DE102014107934A1 - A method of microscopically imaging samples on soils of fluid-filled pots of a microtiter plate - Google Patents
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Abstract
Es wird beschrieben ein Verfahren zur mikroskopischen Abbildung von Proben (14), die in einer Mikrotiterplatte (11), welche eine Vielzahl von mit Fluid (4) befüllten Töpfchen (1) aufweist, an Böden (3) der Töpfchen (1) anhaften, wobei die Töpfchen (1) nacheinander von einer den Böden (3) gegenüberliegenden Oberseite her aus einer Durchlichtbeleuchtungsquelle (16) längs einer optischen Achse (OA) mit Beleuchtungsstrahlung (2) beleuchtet und die derart von der Oberseite beleuchteten Böden (3) der Töpfchen (1) von der Unterseite (15) her einzeln vergrößernd abgebildet werden, wobei zur Verbesserung einer Randausleuchtung des Bodens (3) bei jedem beleuchteten Töpfchen (1) zwischen dem Töpfchen (1) und der Durchlichtbeleuchtungsquelle (16) ein Homogenisierungselement (7) angeordnet wird, das von der Durchlichtbeleuchtungsquelle (16) beleuchtet wird, für die Beleuchtungsstrahlung (2) transparent ist, und einen in das Töpfchen (1) und dort in das Fluid (4) eintauchenden Teil (7a) aufweist, welcher eine im Fluid (4) liegende Stirnfläche (8) hat.A method is described for the microscopic imaging of samples (14) which adhere to trays (3) of the pots (1) in a microtiter plate (11) which has a multiplicity of pots (1) filled with fluid (4), wherein the pots (1) successively from a bottom opposite the bottoms (3) from a transmitted light source (16) along an optical axis (OA) illuminated with illumination radiation (2) and the thus top of the illuminated bottoms (3) of the pots ( 1) from the underside (15) forth individually magnifying image, wherein for improving an edge illumination of the bottom (3) at each illuminated potty (1) between the potty (1) and the transmitted light source (16) a homogenizing element (7) is arranged Illuminated by the transmitted-light illumination source (16) for which illumination radiation (2) is transparent, and a part immersed in the potty (1) and there in the fluid (4) ( 7a) which has an end face (8) lying in the fluid (4).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur mikroskopischen Abbildung von Proben, die in einer Mikrotiterplatte, welche eine Vielzahl von mit Fluid befüllten Töpfchen aufweist, an Böden der Töpfchen anhaften, wobei die Töpfchen nacheinander von einer den Böden gegenüberliegenden Oberseite her aus einer Durchlichtbeleuchtungsquelle längs einer optischen Achse beleuchtet und die derart von der Oberseite beleuchteten Böden der Töpfchen von der Unterseite her einzeln vergrößernd abgebildet werden. The invention relates to a method for the microscopic imaging of samples which adhere to the bottom of the pots in a microtiter plate having a plurality of pots filled with fluid, the pots being successively separated from a bottom opposite the bottom from a transmitted light source along a Illuminated optical axis and the thus illuminated from the top soils of the pots from the bottom forth individually magnifying.
In den Biowissenschaften spielt die Mikroskopie lebender Zellen eine wichtige Rolle. Diese werden häufig in Mikrotiterplatten kultiviert. Die Zellen befinden sich am Gefäßboden und sind von einem Nährmedium umgeben. Mikroskopiert werden sie in der Regel mit einem inversen Mikroskop; bei diesem befindet sich das Objektiv unterhalt des Probengefäßbodens. Die Beleuchtung der Probe kann über Auflicht oder Durchlicht erfolgen. Für Durchlichtbilder wird eine Leuchte oberhalb des Probengefäßes angebracht. Da aber biologische Zellen nur wenig absorbierende Bestandteile enthalten, sind Hellfeld-Durchlichtbilder typischerweise nur sehr schwach kontrastiert. Mit Hilfe diverser Durchlichtkontrastverfahren wie z. B. Phasenkontrast, DIC u. a. lässt sich der geringe Brechzahlunterschied der einzelnen Zellbestandteile zueinander und zum umgebenden Medium in einen Intensitätsunterschied umwandeln, der dann ein kontrastiertes Durchlichtbild liefert. In the life sciences microscopy of living cells plays an important role. These are often cultivated in microtiter plates. The cells are located at the bottom of the vessel and are surrounded by a nutrient medium. They are usually microscoped with an inverted microscope; In this case, the lens is the bottom of the sample vessel bottom. The illumination of the sample can be done by reflected light or transmitted light. For transmitted light images, a light is placed above the sample vessel. However, since biological cells contain only low-absorbing components, bright-field transmitted light images are typically only very slightly contrasted. With the help of various Durchlichtkontrastverfahren such. B. Phase contrast, DIC u. a. The small refractive index difference of the individual cell components relative to one another and to the surrounding medium can be converted into an intensity difference, which then provides a contrasted transmitted light image.
