuse 12 muss dabei eingerichtet sein, eine Bewegung des Schafts 2 zu ermöglichen. Das Lager 8 und die Halterung 43 können in diesem Fall außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet werden.

Vor dem Durchführen der optischen Untersuchung wird eine Küvette 4 von oben durch die Öffnung 61 im Gehäuse 12 über den bewegbaren Schaft 2 gestülpt und bis kurz vor dem Boden der Wanne 3 abgesenkt. Zwischen dem unteren Rand der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 verbleibt dabei ein Spalt. Die Küvette 4 ist in der dargestellten Ausführungsform sowohl nach unten, als auch nach oben offen. Die Küvette 4 ist in der Öffnung 61 gegenüber dem Gehäuse 12 abgedichtet Vor dem ersten Füllen der Küvette 4 mit Immersionsflüssigkeit 5 ist die Wanne 3 sowie das Gefäß 14 leer. Die Immersionsflüssigkeit 5 wird über die nach oben offene Küvette 4 in die Vorrichtung eingefüllt. Dabei verteilt sich die

Immersionsflüssigkeit 5 zunächst durch den Spalt zwischen der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 gleichmäßig über die gesamte Wanne 3. Die im

Gehäuse 12 enthaltene Luft kann über den Schlauch 62 entweichen. Sobald die Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 die Höhe des äußeren Rands der Wanne 3 übersteigt, läuft Immersionsflüssigkeit 5 in die Überlaufwanne 13 ab. Von dort läuft die Immersionsflüssigkeit 5 über den Schlauch 62 in das Gefäß 14. Sobald im Gefäß 14 die Füllhöhe über der Mündung des Schlauchs 62 liegt, beginnt sich im Gehäuse 12 ein Überdruck aufzubauen. Der Überdruck im Gehäuse 12 erlaubt es der Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 weiter anzusteigen, wobei die Füllhöhe 21 genau der Höhe der Flüssigkeitssäule 65 zwischen dem Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 14 und der Mündung des Schlauchs 62 in das Gefäß 14 entspricht. Steigt der Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 14 über die Höhe des Überlaufs 63 an, kann dieser nicht weiter Ansteigen, da die weitere Immersionsflüssigkeit über den Überlauf 63 aus dem Gefäß 14 abfließt. Der Füllvorgang kann nun beendet werden, da die Flüssigkeitssäule 65 den Überdrück im Inneren des Gehäuses 12 und damit die maximale Füllhöhe 21 in der Küvette 4 begrenzt.

Alternativ kann das Gefäß 14 bereits vor dem ersten Füllen der Küvette 4 befüllt sein. Dadurch wird ein Überlaufen der Flüssigkeit 5 aus der Wanne 3 in die Überlaufwanne 13 verhindert, solange die durch die Flüssigkeitssäule 65 vorgegebene maximale Füllhöhe in der Küvette 4 nicht überschritten wird,

In einer weiteren Variante der Vorrichtung ist es denkbar, keine separate

Überlaufwanne 13 vorzusehen. In dieser Variante läuft die Immersionsflüssigkeit 5 aus der Wanne 3 auf den Boden des Gehäuses 12 und von dort über den

Schlauch 62 in das Gefäß 14.

Zum Absenken der Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit 5 in der Küvette 4 wird mit dem über den Schlauch 11 an das Gehäuse 12 angeschlossene Mittel zur

Erzeugung einer Druckdifferenz der Druck innerhalb des Gehäuses 12 abgesenkt. Die Immersionsflüssigkeit 5 strömt nun aus der Küvette 4 über den Spalt zwischen dem unteren Rand der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 in die Wanne 3, wobei überschüssige Flüssigkeit über die Überlaufwanne 13 abfließt. Die Füllhöhe 21 der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 kann wieder angehoben werden, in dem mit den Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz über den Schlauch 11 der Druck innerhalb des Gehäuses 12 wieder angehoben wird. Immersionsflüssigkeit wird dann wieder aus der Wanne 3 in das Innere der Küvette 4 gedrückt. Durch die Wahl des Drucks kann die Füllhöhe 21 eingestellt werden.

