KOPP SOPHIA-KATHARINA (DE)
SCHEPS ALEXANDER (DE)
WO2014075167A1 | 2014-05-22 |
DE3307810A1 | 1983-09-15 | |||
DE2533316A1 | 1976-09-09 | |||
US5505709A | 1996-04-09 | |||
DE102015200927A1 | 2016-07-21 | |||
US20060291041A1 | 2006-12-28 | |||
AT318948B | 1974-11-25 | |||
DE102006042499A1 | 2008-03-27 | |||
DE10333326A1 | 2005-03-03 | |||
DE10123027B4 | 2005-07-21 | |||
US20060238885A1 | 2006-10-26 | |||
US20050022731A1 | 2005-02-03 | |||
DE102015200927A1 | 2016-07-21 |
Schutzansprüche Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums zwischen dem Objektträger (13) und dem Objektiv (12) eines Mikroskops, bestehend aus mindestens einer, mit einer Düse (10,15,15,16) versehenen Spritzeinrichtung, die mit einer Pumpe zur Erzeugung des Immersionsmittelstrahls über eine Schlauch (6,18,19,20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die immersionsmedienberührenden Komponenten aus austauschbaren Einwegmaterialien (2,5,6,10,14,15,16,18,19,20) bestehen. Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe als Spritzenpumpe ausgeführt ist. Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nac Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzeinrichtung auf der Rotationsachse des Objektivrevolvers (9) statisch zum Stativ angebracht i Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dynamikparameter der Spritzenpumpe kurze und/oder schnelle Impulse zulassen. Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nach den Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, dass alternativ zur Pumpe ein Druckbehälter sowie Ventile zur Steuerung des Immersionsmediumzuflusses vorhanden sind. Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen der Spritzeinrichtung zwischen der Spritze (2), dem Schlauch (6,18,19,20), der das Immersionsmedium zur Düse (10,14,15,16) führt und der Düse (10,14,15,16) als aus der Medizin- oder Dosiertechnik üblichen "Luer- Lock-Verbindungen" (5) ausgebildet sind. Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen der Spritzeinrichtung zwischen der Spritze (2), dem Schlauch (6,18,19,20), der das Immersionsmedium zur Düse (10,14,15,16) führt und der Düse (10,14,15,16) als Steck- oder Schraubverbindungen ausgebildet sind. Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung des Schlauches (6,18,19,20), der das Immersionsmedium zur Düse (10,14,15,16) führt dem Ob ektivrevolver (9) zugeordnet ist, so dass immer der notwendige, gleiche Abstand zu den in z- Richtung verfahrenden Objektiven (12) eingehalten wird. Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums nach den Ansprüchen 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Halterung des Schlauches (6,18,19,20) an der Unterseite des Mikroskoptisches mindestens eine Klemm¬ oder eine Clip- Verbindung befestigt ist. |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums zwischen dem Probenträger und dem Objektiv eines Mikroskops, bestehend aus mindestens einer, mit einer Düse versehenen Spritzeinrichtung, die mit einer Pumpe zur Erzeugung des Immersionsmittelstrahls über einen Schlauch verbunden ist.
Immersionsmedium wird immer dann verwendet wenn besonders hochwertige und hochauflösende Objektive verwendet werden, die zur Optimierung ihrer Abbildungseigenschaften ein Medium mit definiertem, beispielsweise an den verwendeten Probenträger angepassten, Brechungsindex benötigen. Insbesondere beim inversen Mikroskop, wo sehr wenig Bauraum zur manuellen
Handhabung des Immersionsmediums zur Verfügung steht, muss in der Regel zum Immergieren die Probe entnommen werden, weil ansonsten kein Zugang zum "Immersionsraum" möglich ist. Dieses Problem verschärft sich zusätzlich wenn das Mikroskopsystem über eine Inkubation des Probenraumes verfügt, oder es sich um ein geschlossenes Box-Mikroskop handelt. Dann ist der
Immersionsbereich nicht mehr für den Benutzer zugänglich.
