发明领域
[0001] 本发明涉及一种用于使用显微镜对样品成像的显微镜物镜，其中，显微镜物镜被实施为用于在没有浸渍介质的情况下的显微镜检查的空气物镜，或者被实施为用于在具有油基浸渍介质的情况下的显微镜检查的油浸物镜，或者被实施为用于在具有
水基浸渍介质的情况下的显微镜检查的水浸物镜、或者被实施为用于在没有浸渍介质的情况下或在具有油基浸渍介质的情况下或在具有水基浸渍介质的情况下选择性地执行显微镜检查的多浸渍物镜。本发明进一步涉及一种包括这样的显微镜物镜的显微镜。
背景技术
[0002] 在显微镜检查中，浸渍物镜的使用提供了许多优点，所述优点最终源于物镜的可获得的更高的孔径。具有尽可能高但不超过样品盖玻片的折射率的浸渍介质使显微镜检查中的孔径最大化。取决于样品的类型使用不同的浸渍介质，包含用于水的有机替换介质，例如，卡尔·蔡司浸渍溶胶W(Carl Zeiss Immersol W)和浸渍溶胶G(Immersol G)。通常，浸渍介质在常温下是液体。水基浸渍介质被用于位于水性环境中的活细胞的显微镜检查。由于在那种情况下浸渍介质和样品介质的折射率非常相似，但是盖玻片通常具有不同的折射率，因此需要光学校正以避免当更深地穿透到样品中时的球面像差。然而，这种校正仅适用于特定盖玻片厚度和类型，这就是为什么水浸物镜通常具有校正机构，所述校正机构通过将物镜中的透镜或透镜组移位来校正形成校正的
基础的盖玻片厚度和类型的偏差。
[0003]
现有技术已经公开了用于确保显微镜物镜的前透镜用浸渍介质尽可能完全地润湿的各种方法。EP 1717628 A1和EP 2256535 A1公开了一种用于倒置显微镜物镜(即，从下方通过显微镜检查来检查样品的显微镜物镜)的机构。在透镜壳体的前侧边缘上设置了机构，所述机构防止放置在前透镜上的浸渍液滴在透镜壳体的前边缘上方流走。此外，提供了以目标方式向下排出浸渍液体的排出管。边缘的内部区域被配置成排斥设计显微镜时所针对的浸渍液体。周围的外部区域以完全相反的方式来配置，并且因此它将已经到达它的浸渍液体排出到外部。参考进一步的公开，JP 4603295讨论了防止物镜内部被浸渍液体污染的各种概念。其中描述的两种解决方案对应于前述EP文件的解决方案。在日本公开中描述的第三种解决方案在物镜上设置凹槽，所述凹槽防止过量的浸渍液体流入物镜中。此外，对于基于油浸的显微镜，JP 4603295提出了在透镜表面上的亲脂性涂层，所述亲脂性涂层被透镜表面的边缘上的疏脂性涂层包围。因此，在各种方法中，该现有技术考虑如何可以避免浸渍
液体污染物镜或者如何可以以目标方式排出过量的浸渍液体。
[0004] 然而，由其独立地产生的问题是，由对更高
分辨率的期望所驱动的浸渍液体的更大范围和显微镜物镜对特定浸渍介质的更大专业化，使得使用者更加难以避免物镜与错误的浸渍液体的不正确使用。通常，不正确使用本身表现为成像
质量不足。
发明内容
[0005] 因此，本发明基于确保显微镜检查中一致的高成像质量的目标。
[0006] 在独立
权利要求中定义了本发明。
从属权利要求定义了优选的配置。
[0007] 本发明规定显微镜物镜也是排斥浸渍介质的，特别是在其前透镜处，使得它排斥它不适合于其的所有浸渍介质。原则上，水基浸渍介质与油基浸渍介质之间存在区别。如果所述显微镜物镜被设计用于无浸渍装置的显微镜检查(所谓的空气物镜)，则所述前透镜既是疏水性的又是疏脂性的。被设计用于油浸的显微镜物镜是纯疏水性的；即它不排斥油基物质。用于水基显微镜检查的显微镜物镜设计是纯疏脂性的；即它不排斥水基浸渍介质。因此，使用者甚至不能够将不合适的浸渍介质施加到所述前透镜。所述浸渍介质总是从后者流走。因此，排除了在显微镜检查中使用错误的浸渍介质，并且确保了一致的高光学质量。特别地，可以不再发生的是，由于不正确使用浸渍介质和物镜的组合，客户对差的图像质量感到烦恼，或者空气物镜设置有油浸以试图改进分辨率。这还避免了对当水浸物镜已经与油浸一起使用时发生的清洁的需要。此外，物镜上的元件(举例来说，密封环等)通常仅被设计用于正确的浸渍液体，并且被错误的浸渍液体损坏。这也被避免了。