Des Weiteren ist es möglich die Vorrichtung zu spülen, indem eine große Menge frischer Flüssigkeit 5 in die Küvette 4 eingefüllt wird. Die frische Flüssigkeit 5 verdrängt die alte Flüssigkeit aus der Küvette 4 in die Wanne 3. Aus der Wanne 3 läuft die Flüssigkeit 5 in die Überlaufwanne 13 und schließlich über den Schlauch 62 und den Überlauf 63 im Gefäß 14 ab. Das Spülen erfolgt bevorzugt

kontinuierlich, indem fortlaufend frische Flüssigkeit 5 in die Vorrichtung eingefüllt wird. Dadurch kann die Probe 1 mit Nährlösung auf kontinuierlichem Wege versorgt werden; ferner besteht so eine Möglichkeit, die Probe 1 bei Zufuhr eines temperierten Mediums auf einer bestimmten Temperatur zu halten oder die

Temperatur auch zu ändern.

Für das Durchführen der optischen Untersuchung kann wie zur Figur 4

beschrieben vorgegangen werden.

Figur 6 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit lateral bewegbarem Schaft. Figur 6 zeigt eine Probe 1 die an der Oberseite 24 eines bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Probe am bewegbaren Schaft 2 kann

beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform als nach oben hin offener Becher ausgeführt ist und mit dem Schaft 2 starr verbunden ist. Der Schaft 2 und die Wanne 3 sind auf einem

Verschiebetisch 15 gelagert, der eine Translation bzw. Verschiebung des bewegbaren Schafts 2 erlaubt. Der Verschiebetisch 15 wiederum ist über das Lager 8 in einer Halterung 43 drehbar aufgenommen.

Vor dem Durchführen einer optischen Untersuchung an der Probe 1 wird über den Schaft 2 eine Küvette 4 gestülpt, so dass zwischen der Unterseite der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 ein Spalt verbleibt. Die Küvette 3 weist einen Deckel 6 auf, an dem ein Schlauch 11 in das Innere der Küvette 4 mündet. Der Schlauch 11 ist mit einem Mittel zum Erzeugen einer Druckdifferenz verbunden. Als Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz sind beispielsweise ein mit einem Fluid gefüllter und mit einer Kraft beaufschlagter Balg, eine Vorrichtung zur Volumenänderung eines mit einem Fluid gefüllten Raums, eine Pumpe, ein höhenverstellbares Flüssigkeitsreservoir oder eine Kombination mindestens zweier dieser Mittel geeignet.

Wie bereits bei Figur 2 beschrieben wird über den Schaft 2 eine Küvette 4 gestülpt und diese ist über den Schlauch 1 mit einem Mittel zum Erzeugen einer

Druckdifferenz verbunden. Für das Durchführen der optischen Untersuchung ist in der in der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform ein Objektiv 7 in die Wandung der Küvette 4 eingelassen und horizontal auf die Probe 1 ausgerichtet.

Die Probe 1 kann während der Untersuchung durch Rotieren des Schafts 2 zusammen mit dem Verschiebetisch 15 über das Lager 8 um eine Vertikale Achse 16 rotiert werden. Zusätzlich ist es über den Verschiebetisch 15 möglich, den bewegbaren Schaft 2 in einer lateralen Richtung zu verschieben. In weiteren Ausführungsformen ist es denkbar, einen zweiten, um 90° gedrehten

Verschiebetisch anzuordnen, um den bewegbaren Schaft 2 entlang beider lateraler Richtungen verschieben zu können. Ebenfalls ist es denkbar, das Lager 8 auf dem Verschiebetisch 25 anzuordnen, so dass der bewegbare Schaft 2 mitsamt der Rotationsachse verschoben werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, die gesamte Küvette 4

zusammen mit dem Objektiv 7 in der horizontalen Ebene relativ zur Probe 1 zu verschieben. Je nach verwendeter Untersuchungsmethode können auch weitere optische Komponenten um die Küvette 4 herum angeordnet werden.

Figur 7 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit im bewegbaren Schaft aufgenommenem Lichtleiter.