Da die gängigen weiteren Immersionsmedien eine höhere
Viskosität als beispielsweise Wasser besitzen, sind die
Einrichtungen zur Zufuhr von Wasser als Immersionsmedium nicht auf die Zufuhr von anderen Immersionsmedien zu übertragen, da sie in der Regel nicht in der Lage sind, hochviskose Medien, wie beispielsweise Öl, ausreichend dynamisch zu fördern.
Bekannte Verfahren zur automatischen Immersion verwenden entweder Kapillaren im Objektiv, oder Dosiervorrichtungen direkt zur Frontlinse des Obj ektivs, um den Zwischenraum zwischen Probenträger und Objektiv mit Immersionsmedium zu befüllen .
In DE 10 2006 042 499 AI oder DE 103 33 326 AI werden Lösungen beschrieben, bei denen ein spezielles Objektiv verwendet werden muss, oder aber zumindest Modifikationen am Objektiv vorgenommen werden müssen, um es für eine automatische
Immersion tauglich zu machen. Es muss in der Regel ein neues Objektiv oder zumindest ein Objektivaufsatz verwendet werden.
DE 101 23 027 B4 zeigt eine Dosiervorrichtung in die Nähe oder sogar über die Frontlinse eines Objektives, um das
Immersionsmedium aufzubringen. Da die Arbeitsabstände, also der Spalt zwischen Objektiv und Probenträger, insbesondere bei Immersionsobjektiven eher gering ausfallen, muss das Objektiv aus der Arbeitsposition abgesenkt werden, so dass die
parfokale Ebene verlassen wird. Diese muss dann im Anschluss an das Immergieren neu angefahren werden, was zu Abweichungen in der Fokusposition führen kann. Ein kontinuierliches
Arbeiten ist also nicht möglich. Außerdem benötigt ein solcher Vorgang zusätzliche Zeit über das Aufbringen des
Immersionsmediums hinaus, was wiederum zu Problemen in
zeitkritischen Applikationen oder zeitgesteuerten Experimenten führt .
Bei dieser Variante wird das Medium mittels einer Kanüle in unmittelbarer Nähe der Mikroskopfrontlinse aufgebracht.
US 2006238885A sowie US 2005022731 beschreiben Varianten, bei denen beim Herunterfahren des Objektivs eine Kanüle über die Frontlinse geschwenkt wird. Nachteilig dabei ist, dass kein kontinuierliches Arbeiten möglich ist. Zum anderen entsteht hierbei eine erhöhte Kollisionsgefahr.
In DE 10 2015 200 927 AI wird eine Vorrichtung zur Ausbildung eines Immersionsmittelfilms zwischen dem Probenträger und dem Objektiv eines Mikroskops beschrieben, bei der ein
Autoimmersionsmodul zur Zuführung des Immersionsmittels aus einem Immersionsmittelreservoir auf einen Auftreffort am
Probenträger oder am Verfahrtisch, bestehend aus einer, mit einer Düse versehenen, Spritzeinrichtung, die mit einer Pumpe zur Erzeugung eines Immersionsmittelstrahls verbunden ist, verwendet wird.
Bei dieser Lösung wird ohne eine mechanische Veränderung des verwendeten Objektivs ein verbessertes Handling und ein kontinuierliches Arbeiten mit verschiedenen Objektiven
möglich .
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, dass der Aufwand beim Wechseln auf verschiedene Immersionsmedien oder das Nachfüllen der Immersionsmedien relativ hoch ist.
Die bekannten zur Förderung des Immersionsmediums verwendeten Pumpen erzeugen bei hoher Viskosität des Immersionsmittels gegenüber Wasser nicht genügend Druck und Dynamik, um eine Luftstrecke zu überwinden
Ausgehend von den Nachteilen der Lösungen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zum Aufbringen eines Immersionsmediums zwischen dem Objektträger und dem Objektiv eines Mikroskops mit Hilfe einer Spritzvorrichtung dahingehend weiter zu bilden, dass ein verbessertes Handling und ein kontinuierliches Arbeiten mit verschiedenen Immersionsmedien möglich ist.
Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.
Erfindungsgemäß ist die Pumpe beispielsweise als
Spritzenpumpe, wie man sie aus dem medizinischen Bereich kennt, ausgebildet. Die hier im Rahmen der Erfindung
verwendeten Pumpen besitzen aber höhere Dynamikparameter, die auch kurze schnelle Impulse zulassen.
Bedingt durch die Verwendung von Spritzenpumpen können alle medienberührenden Komponenten kostengünstig durch
Einwegmaterialien aus dem Medizin-, Pharma- und Chemiebereich abgedeckt werden.
Auf Grund der Verwendung von Einwegmaterialien ist man
unabhängig von aufwendig zu fertigenden Spezialteilen, die anfällig gegen Verschmutzungen aller Art sind. Die
Einwegmaterialien sind kostengünstig und können bei Bedarf jederzeit ausgetauscht werden, so dass Verschmutzung, wie beispielsweise durch "Verharzen" des Immersionsmediums und Verschleiß sekundär sind, da die verwendeten Komponenten nicht, wie bisher sehr aufwendig, gereinigt werden müssen.
Darüber hinaus ist ein Wechsel des Immersionsmediums jederzeit durch den Austausch der medienberührenden Teile möglich.
Der einfache Wechsel der Komponenten ermöglicht dem Anwender auch ohne Verwendung eines optional nutzbaren Mehrfachkopfes einen einfachen Wechsel zwischen verschieden Immersionsmedien, wenn dieser beispielsweise nur gelegentlich erforderlich ist.
Alternativ kann das Mikroskopsystem aufgrund des geringen benötigten Bauraums der Einwegmaterialien auch mit
Vorrichtungen zur Verwendung von zwei oder mehreren
Immersionsmedien parallel ausgerüstet werden. Zum Austausch der Einwegmaterialien oder zum Wechsel des
Immersionsmediums an einem Einfach-Immersionsgerät könnte der Anwender dann einfach die Düse aus dem Kopf entnehmen, den
Schlauch aus seiner Halterung lösen und die Spritze aus der Pumpe entnehmen, ohne dass dazu das Immersionssystem entleert oder geöffnet werden muss. Das neue oder zweite
Immersionssystem kann dann entsprechend rückwärts wieder montiert werden. Bei einem Mehrfach-Immersionsgerät kann analog verfahren werden.
Auf gleichem Weg kann das Nachfüllen eines verbrauchten
Immersionsmediums erfolgen. Hierbei besteht dann noch die Wahl, ein neues, bereits gefülltes Immersionssystem einzulegen oder das bereits verwendete neu zu befüllen. Zum Nachfüllen kann einfach von Hand mit der entnommenen Spritze das
restliche im Schlauch befindliche Immersionsmedium in die Spritze zurückgezogen werden, bis dieser leer ist. Dann wird die Schnittstelle an der Spritze getrennt und neues
Immersionsmedium kann in die Spritze aufgezogen werden. Im Anschluss muss noch die Schnittstelle an der Spritze wieder verbunden und die Luft aus dem System gedrückt werden. Dann lässt sich das Immersionssystem wieder einsetzen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist die
Spritzeinrichtung auf der Rotationsachse des Ob ektivrevolvers statisch zum Stativ angebracht ist, so dass seine Ausrichtung immer ideal zur optischen Achse beibehalten und auch beim Wechsel der Komponenten nicht dejustiert wird.