Die Erfindung befasst sich also mit der Durchlicht-Mikroskopie von Proben, die am Boden einer Mikrotiterplatte anhaften. Die Böden werden im Durchlicht beleuchtet und hochauflösend in einem Mikroskop abgebildet. Diese Art der Mikroskopie unterscheidet sich von der im Stand der Technik in anderen Anwendungen gebräuchlichen Abbildung einer gesamten Mikrotiterplatte, wie es beispielsweise in der
Das Gebiet der Erfindung ist auch abzugrenzen gegen sogenannte Fluoreszenzreader, die überprüfen ob bzw. wie stark die Flüssigkeit in einem Töpfchen einer Mikrotiterplatte fluoresziert. Auch hier erfolgt in der Regel eine Erfassung aller Töpfchen einer Mikrotiterplatte gleichzeitig. Zudem ist die Qualität der Beleuchtung der Böden bei diesen Anwendungen irrelevant. Die
Eine Voraussetzung für qualitativ gute Durchlichtbilder, unabhängig davon welches Kontrastverfahren verwendet wird, ist eine möglichst homogene Beleuchtung über das ganze vom Objektiv erfasste Objektfeld, d. h. des ganzen Bodens. Üblicherweise wird diese über eine Köhlersche Beleuchtung realisiert, die garantiert, dass alle Punkte des Objektfeldes nicht nur in etwa mit derselben Intensität beleuchtet werden, sondern auch mit einem annähernd gleichen Winkelspektrum, welches durch die numerische Apertur (NA) der Beleuchtung beschrieben wird. Der klassischen Lehre zufolge sollte diese NA etwas kleiner sein als die NA des Objektives bzw. der Detektion. Diese Bedingungen lassen sich für Proben, die sich zwischen einem Objektträger und einem Deckglas befinden, sowie für Proben in Petrischalen meist problemlos erfüllen. A prerequisite for qualitatively good transmitted light images, irrespective of which contrast method is used, is as homogeneous illumination as possible over the entire object field captured by the objective, d. H. of the whole soil. Usually, this is realized via a Köhler illumination, which guarantees that all points of the object field are illuminated not only approximately with the same intensity, but also with an approximately equal angular spectrum, which is described by the numerical aperture (NA) of the illumination. According to classical teachings, this NA should be slightly smaller than the NA of the objective or the detection. These conditions can be easily met for samples that are located between a slide and a coverslip, as well as for samples in petri dishes.
Kleine Probengefäße, wie z. B. Mikrotiterplatten stellen in dieser Hinsicht jedoch ein Problem dar. Im Folgenden werden als Beispiel für kleine Probengefäße Mikrotiterplatten herangezogen. Diese weisen z. B. 96 einzelne Töpfchen auf. Die Töpfchen sind typischerweise ca. 11 mm hoch und haben einen Durchmesser von etwa 7 mm. Damit beschneidet der obere Rand des Töpfchens den Lichtkegel der Durchlichtbeleuchtung, der einen bestimmten Punkt des Töpfchenbodens erreicht und nach dessen Passieren vom Objektiv aufgefangen wird. Je nachdem, ob dieser Bodenpunkt im Töpfchenzentrum oder eher am Rand liegt, ist auch der nutzbare Lichtkegel ein anderer, d. h. jeder Punkt des Töpfchenbodens "sieht" einen anderen Beleuchtungs-NA-Bereich. Sofern die Objektiv-NA groß genug ist, alle unterschiedlichen Beleuchtungskegel aufzunehmen und die Beleuchtung in jedem dieser Kegel eine annähernd gleiche Intensität zur Verfügung stellt, bleibt die Ausleuchtung des Töpfchenbodens homogen, obwohl der Töpfchenrand das Beleuchtungslicht beschneidet. Small sample containers, such. However, microtiter plates are a problem in this respect. In the following, microtiter plates are used as an example for small sample containers. These have z. B. 96 individual pots on. The pots are typically about 11 mm high and have a diameter of about 7 mm. Thus, the upper edge of the potty truncates the cone of light of the transmitted light illumination, which reaches a certain point of the bottom of the potty and is caught by the lens after passing through it. Depending on whether this bottom point is in the potty center or rather on the edge, the usable light cone is another, d. H. every point of the potty bottom "sees" another illumination NA area. If the lens NA is large enough to accommodate all the different illumination cones and the illumination in each of these cones provides approximately equal intensity, the illumination of the potty bottom remains homogeneous although the potty edge prunes the illumination light.