Die in Figur 7 gezeigte Vorrichtung entspricht im Wesentlich der bereits zur Figur 1 beschriebenen Anordnung, die in Figur 7 dargestellte Ausführungsform weist jedoch zusätzliche optische Komponenten auf. Zusätzlich zu dem außerhalb der Küvette 4 angeordneten Objektiv 7 ist in der Küvette 4 ein elliptischer Reflektor 19 angeordnet. Der bewegbare Schaft 2 ist als Hohlschaft ausgeführt und nimmt in seinem Inneren einen Lichtleiter 17 auf. Der Lichtleiter 17 wird gegenüber dem Schaft 2 abgedichtet und kann beispielsweise in Form eines Glasstabes,

Flüssiglichtleichters, eines Faserbündels oder als innen reflektierender Hohlkörper ausgeführt sein. Die Probe 1 kann, wie in Figur 7 dargestellt, direkt auf dem

Lichtleiter 17 angeordnet werden. Des Weiteren ist es denkbar, zwischen der Probe 1 und dem Lichtleiter 17 eine Sammeloptik oder ein Objektiv einzusetzen. Wird ein Objektiv verwendet, reicht es aus, den Schaft 2 als Hohlschaft

auszuführen, da er in diesem Fall das Licht, ohne innen reflektierend zu sein, direkt durchleiten kann.

Bevorzugt wird am unteren Ende des Schafts 2 eine Kondensoroptik 18

angeordnet, um das aus dem Schaft 2 austretende Licht einzusammeln und einer Detektionsoptik zuzuführen.

In dem in der Figur 7 dargestellten Beispiel kann von unten über den Schaft 2 Licht in die Probe 1 eingestrahlt werden. Von der Probe nach oben emitiertes Licht wird an dem elliptischen Reflektor 19 reflektiert und in den Lichtleiter 17

eingekoppelt.

In weiteren Ausführungsformen kann anstelle des elliptischen Reflektors 19 ein sphärischer Reflektor oder ein Parabolreflektor eingesetzt werden. Figur 8 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einem Flüssigkeitsreservoir.

In Figur 8 ist eine Probe 1 dargestellt, die für die Untersuchung auf dem

bewegbaren Schaft 2 befestigt wurde. Um die Anordnung der Probe zu

vereinfachen, ist an der Oberseite 24 des bewegbaren Schafts 2 eine Vertiefung vorgesehen, in die die Probe 1 eingesetzt werden kann. Zum Fixieren der Probe 1 kann beispielsweise ein transparenter Kleber verwendet werden. Der bewegbare Schaft 2 ist an seinem unteren Ende in den Boden der Wanne 3 eingelassen und mit dieser starr verbunden. In der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform ist der bewegbare Schaft 2 als Lichtleiter 17 ausgeführt und ermöglicht auch von unten einen optischen Zugang zur Probe 1. Die Wanne 3 ist auf einem Drehteller 50 platziert, der eine Rotation um die vertikale Achse 16, die hier mit der Achse des Schafts 2 zusammenfällt, ermöglicht. Die Verbindung zwischen dem Drehteller 50 und der Wanne 3 ist als Formschluss oder eine andere lösbare Verbindung ausgeführt, so dass die Wanne 3 mitsamt dem bewegbaren Schaft 2 leicht entnommen werden kann.

In der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zudem einen Adapter 46, der eine Nut 47 aufweist, in der eine Küvette 4 aufgenommen ist. Die Küvette 4 ist gegenüber dem Adapter 46 beispielsweise durch eine

Elastomerdichtung oder durch Verkleben gedichtet. In den Adapter 46 münden zwei Schläuche 11a und 11 b, die mit einem höhenverstellbaren

Flüssigkeitsreservoir 20 verbunden sind. Der erste Schlauch 11a mündet an der Oberseite in das Flüssigkeitsreservoir 20, der zweite Schlauch 11 b mündet an der Unterseite in das Flüssigkeitsreservoir 20. Der erste Schlauch 11a geht am

Adapter 46 in ein Luftrohr 23 über, welches eine Mündung 46 im oberen Bereich der Küvette 4 aufweist. Der zweite Schlauch 11 b weist eine Mündung 47 am unteren Ende des Adapters 46 auf.

Der Adapter 46 ist auf einer höhenverstellbaren Gabel 27 gelagert, so dass dieser mitsamt der Küvette 4 über dem bewegbaren Schaft 2 abgesenkt werden kann. Nach dem Absenken verbleibt zwischen der Unterseite des Adapters 46 und dem Boden der Wanne 3 ein Spalt, durch den Flüssigkeit fließen kann. Ein optischer Zugang zu der Probe 1 ist aus allen Raumrichtung möglich, da die Wände und der Deckel der Küvette 4 transparent sind und der bewegbare Schaft 2 als Lichtleiter 17 ausgeführt ist.