Alternativ zur Verwendung einer Spritzenpumpe kann hier auch mit einem Druckbehälter mit schaltbaren Ventilen zur Steuerung des Immersionsmediumzuflusses gearbeitet werden. Wichtig dabei ist die passende Kombination aus Druck, Volumen und
Düsendurchmesser . Vorteilhafterweise sind die Schnittstellen der
Spritzeinrichtung zwischen der Spritze, dem Schlauch, der das Immersionsmedium zur Düse führt und der Düse als aus der
Medizin- oder Dosiertechnik üblichen "Luer-Lock-Verbindungen" ausgebildet. Es sind aber auch andere, allgemein bekannte Varianten von leicht zu bedienenden Steck- oder
Schraubverbindungen, vorstellbar .
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Halterung des Schlauches, der das Immersionsmedium zur Düse führt, dem Ob ektivrevolver zugeordnet ist und dadurch immer den notwendigen, gleichen Abstand zu den in z-Richtung verfahrenden Objektiven einhält und über mindestens eine Klemm- oder eine Clip- Verbindung befestigt ist, die auch bei einem montierten Mikroskoptisch leicht zu befestigen und wieder zu lösen sind. Anderenfalls wäre eine Demontage des Mikroskoptisches notwendig, was den Wechsel des Immersionsmediums sehr aufwendig macht.
Eine solche Befestigung des Schlauches ermöglicht eine
Schlauchführung, die jederzeit auch eine Rotation des
Objektivrevolvers ermöglicht, ohne Gefahr zu laufen, dass der Schlauch bei Rotation des Objektivrevolvers an einem der
Objektive hängen bleibt.
Zum Zwecke der Halterung des Schlauches an der Unterseite des Mikroskoptisches ist vorteilhafterweise mindestens eine Klemm ¬ oder eine Clip- Verbindung befestigt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen:
Figur 1: Eine schematische Darstellung der
Spritzenpumpeneinrichtung,
Figur 2: eine schematische Darstellung der befestigten
Spritzeinrichtung, Figur 3: eine schematische Darstellung der Düsenanordnung und
Figur 4: eine schematische Darstellung der Spritzeinrichtung mit drei Düsen (Mehrfachkopf) .
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Spritzenpumpeneinrichtung, bestehend aus einem Grundköper 1 zur Aufnahme einer
Einwegspitze 2, die in einem Basisteil 3 durch zwei
Spannschrauben 4 lagefixiert ist. Über eine "Luer-Lock- Verbindung" 5 erfolgt die Ankopplung eines Schlauches 6 zum Transport des sich in der Einwegspritze 2 befindlichen, nicht näher dargestellten, Immersionsmediums.
Zur Betätigung des beweglichen Teiles 7 der Einwegspritze 2 befindet sich auf dem Grundkörper 1 zusätzlich ein in x- Richtung beweglicher Druckkörper 8.
In Figur 2 ist die Anordnung der Düse 10 auf der Drehachse eines Ob ektivrevolvers 9 zu sehen, wobei die Düse 10 auf die Ob ektivfront 11 eines Objektivs 12 gerichtet ist.
In Analogie zur Darstellung nach Figur 1 ist der Schlauch 6 zum Transport des Immersionsmediums über die "Luer-Lock- Verbindung" 5 mit der Düse 10 verbunden.
Figur 3 zeigt Schematisch die Anordnung der Düse 10 zum
Einbringen des Immersionsmediums zwischen die Objektivfront des Objektivs 12 und einem Objektträger 13.
In Figur 4 sind die Düsen 14, 15 und 16, angeordnet in Form eines Mehrfachkopfes 17, zu sehen. Der Mehrfachkopf 17 befindet sich in Analogie zur Düsenanordnung nach Figur 2 in der Rotationsachse des Objektivrevolvers 9. Bezugszeichenliste Grundkörper
Spritze (Einwegmaterial ) Basisteil
Spannschraube
"Luer-Lock-Verbindung"
,18,19,20 Schlauch Stempel zur Einwegspritze (bewegliches Teil) Druckkörper
Ob ektivrevolver
0 ,14,15,16 Düse
1 Objektivfront
2 Objektiv
3 Objektträger 7 Mehrfachkopf
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