Ein Ansatz, den Effekt des Flüssigkeitsmeniskus‘ zu kompensieren, ist in
Bei Dunkelfeld-Streulichtuntersuchungen ist der Meniskus störend. Dieses Problem wird in
In
In
Keine der Veröffentlichungen im Stand der Technik, die Deckel für Mikrotiterplatten mit zylindrischem Auswölbungen beschreibt, befasst sich mit der Frage der Durchlichtbeleuchtung, d. h. mit einem Verfahren zum vergrößerten Abbilden von Proben am Boden eines durchlichtbeleuchteten Töpfchens einer Mikrotiterplatte. Da die zitierten Druckschriften und insbesondere auch die
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur mikroskopischen Abbildung von Proben, die in einer Mikrotiterplatte, welche eine Vielzahl von mit Fluid befüllten Töpfchen aufweist, an Böden der Töpfchen anhaften, wobei die Töpfchen nacheinander von einer den Böden gegenüberliegenden Oberseite her aus einer Durchlichtbeleuchtungsquelle längs einer optischen Achse beleuchtet und die derart von der Oberseite beleuchteten Böden der Töpfchen von der Unterseite her einzeln vergrößernd abgebildet werden, anzugeben, bei dem die Beleuchtung des Bodens auch ohne Verwendung von Abbildungsoptiken mit hoher numerischer Apertur gleichmäßig ist. The invention is therefore based on the object, a method for the microscopic imaging of samples which adhere to a bottom of the wells in a microtiter plate having a plurality of fluid-filled pots, the pots successively from a top surface opposite the bottoms of a Illuminated transmitted-light source along an optical axis and the so-lit from the top bottoms of the pots from the bottom to zoom individually, to indicate where the lighting of the floor is even without the use of imaging optics with high numerical aperture uniform.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur mikroskopischen Abbildung von Proben, die in einer Mikrotiterplatte, welche eine Vielzahl von mit Fluid befüllten Töpfchen aufweist, an Böden der Töpfchen anhaften, wobei die Töpfchen nacheinander von einer den Böden gegenüberliegenden Oberseite her aus einer Durchlichtbeleuchtungsquelle längs einer optischen Achse beleuchtet und die derart von der Oberseite beleuchteten Böden der Töpfchen von der Unterseite her einzeln vergrößernd abgebildet werden, bei dem zur Verbesserung einer Randausleuchtung des Bodens bei jedem beleuchteten Töpfchen zwischen dem Töpfchen und der Durchlichtbeleuchtungsquelle ein Homogenisierungselement angeordnet wird, das von der Durchlichtbeleuchtungsquelle beleuchtet wird und einen in das Töpfchen und dort in das Fluid eintauchenden Teil aufweist, welcher eine im Fluid liegende Stirnfläche hat. This object is achieved according to the invention with a method for the microscopic imaging of samples which adhere to the bottom of the pots in a microtiter plate having a multiplicity of pots filled with fluid, the pots being passed successively from a top side opposite the bottoms from a transmitted-light illumination source illuminated on an optical axis and the thus illuminated from the top bottoms of the pots are individually magnifying from the bottom, in which is arranged to improve a peripheral illumination of the bottom of each illuminated potty between the potty and the transmitted light source, a homogenizing element, from the transmitted light source is illuminated and has a in the potty and there immersed in the fluid part, which has an end face located in the fluid.
Erfindungsgemäß wird die Randausleuchtung am Boden verbessert, indem ein Eingriff innerhalb des Töpfchens erfolgt, der den Meniskus im optisch relevanten Bereich zerstört, indem das Homogenisierungselement zwischen der Durchlichtbeleuchtungsquelle und dem Töpfchen angeordnet wird, das einen in das Fluid eintauchenden Teil aufweist, welcher eine im Fluid liegende Stirnfläche hat. According to the invention, the edge illumination at the bottom is improved by engaging within the potty which destroys the meniscus in the optically relevant region by placing the homogenizing element between the transmitted light source and the potty having a part immersed in the fluid, one in the fluid lying end face.