Vor der optischen Untersuchung der Probe 1 ist das höhenverstellbare

Flüssigkeitsreservoir 20 in einer abgesenkten Position und weitgehend oder vollständig mit einer Immersionsflüssigkeit 5 gefüllt. Durch Anheben des

Flüssigkeitsreservoirs 20 fließt die Immersionsflüssigkeit 5 durch den zweiten Schlauch 11 b nach unten aus dem Flüssigkeitsreservoir 20 heraus und gelangt durch die Mündung 49 an der Unterseite des Adapters 46 in die Wanne 3. Durch die abfließende Immersionsflüssigkeit 5 entsteht oberhalb des Füllstands 21 b im Flüssigkeitsreservoir 20 ein Luftraum 22b. Das Volumen des Luftraums 22b nimmt zu, so dass der Druck des darin enthaltenen Gases abnimmt. Über den ersten Schlauch 11a und das Luftrohr 23 strömt daher Luft aus dem Inneren der Küvette 4 in den Luftraum 22b des Flüssigkeitsreservoirs 20. Solange der Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit 5 in der Wanne 3 noch nicht die Unterkante des Adapters 46 erreicht hat, kann durch den Spalt zwischen Adapter 46 und dem

Wannenboden Luft in das Innere der Küvette 4 strömen und die entstehende Druckdifferenz ausgleichen. Dies ist nicht mehr möglich, nachdem die Füllhöhe der Immersionsflüssigkeit 5 in der Wanne 3 soweit angestiegen ist, dass diese den Spalt verschließt. Anstelle von Luft wird nun die Immersionsflüssigkeit 5 in das Innere der Küvette 4 gedrückt, um die Druckdifferenz auszugleichen. Die

Immersionsflüssigkeit 5 strömt so lange in das Innere der Küvette 4, bis der Druck ausgeglichen ist. Dies ist der Fall, wenn die Füllhöhe 21a der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 gleich der Füllhöhe 21 b der Immersionsflüssigkeit 5 im Flüssigkeitsreservoir 20 ist.

Zum Absenken der Füllhöhe 21a der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 wird das Flüssigkeitsreservoir 20 wieder abgesenkt. Der hydrostatische Druck der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 ist nun größer als der der Flüssigkeit im Reservoir 20, so dass die Immersionsflüssigkeit 5 aus der Küvette 4 in die Wanne 3 fließt. Nun nimmt das Volumen des Luftraum 22a oberhalb der Füllhöhe 2 a in der Küvette 4 zu, so dass der Druck des enthaltenen Gases abnimmt. Aufgrund der Verbindung über den ersten Schlauch 11a nimmt auch der Druck im Luftraum 22b im Flüssigkeitsreservoir 20 ab.

Immersionsflüssigkeit 5 wird nun aus der Wanne 3 über den zweiten Schlauch 11b zurück in das Flüssigkeitsreservoir 20 gedrückt, um dort den Druck auszugleichen. Um die benötigte Menge an Immersionsflüssigkeit in der Wanne 3zu reduzieren, ist in der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform ein Ring 48 in die Wanne 3 eingesetzt worden. In weiteren Ausführungsformen kann auch eine entsprechend kleinere Wanne verwendet werden. Des Weiteren ist es denkbar, an den Verbindungsschläuchen 11a und 11b jeweils Ventile einzusetzen und diese nach Erreichen der gewünschten Füllhöhe 21a zu schließen, so dass sich Druckschwankungen im Flüssigkeitsreservoir 20, beispielsweise aufgrund einer Temperaturänderung, nicht auf die Füllhöhe 21a auswirken können.

Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einem Flüssigkeitsreservoir und einer in zwei konzentrische Bereiche unterteilten Wanne. In Figur 9 ist eine Probe 1 dargestellt, die für die Untersuchung auf dem

bewegbaren Schaft 2 befestigt wurde. Um die Anordnung der Probe zu

vereinfachen ist an der Oberseite 24 des bewegbaren Schafts 2 eine Vertiefung vorgesehen, in die die Probe eingesetzt werden kann. Zum Fixieren der Probe 1 kann beispielsweise ein transparenter Kleber verwendet werden. Der bewegbare Schaft 2 ist an seinem unteren Ende in den Boden der Wanne 3 eingelassen und mit dieser starr Verbunden. In der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform ist der bewegbare Schaft 2 als Lichtleiter 17 ausgeführt und ermöglicht auch von unten einen optischen Zugang zur Probe 1. Die Wanne 3 ist auf einem Drehteller 50 platziert, der eine Rotation um die vertikale Achse 16, die hier mit der Achse des Schafts 2 zusammenfällt, ermöglicht. Die Verbindung zwischen dem Drehteller 50 und der Wanne 3 ist als Formschluss oder eine andere lösbare Verbindung ausgeführt, so dass die Wanne 3 mitsamt dem bewegbaren Schaft 2 leicht entnommen werden kann. Die Wanne 3 ist über einen Ring 26, der gegen den Boden der Wanne 3 abgedichtet ist, in zwei konzentrische Bereiche unterteilt.

Zur Erzeugung einer Druckdifferenz, über die Immersionsflüssigkeit 5 in das Innere der Küvette 4 gedrückt werden kann, ist wie in der Ausführungsform der Figur 8 ein höhenverstellbares Flüssigkeitsreservoir 20 vorgesehen. Das

Einstellen der Füllhöhe 21a der Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 erfolgt ebenfalls wie zur Figur 8 beschrieben, jedoch gelangt die

Immersionsflüssigkeit 5 nur in den inneren konzentrischen Bereich der Wanne 3.

Der äußere konzentrische Bereich der Wanne 3 wird mit einer zweiten Flüssigkeit 25 gefüllt, die bevorzugt antiseptische Eigenschaften aufweist. Um das Innere der Küvette 4 von der Umgebung abzuschirmen, weist der Adapter 46 eine

ringförmige Schürze 66 auf, die im abgesenkten Zustand des Adapters 46 in den äußeren konzentrischen Bereich der Wanne 3 eingreift und in die darin befindliche antiseptische Flüssigkeit 25 eintaucht. Die Immersionsflüssigkeit 5 ist nun von der Umgebung vollständig abgeschlossen.

Der Abschluss der Immersionsflüssigkeit 5 von der Umgebung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mit Hilfe der Vorrichtung lebende Proben, wie

beispielsweise Embryonen von Zebrafischen, untersucht werden sollen. Die Immersionsflüssigkeit 5 dient in diesem Fall gleichzeitig als Inkubationsflüssigkeit für die Probe 1 und darf nicht durch Keime aus der Umgebung verunreinigt werden.

Figur 10 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einer ringförmig ausgeführten Wanne.

Figur 10 zeigt eine Probe 1 die an der Oberseite 24 eines bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Probe 1 am bewegbaren Schaft 2 kann beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform nach oben hin offen ist und ringförmig ausgeführt ist. Der bewegbare Schaft 2 verläuft durch den freien Bereich der ringförmigen Wanne 3 und ist nicht mit der Wanne 3 verbunden. An dem bewegbaren Schaft 2 ist eine Schürze 52 in Form eines umgedrehten, nach unten geöffneten Bechers

angeordnet, die in die ringförmige Wanne 3 eingreift. Der Schaft 2 ist über das Lager 8 in einer Halterung 43 drehbar aufgenommen. Vor dem Durchführen einer optischen Untersuchung an der Probe 1 wird, wie beispielsweise zur Ausführungsform der Figur 1 bereits beschrieben, eine Küvette 4 über den Schaft 2 gestülpt. Das Einstellen der Füllhöhe 21 der

Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 erfolgt ebenfalls wie

beispielsweise zur Figur 1 beschrieben.

Für das Durchführen der optischen Untersuchung ist in der in der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform ein Objektiv 7 außerhalb der Küvette 4 horizontal auf die Probe 1 ausgerichtet angeordnet. Das Objektiv 7 kann, da es nicht mit der Probe 1 gekoppelt ist, relativ zu dieser frei bewegt werden. Je nach verwendeter Untersuchungsmethode können auch weitere optische Komponenten um die Küvette 4 herum angeordnet werden. Die Probe 1 kann während der

Untersuchung durch Rotieren des Schafts 2 im Lager 8 um die Vertikale Achse 16, die hier mit der Achse des Schafts 2 zusammenfällt, rotiert werden. Figur 11 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von

Proben in einer Flüssigkeit mit einem neigbareren und höhenverstellbaren Schaft.