[0008] 不适合于相应显微镜物镜的浸渍液体必然流走。为了这个目的，优选使用涂层通过在透镜周边和透镜壳体上施加围绕所述前透镜的浸渍排斥层来产生用于排斥的浸渍介质的排出通道。借助于该层，使远离所述前透镜延伸的区域(field)在所述透镜周边和透镜壳体上是自由不受约束的。它限定了排出通道。在工艺中使用的浸渍介质排斥层可以与所述显微镜物镜的所述前透镜上的相同。然而，由于优选地根本没有浸渍介质应该粘附到物镜周边和物镜壳体，甚至没有可以可靠地施加到所述前透镜的所述浸渍介质，所以所述层优选地被配置为疏脂性且疏水性的，使得当怀疑时，甚至可准许的浸渍介质也可以流过所述排出通道。在所述排出通道的端部处提供用于排出的浸渍介质的容器是有利的。
[0009] 除了特别设计用于在没有浸渍介质的情况下或在具有油基或水基浸渍介质的情况下的显微镜检查的显微镜物镜之外，还存在可以在没有浸渍介质的情况下或在具有油基浸渍介质的情况下或在具有水基浸渍介质的情况下选择性地使用的所谓的多浸渍物镜。为这样的显微镜物镜提供了三个
盖子。第一盖子被设置成用于在没有浸渍介质的情况下的显微镜检查，并且它是疏脂性且疏水性的。第二盖子被设置成用于在水基浸渍介质的情况下的显微镜检查，并且它仅是疏脂性的。第三盖子被设置成用于在油基浸渍介质的情况下的显微镜检查，并且它仅是疏水性的。优选地，所述盖子仅可以特定的
角位置放置在所述显微镜物镜上，并且在围绕所述前透镜的所述边缘处具有排出通道。此外，所述物镜壳体是疏脂性且疏水性的，其中远离所述前透镜延伸的区域保持清洁。然后，这用作用于排斥的浸渍介质的排出通道，并且优选地同样在前述收集容器中终止。
[0010] 短语“仅疏水性”或“仅疏脂性”表示相应的其它类型的浸渍液体不被排斥。所述层的排斥性质经由
接触表面处的接触角来限定。在90°或更大的接触角情况下，层被称为排斥性的。术语“疏水性”和“疏脂性”包括举例来说大于110°的排斥角。在文献中，这样的性质也被称为超疏水性的或超疏脂性的。对应表面的排斥性质可以通过
表面处理获得。该处理可以是涂层。后者是优选的，并且在下文中仅以实例方式进行描述。然而，同样地，产生排斥性质的结构可以被引入到相应表面中，或者所述表面可以以另一种方式(例如，化学地)处理，以便获得所期望的排斥性质。基于来自文献的纳米颗粒或纳米结构，疏水性、疏脂性或者疏脂性且疏水性的(也称为全疏性)的涂层是已知的。以示例性方式参考出版物L.Yoa等人的“抗反射和自清洁技术的最新进展——从表面工程到功能表面(Recent progress in antireflection and self-cleaning technology-from surface engineering to functional surfaces)”(《材料科学进展61》(Progress in Materials Science61)，第94到143页，2014年)。所述涂层优选地具有在0.1nm与50μm之间的厚度。典型的厚度范围
覆盖在5nm与50nm之间的厚度。涂层优选地具有在365-900nm的
光谱范围内大于95％的透射率。所述涂层优选地具有自再生性质。由于这种性质，即
缺陷独立地填充，在没有外部
试剂的情况下，损坏消失，并且因此排斥性质在损坏的点处自身再生。这样的材料是已知的；它们具有固态材料的可移动元素，所述可移动元素扩散到所述缺陷，从而与产生所述缺陷的完整材料形成固体连接，并且借此填充后者。所述涂层优选地在从+5°到+70°的