Als zweckmäßig erweisen sich dazu z. B. transparente Zylinder, die in die Töpfchen eintauchen. Diese können z. B. aus Glas oder aus Kunststoff gefertigt sein. Verfügen sie sowohl am oberen als auch am unteren Ende über eine ebene, zur optischen Achse senkrechte Fläche, wird der Meniskuseffekt unterbunden und ein paralleles Beleuchtungsstrahlenbündel bleibt parallel, nachdem es das Töpfchen passiert hat. As appropriate prove to z. B. transparent cylinders that dip into the pots. These can be z. B. made of glass or plastic. If they have a plane surface perpendicular to the optical axis at both the top and bottom ends, the meniscus effect is suppressed and a parallel illumination beam remains parallel after passing the potty.
Um möglichst viele Töpfchen auf diese Art ausleuchten zu können, kann die Erfindung als einfacher Deckel für eine Mikrotiterplatte ausgeführt sein, bei dem an der Position jedes Töpfchens ein Zylinder ausgebildet ist, der in das Töpfchen hineinragt. In order to illuminate as many pots as possible in this way, the invention may be embodied as a simple lid for a microtiter plate, wherein at the position of each potty a cylinder is formed, which protrudes into the potty.
Dieser Deckel kann auf den Töpfchenrändern der Mikrotiterplatte aufliegen oder beabstandet sein. Dazu können z. B. an den Ecken des Deckels Stützelemente angebracht sein, die den Deckel relativ zur oberen Fläche der Mikrotiterplatte halten oder relativ zu ihrer Aufstellfläche. Mikrotiterplatten gibt es mit unterschiedlichen Töpfchenzahlen, z. B. 24, 96 oder 384 Töpfchen. Bei Platten mit 96 Töpfchen existieren ebenso zwei Varianten, die Standardvariante mit einem Töpfchendurchmesser von etwa 7 mm, sowie eine mit halbem Volumen bei einem Töpfchendurchmesser von etwa 5 mm. Für alle diese Varianten lässt sich ein Deckel nach obiger Beschreibung mit in die Flüssigkeit ragenden Zylindern konstruieren. Dabei muss es sich nicht um Kreiszylinder handeln. Insbesondere die Töpfchen in Mikrotiterplatten mit 384 Vertiefungen sind meist nicht rund, sondern quadratisch mit abgerundeten Ecken ausgeführt. Eine entsprechende Form können auch die eintauchenden Elemente des Deckels haben. Auch muss der Deckel nicht die gesamte Platte abdecken. Auch Deckel, die nur Teile der Mikrotiterplatte bedecken, beispielsweise dessen Zentralbereich oder nur jedes n-te Töpfchen, sind im Sinne dieser Erfindung möglich. Statt Zylindern können auch andere geometrische Formen ausgebildet sein, z. B. Kegel oder Kegelstümpfe und dergleichen. Der Einfachheit halber wird jedoch im Weiteren zum Teil nur von Zylindern gesprochen, ohne dass dies einschränkend zu verstehen ist. This lid may rest or be spaced on the well edges of the microtiter plate. These can z. B. be attached to the corners of the lid supporting elements that hold the lid relative to the upper surface of the microtiter plate or relative to their footprint. Microtiter plates are available with different potty numbers, z. B. 24, 96 or 384 pots. For plates with 96 pots, there are also two variants, the standard variant with a potty diameter of about 7 mm, and one with half volume with a potty diameter of about 5 mm. For all these variants, a lid can be constructed as described above with protruding into the liquid cylinders. It does not have to be a circular cylinder. In particular, the pots in microtiter plates with 384 wells are usually not round, but executed square with rounded corners. A corresponding shape may also have the immersing elements of the lid. Also, the lid does not have to cover the entire plate. Also, covers that cover only parts of the microtiter plate, for example, the central area or only every n-th potty are possible in the context of this invention. Instead of cylinders, other geometric shapes may be formed, for. As cones or truncated cones and the like. For the sake of simplicity, however, the following will be discussed in part only by cylinders, without this being limiting.