Figur 11 zeigt eine Probe 1 die an der Oberseite 24 eines bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Probe 1 am bewegbaren Schaft 2 kann

beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur dargestellten Ausführungsform als nach oben hin offener Becher ausgeführt ist und mit dem Schaft 2 starr verbunden ist. Der Schaft 2 und die Wanne 3 sind auf einer

Höhenverstelleinheit 53 angeordnet, so dass der bewegbare Schaft 2 vertikal verschoben werden kann. Die Höhenverstelleinheit 53 umfasst in der dargestellten Ausführungsform ein Innengewinde, welches in ein Außengewinde an einer sphärischen Lagerung 29 eingreift. Durch Drehen der Höhenverstelleinheit 53 kann deren Position relativ zur sphärischen Lagerung 29 eingestellt werden.

Die sphärische Lagerung 29 ist wiederum drehbar über das Lager 8 in einem Lagerblock 43 aufgenommen. Der Neigungswinkel des bewegbaren Schafts 2 wird in der dargestellten Ausführungsform über eine Justageschraube 31 eingestellt, die gegen den bewegbaren Schaft 2 drückt. In weiteren Ausführungsformen der Vorrichtung kann eine weitere Justageschraube

angeordnet werden, um eine Neigung des bewegbaren Schafts 2 in beliebiger Richtung zu ermöglichen. Vor dem Durchführen einer optischen Untersuchung an der Probe 1 wird, wie beispielsweise zur Ausführungsform der Figur 1 bereits beschrieben, eine Küvette 4 über den Schaft 2 gestülpt. Das Einstellen der Füllhöhe 21 der

Immersionsflüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 erfolgt ebenfalls wie

beispielsweise zu Figur 1 beschrieben.

Für das Durchführen der optischen Untersuchung ist ähnlich wie in der in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ein Objektiv 7 in die Wandung der Küvette 4 eingelassen und horizontal auf die Probe 1 ausgerichtet. Das Objektiv 7 ist gegenüber der Wandung der Küvette 4 abgedichtet, beispielsweise mit einer Elastomerdichtung, oder das Objektiv 7 ist in die Wandung eingeklebt.

Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit, bei der eine Spritze zur Erzeugung einer

Druckdifferenz verwendet wird.

Figur 12 zeigt eine Probe 1 die an der Oberseite 24 eines bewegbaren Schafts 2 befestigt ist. Die Befestigung der Probe 1 am bewegbaren Schaft 2 kann

beispielsweise durch Kleben mit einem optisch transparenten Kleber erfolgen. Weitere Befestigungsmöglichkeiten wie z.B. Festklemmen sind ebenfalls denkbar. Der Schaft 2 ist von einer Wanne 3 umgeben, die in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform als nach oben hin offener Becher ausgeführt ist und mit dem Schaft 2 starr verbunden ist. Der Schaft 2 und die Wanne 3 sind über das Lager 8 in einer Halterung 43 drehbar aufgenommen. Vor dem Durchführen einer optischen Untersuchung an der Probe 1 wird über den Schaft 2 eine Küvette 4 gestülpt, so dass zwischen der Unterseite der Küvette 4 und dem Boden der Wanne 3 ein Spalt verbleibt. Die Küvette 3 weist einen Deckel 6 auf, an dem ein Schlauch 11 in das Innere der Küvette 4 mündet. Der Schlauch 1 ist über ein 3-Wegeventil 54 mit einer Spritze 55 verbunden. Der dritte

Anschluss des 3-Wegeventils ist offen.

In der in Figur 12 dargestellten Situation wurde die Wanne 3 mit einer

Immersionsflüssigkeit 5 gefüllt und anschließend der Druck innerhalb der Küvette 4 gegenüber dem Druck außerhalb der Küvette 4 durch Zurückziehen des Kolbens 55a der Spritze 55 abgesenkt, so dass die Immersionsflüssigkeit 5 in das Innere der Küvette 4 gedrückt wird und die Probe 1 vollständig umgibt. Während des Füllens der Küvette 4 war das 3-Wegeventil 54 so eingestellt, dass eine

durchgängige Verbindung zwischen der Spritze 55 und dem Inneren der Küvette 4 bestand. Nach dem Beenden der Untersuchung wird das 3-Wegeventil