温度范围内是耐久的。相同情形适用于从300nm到450nm的UV
辐射。
[0011] 本发明的开发要求，所述显微镜物镜本身和所述显微镜的部件(例如，物镜、
控制器、按钮、与其它模
块或结构的界面)也被密封以防止液体进入。特别地，在这种情况下，显微镜物镜与镜臂之间的界面在相反表面处具有疏脂性且疏水性(即全疏性)的
实施例。这防止了浸渍液体以及包埋介质、
营养液、缓冲液等渗透到所述镜臂与显微镜物镜之间的界面中并且通过毛细效应被吸入。
[0012] 错误类型的浸渍被排斥并且不能保留在所述物镜上。排出方向和液体流动通过可选地设置的排出通道清楚地
指定，并且优选地以定向方式延续到容器，然后在所述容器中处理所述液体。为了这个目的，所述显微镜中的所述物镜的倾斜可以被用于支持通过所述排出通道的定向排出。因此，本发明不仅防止使用错误的浸液，而且确保确定的处置，这特别是在使用者不必干预的情况下，在刺激性或毒性浸渍液体的情况下是有利的。此外，然后可以保护镜臂免受液体和潜在相关联损害。在研发中，在所述排出通道中设置液体
传感器，所述液体传感器检测(可能错误类型的)浸渍液体的排出，并且启动对所述物镜的附加清洁。所述启动可以通过显示提示使用者执行清洁的清洁
信号或者通过自动地执行清洁过程来实现。特别地，这样的清洁过程可以包括向所述物镜施加空气流、换镜旋座的旋转等。这确保在错误使用之后所述显微镜物镜上确实不保留任何残留物。
[0013] 排斥性显微镜物镜的另一个优点在于防止将浸渍液体和样品液体(营养介质、缓冲液、包埋介质)引入到物镜和镜臂的内部中。为了这个目的，在一个实施例中，物镜和镜臂之间的过渡部可以是排斥性的。在一个实施例中，所述疏脂性和疏水性实施例也形成在所述显微镜物镜和/或所述显微镜物镜的透镜周边的接头处，例如，在旋转环处，以便防止对所述显微镜的光学元件的污染。如果物镜插入到液体填充室中，则这是特别有利的。然后可以省去复杂的密封环。
[0014] 不言而喻，在不脱离本发明的范围的情况下，上文提到的特征和下文要解释的特征不仅可以以指定的组合使用，而且可以以其它组合使用或单独使用。
附图说明
[0015] 下文将参考附图，基于示例性实施例，更详细地解释本发明，附图同样公开了本发明的基本特征。这些示例性实施例仅用于说明，而不应被解释为限制性的。以实例方式，具有多个元件或部件的示例性实施例的描述不应被解释为所有这些元件或部件对于实现目的是必要的效应。相反，其它示例性实施例也可以含有替代元件和部件、更少的元件或部件或附加的元件或部件。除非另外指示，否则不同示例性实施例的元件或部件可以彼此组合。针对示例性实施例中的一个描述的
修改和变化也可以适用于其它示例性实施例。为了避免重复，在不同附图中的相同元件或相应元件由相同的附图标记标示，并且没有多次解释。在附图中：
[0016] 图1示出了倒置显微镜的示意性图示，
[0017] 图2示出了图1中的图示的放大细节，
[0018] 图3示出了图1的显微镜的物镜的顶侧，
[0019] 图4示出了物镜的平面视图，
[0020] 图5示出了图3的显微镜与图1的显微镜的镜臂之间的界面，并且
[0021] 图6示出了物镜的替代配置。
具体实施方式
[0022] 图1示意性地示出了显微镜1，显微镜1包括在镜臂3的基部中的换镜旋座2。另外，样品台4位于镜臂3处，样品5设置在样品台4上。照射装置6从上方照射样品5；保持在换镜旋座2中的物镜7对被照射的样品5成像。
[0023] 图2示出了物镜7与样品5之间的关系的放大视图，样品5由样品载体5a与位于其上的样品物质5b组成。
[0024] 物镜7包括前透镜8，取决于物镜7的配置，浸渍液体9被施加到其上。物镜7被设计用于特定的浸渍液体。也存在其中物镜7需要在没有浸渍的情况下使用的情况。然后，省去并且不必施加浸渍液体9。