Da die Flüssigkeiten in Mikrotiterplatten häufig Nährlösungen sind, in denen sich das Probenmaterial befindet, ist es vorteilhaft, wenn das Homogenisierungselement sich gut reinigen lässt. Durch die hervorstehenden Zylinder können viele schwer zugängliche Bereiche entstehen. Zur Erleichterung der Reinigung können Ecken und Kanten abgerundet ausgeführt werden. Üblicherweise geschieht eine Reinigung bzw. Sterilisierung von Probengefäßen mittels Autoklavieren. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn auch der erfindungsgemäße Deckel aus Materialien besteht, die autoklavierbar sind, also z. B. Glas oder autoklavierbarer Kunststoff. Mikrotiterplatten sind i. d. R. als Einweggefäße konzipiert. Analog dazu ist auch die Ausführung des beschriebenen Deckels als Einweg- bzw. Verbrauchsmaterial denkbar. Since the fluids in microtiter plates are often nutrient solutions in which the sample material is located, it is advantageous if the homogenization element can be cleaned well. The protruding cylinders can create many hard to reach areas. To facilitate cleaning, corners and edges can be rounded. Usually, a cleaning or sterilization of sample vessels by autoclaving happens. Therefore, it is advantageous if the lid according to the invention consists of materials that are autoclavable, ie z. As glass or autoclavable plastic. Microtiter plates are i. d. R. designed as disposable vessels. Similarly, the execution of the cover described as a disposable or consumable material is conceivable.
Wenn der Zylinder in das Töpfchen einer Mikrotiterplatte eingesetzt wird, kann es passieren, dass unterhalb des Zylinders eine Luftblase verbleibt. Diese stört die Homogenität der Ausleuchtung empfindlich. Sofern nur ein einziger Zylinder benutzt wird, kann dieses Problem durch wiederholtes Einsetzen behoben werden. Falls jedoch ein Deckel mit vielen Zylindern zum Einsatz kommt, führt eine Wiederholung nicht zum Ziel, da sich jeweils unter einigen Zylindern Luftblasen finden werden. Um dieses Problem zu beseitigen, stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. If the cylinder is inserted into the potty of a microtiter plate, it may happen that an air bubble remains below the cylinder. This disturbs the homogeneity of the illumination sensitive. If only a single cylinder is used, this problem can be solved by repeated insertion. If, however, a lid with many cylinders is used, a repetition does not lead to the goal, since in each case under some cylinders air bubbles will find. To eliminate this problem, several options are available.
Zum einen kann die Unterseite der Zylinder leicht gewölbt oder abgeschrägt ausgeführt werden, so dass Luftblasen zur Seite geleitet werden und dann zwischen Zylinder und Töpfchenwand entweichen können. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass die Wölbung bzw. Schräge nicht zu stark ist und erneut ein Meniskus bzw. eine Brechkante an der Grenzfläche Zylinder-Flüssigkeit erzeugt wird, der sich negativ auf die Ausleuchtung auswirkt, sofern das Zylindermaterial nicht einen der Flüssigkeit ähnlichen Brechungsindex besitzt. On the one hand, the underside of the cylinders can be slightly curved or chamfered so that air bubbles can be directed to the side and then escape between the cylinder and the wall of the potty. However, care should be taken to ensure that the curvature or slope is not too strong and again a meniscus or a breaking edge at the interface cylinder-liquid is generated, which has a negative effect on the illumination, unless the cylinder material is similar to the liquid Has refractive index.
Zum anderen kann der Zylinder einen kleineren Durchmesser als das Töpfchen aufweisen, so dass zwischen Zylinder und Töpfchenrand ausreichend Platz zur Verfügung steht, damit Luftblasen entweichen können. Allerdings sollte der Zylinderdurchmesser auch nicht zu klein gewählt sein, da sonst nur im Töpfchenzentrum der Meniskus zerstört wird, während er sich rund um den Zylinder erneut ausbildet. Bei einem Töpfchendurchmesser von 7 mm eignen sich Zylinder mit einem Durchmesser von 5 mm. Beim Einsetzen entstehen fast nie Luftblasen und die Ausleuchtung ist bis zum Töpfchenrand sehr gut. Bei Zylindern mit 6 mm Durchmesser entstehen fast immer Luftblasen, die nicht entweichen können und bei Zylindern mit einem Durchmesser von 4 mm oder kleiner verschlechtert sich die Ausleuchtung substanziell aufgrund des Meniskus‘ im Bereich zwischen Zylinder und Töpfchenwand. On the other hand, the cylinder may have a smaller diameter than the potty, so that there is sufficient space between the cylinder and the potty edge, so that air bubbles can escape. However, the cylinder diameter should not be too small, because otherwise the meniscus is only destroyed in the potty center, while it forms again around the cylinder. With a potty diameter of 7 mm, cylinders with a diameter of 5 mm are suitable. When inserting almost never create air bubbles and the illumination is very good up to the potty edge. For cylinders with a diameter of 6 mm, almost always air bubbles are created which can not escape, and for cylinders with a diameter of 4 mm or smaller, the illumination deteriorates substantially due to the meniscus between the cylinder and the potty wall.