umgeschaltet, so dass das Innere der Küvette 4 nun mit dem offenen Anschluss des 3-Wegeventils 54 verbunden ist. Nun kann Luft von außen in das Innere der Küvette 4 einströmen und die Immersionsflüssigkeit 5 fließt zurück in die Wanne 3. Für das Durchführen der optischen Untersuchung ist in der in der in Figur 12 dargestellten Ausführungsform ein Objektiv 7 außerhalb der Küvette 4 horizontal auf die Probe 1 ausgerichtet angeordnet. Das Objektiv 7 kann, da es nicht mit der Probe 1 gekoppelt ist, relativ zu dieser frei bewegt werden. Je nach verwendeter Untersuchungsmethode können auch weitere optische Komponenten um die Küvette 4 herum angeordnet werden. Die Probe 1 kann während der

Untersuchung durch Rotieren des Schafts 2 im Lager 8 um die Vertikale Achse 16, die hier mit der Achse des Schafts 2 zusammenfällt, rotiert werden.

Figur 13 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von

Proben in einer Flüssigkeit mit einem zusätzlichen optischen Zugang von oben.

Die in Figur 13 gezeigte Vorrichtung entspricht im Wesentlichen der bereits zur Figur 1 beschriebenen Anordnung, die in Figur 13 dargestellte Ausführungsform umfasst jedoch zusätzliche optische Komponenten und die Küvette 4 weist einen Deckel 58 mit eingelassenem optischen Fenster 60 auf. Der Anschluss für den Schlauch 11 ist beim Deckel 58 seitlich ausgeführt und mündet direkt unterhalb des Fensters 60 in das Innere. Der bewegbare Schaft 2 ist als Lichtleiter 17 ausgeführt. Unterhalb der Probe 1 ist am Schaft 2 ein gekrümmter Spiegel 59 angeordnet.

Über den Schlauch 11 ist das Innere der Küvette 4 mit Mitteln zum Erzeugen einer Druckdifferenz verbunden. In der in der Figur 13 dargestellten Situation wurde bereits durch einen Unterdruck Immersionsflüssigkeit 5 aus der Wanne 3 in das Innere der Küvette 4 gedrückt, so dass diese vollständig gefüllt ist.

An der rechten Seite der Küvette 4 ist über eine Halterung 56 ein Objektiv 7 angeordnet und stellt einen horizontalen optischen Zugang zur Probe 1 dar. Das Objektiv 7 kann an die Küvette 4 z.B. über einen Luftspalt, mittels

Immersionsflüssigkeit oder durch Verkitten optisch angekoppelt werden. Für eine Positionierung des Objektivs 7 relativ zur Probe 1 kann beispielsweise die Küvette 4 zusammen mit dem Objektiv 7 horizontal verschoben werden. Da die Küvette 4 von der Probe mechanisch entkoppelt ist, ist auch eine Bewegung der Probe 1 während einer optischen Untersuchung durch Bewegen des Schafts 2 möglich. Dabei eventuell auftretende Vibrationen können sich nicht auf das Objektiv 7 übertragen, so dass eine Störung der Messung ausgeschlossen werden kann.

Einen weiteren optischen Zugang zur Probe 1 stellt das Fenster 60 im Deckel 58 dar. Licht kann ausgehend von der Probe 1 durch die Immersionsflüssigkeit 5, die den Innenraum der Küvette 4 ausfüllt, zum Fenster 60 geleitet werden. In dem in Figur 13 dargestellten Beispiel wird das Licht über eine Sammellinse 57

eingefangen und einer Detektionseinheit zugeführt. Um die Menge an

eingesammeltem Licht zu erhöhen, ist die Innenwand der Küvette 4 in den

Bereichen, die nicht an das Objektiv 7 angrenzen, verspiegelt. Von der Probe in die obere Richtung, jedoch nicht direkt in Richtung des Fensters 60 emittiertes Licht kann so durch Reflexion an den Küvettenwänden ebenfalls die Sammellinse 57 erreichen. Anstelle einer teilweisen Verspiegelung der Küvettenwände kann auch eine Totalreflexion des Lichts an den Außenwänden der Küvette 4

ausgenutzt werden. Nach unten emittiertes Licht kann über den gekrümmten Spiegel 59, der am bewegbaren Schaft 2 unterhalb der Probe 1 angeordnet ist, ebenfalls in Richtung des Fensters 60 geleitet werden.