[0025] 为了防止使用者的不正确操作，物镜7的前透镜8设置有涂层10，涂层10排斥设计物镜7时未针对的浸渍液体。在空气物镜的情况下，涂层是全疏性的。在油浸物镜的情况下，它是疏水性的；在水浸物镜的情况下，它是疏脂性的。空气物镜7在图3中示出为实施例；涂层是全疏性的。这通过交叉影线显现。在所图示的实施例中，涂层不仅在前透镜8上方延伸，而且沿着透镜壳体向下延伸。这是可选的。此外，涂层可选地使排出通道11自由，其中显微镜物镜的前侧的壳体和边缘没有被涂覆。由于涂层的这种缺少，被涂层10排斥的错误施加的浸渍液体向下流动穿过排出通道11。排出通道11在接收不想要的液体的容器12中终止。
[0026] 图3绘出了检测浸渍液体是否通过排出通道11排出的可选的浸渍液体传感器13。在空气物镜的情况下，传感器13对任何浸渍液体的存在做出响应就足够了。它对应的信号供应给控制器，举例来说，显微镜1中的控制器C。这后续接着是需要清洁透镜或启动自动清洁过程的指示。这可以包括在其上吹送压缩空气或者通过换镜旋座2将物镜枢转到特
定位置中。自动清洁过程对于本领域技术人员来说是已知的。在这种情况下，一旦传感器13检测到浸渍液体已经被用在空气物镜7上，就可以使用所述自动清洁过程。如果物镜7是浸渍物镜，则传感器13被实施为确证浸渍液体的类型。如果其检测到不适合于物镜7的浸渍液体，则所述传感器同样启动已经描述的措施。
[0027] 在这种情况下针对油浸物镜的情况，图4示出了物镜的前侧的平面视图。涂层10覆盖前透镜8，前透镜8仅以虚线绘出。它是疏水性的，这通过从左下到右上的斜影线来显现。相比之下，透镜壳体的边缘设置有层14。因此，被涂层10排斥的错误的浸渍液体和在这种情况下将可准许的油基浸渍液体两者都不可以覆盖具有层14的表面。相比之下，排出通道11根本没有被涂覆，并且因此正确和不正确的浸渍液体两者都可以通过排出通道11流到容器
12。
[0028] 图5示意性地示出了换镜旋座2与物镜7之间的界面14。界面15举例来说是
螺纹或卡口
锁。它同样在两侧上设置有全疏性层14。全疏性层的优点在于没有浸渍液体可以通过毛细
力被吸入界面15中。因此，特别地，对于物镜固有地可准许的浸渍液体也不会被吸入。通常，界面可以位于镜臂的部分之间、物镜的部分之间、物镜与镜臂之间、附件与镜臂之间、物镜与附件之间和/或样品室/样品载体与物镜之间。
[0029] 图6示出了在多浸渍物镜的情况下的配置，所述多浸渍物镜可以取决于要求而在不同的浸渍的情况下使用。这里，提供了包括涂层10并且设置在前透镜8上的盖子16。关于其涂层10，针对特定的浸渍性质设计盖子16。在所图示的示例性实施例中，所述盖子被设计用于在没有浸渍液体的情况下的显微镜检查，如从交叉影线可以看到的。在油浸或水浸显微镜检查的情况下，盖子将设置有疏水性或疏脂性涂层10。物镜的边缘(即护套或透镜壳体)设置有全疏性层14，全疏性层14又使通向容器12的排出通道11自由。因为为显微镜物镜7提供了三种类型的盖子16，所以全疏性涂层是必要的。如所图示，第一盖子16具有全疏性涂层，并且用于将显微镜物镜用作空气物镜。第二盖子具有疏脂性涂层，并且用作水浸物镜。第三盖子具有疏水性涂层，并且当使用多浸渍物镜时用作油浸物镜。
[0030] 在具有排出通道11(排出通道11本身是可选的)的配置中，盖子16装备有机构(例如，凸
耳17)，所述机构与物镜7的护套上的对应
配对物18一起确保盖子16被放置在特定的旋转位置中，使得在显微镜物镜护套上未设置有层14的区域与其中盖子未设置有涂层10的区域连续。因此，排出通道是连续的。取决于盖子的边缘涂层的配置，可以省去该特征。