Zudem ist es möglich, das von der Probe 1 nach unten emittierte Licht auch über den als Lichtleiter 17 ausgeführten bewegbaren Schaft 2 nach außen zu leiten und einer Detektionsoptik zuzuführen. Gegebenenfalls kann dabei zwischen der Probe 1 und dem Lichtleiter 17 eine Sammeloptik eingesetzt werden.

Figur 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Untersuchung von Proben in einer Flüssigkeit mit einem Gehäuse und einem höhenverstellbaren Flüssigkeitsreservoir.

Die in Figur 14 dargestellte Vorrichtung entspricht im Wesentlichen der

Ausführungsform der Figur 5, jedoch wird hier als Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz ein höhenverstellbares Flüssigkeitsreservoir 20 verwendet. Der Schlauch 11 verbindet das Flüssigkeitsreservoir 20 mit der Wanne 3. An einer Seite mündet der Schlauch 11 an der Unterseite in das Flüssigkeitsreservoir 20. An seiner anderen Seite mündet der Schlauch 11 in die Wanne 3, wobei die Mündung auf gleicher Höhe oder unterhalb der Unterkante der Küvette 4 liegt. Sowohl das Flüssigkeitsreservoir 20 als auch die Küvette 4 sind in dieser Ausführungsform nach oben hin offen ausgestaltet.

Vor der Untersuchung der Probe sind das Reservoir 20, die Küvette 4 und die 5 Wanne 3 leer, das Gefäß 14 kann bereits gefüllt sein, um die maximal zulässige Füllhöhe 21a der Flüssigkeit in der Küvette 4 vorzugeben. Flüssigkeit 5 kann sowohl durch Einfüllen in die Küvette 4, als auch durch Einfüllen in das

höhenverstellbare Flüssigkeitsreservoir 20 in die Vorrichtung eingegeben werden. Die Flüssigkeit 5 fließt dabei zunächst in die Wanne 3. Solange die Füllhöhe der

I O Flüssigkeit 5 in der Wanne 3 die Unterkante die Küvette 4 noch nicht erreicht hat, kann Luft aus dem Inneren des Gehäuses 12 entweichen, es kommt nicht zu einer Druckerhöhung im Bereich außerhalb der Küvette 4. Nach Anstieg der Füllhöhe über die Unterkante der Küvette 4 kann keine Luft mehr aus dem Gehäuse 12 entweichen. Über den Schlauch 11 sind der hydrostatische Druck des

1 5 Flüssigkeitsreservoirs 20 und dar hydrostatische Druck im Inneren der Küvette 4 nun verbunden, so dass der hydrostatische Druck ausgeglichen wird und die jeweiligen Füllhöhen 21 a und 21b jeweils gleich sind. Durch Ändern der Höhe des Flüssigkeitsreservoirs 20 kann der hydrostatische Druck im Reservoir 20 verändert werden, wodurch auch die Füllhöhe 21a der Flüssigkeit 5 im Inneren der Küvette 4 0 beeinflusst werden kann. Wird das Reservoir 20 abgesenkt, so wird der

hydrostatische Druck im Flüssigkeitsreservoir 20 verringert. Zum Ausgleich strömt Flüssigkeit 5 aus der Küvette 4 über die Wanne 3 und den Schlauch 11 in das Reservoir 20, bis die jeweiligen Füllhöhen 21a und 21b und damit der

hydrostatische Druck wieder ausgeglichen sind. Umgekehrt kann durch Anheben 5 des Reservoirs 20 die Füllhöhe 21a im Inneren der Küvette 4 erhöht werden.

Die maximale Füllhöhe wird dabei, wie bereits zur Figur 5 beschrieben, durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule 65 im Gefäß 14 vorgegeben. Bei Überschreitung der maximalen vorgegebenen Füllhöhe beginnt die Füllhöhe der0 Flüssigkeit 5 auch außerhalb der Küvette 4 in der Wanne 3 anzusteigen, bis diese überläuft und Flüssigkeit in die Überlaufwanne 3 gelangt. Die Füllhöhe 21a im Inneren der Küvette 4 kann nicht weiter ansteigen und wird somit begrenzt.