Da diese Zylinder, wie bereits beschrieben, einen kleineren Durchmesser haben sollten als die Töpfchen selbst, bildet sich zwischen Zylinder und Töpfchenrand ein kleiner Meniskus heraus. Durch geschickte Wahl der Zylinderdurchmessers kann dessen Effekt auf die Ausleuchtung zwar minimiert werden, er äußert sich aber dennoch in einer Ringstruktur im Bild. Die Intensitätsmodulation dieser Ringe ist jedoch deutlich geringer als der Intensitätsrandabfall ohne Verwendung des Deckels. Steht der Zylinder mittig zum Töpfchen sind diese Ringe konzentrisch zum Töpfchen. Steht der Zylinder leicht außermittig, sind die Ringe ebenfalls außermittig. Wenn die Zylinder nach jedem Einsetzen gleich zu den Töpfchen stehen, ist auch die Ringstruktur relativ zu den Töpfchen immer gleich. Um zu verhindern, dass sich die Zylinder relativ zu den Töpfchen verschieben, kann der Deckel z. B. passgenau zu den Außenmaßen der Mikrotiterplatte gefertigt werden. Alternativ können auch Arretier- oder Positioniermöglichkeiten seitlich am Deckelrand vorgesehen werden, mit deren Hilfe der Deckel in eine definierte Position zur Mikrotiterplatte gebracht wird. Das ermöglicht dann das Herausrechnen dieser Ringe mittels einer geeigneten Software. Die Ringstruktur ist in der Regel recht unscharf, da sie aus Ebenen herrührt, die relativ weit von der Beobachtungsebene entfernt liegen. Das ermöglicht es in vielen Fällen, die Ringstruktur mittels einer Fourieranalyse aus dem Bild herauszurechnen. Dazu wird auf das Bild ein Hochpass angewendet, der niedrige Bildfrequenzen herausfiltert. Insbesondere wenn die Probenstrukturen sehr kleinteilig sind, also hochfrequente Anteile aufweisen, ist dieser Weg vorteilhaft. Since these cylinders, as already described, should have a smaller diameter than the pots themselves, a small meniscus forms between the cylinder and the potty edge. By clever choice of the cylinder diameter, its effect on the illumination can indeed be minimized, but it still manifests itself in a ring structure in the picture. However, the intensity modulation of these rings is significantly less than the intensity drop in edge without using the lid. If the cylinder is centered on the potty, these rings are concentric with the potty. If the cylinder is slightly eccentric, the rings are also off-center. If the cylinders are equal to the pots after each insertion, the ring structure is always the same relative to the pots. To prevent the cylinder move relative to the pots, the lid z. B. made to fit the outer dimensions of the microtiter plate. Alternatively, locking or positioning options can be provided laterally on the edge of the lid, by means of which the lid is brought into a defined position to the microtiter plate. This then makes it possible to calculate these rings out by means of suitable software. The ring structure is usually quite blurred because it comes from planes that are relatively far away from the observation plane. This makes it possible in many cases to calculate the ring structure out of the image by means of a Fourier analysis. For this purpose, a high-pass filter is applied to the image, which filters out low frame rates. In particular, if the sample structures are very small-sized, ie have high-frequency components, this approach is advantageous.
Wie bereits erwähnt, ist es bevorzugt, dass der in das Fluid eintauchende Teil die Form eines allgemeinen geraden Zylinders hat. As already mentioned, it is preferable that the part immersed in the fluid has the shape of a general straight cylinder.
Luftblasen, die an der Stirnfläche des in das Fluid eintauchenden Teils anhaften, stören die Beleuchtung erheblich. Es ist deshalb bevorzugt, dass die Stirnfläche zur optischen Achse einen Neigungswinkel oder Tangentenwinkel hat, der zwischen 80 und 90 Grad liegt und zu verhindern, dass Luftblasen die Randausleuchtung des Bodens wieder verschlechtern. Bei einer gekrümmten Stirnfläche ist es zu bevorzugen, diese so auszugestalten, dass sie einen Tangentenwinkel hat, der zwischen 80° und 90° liegt, d. h. dass kein kleinerer Tangentenwinkel im optisch relevanten Bereich auftritt. Eine Anfasung oder Abrundung am Rand schließt das jedoch nicht aus. Air bubbles that adhere to the end face of the fluid submerged part significantly disturb the lighting. It is therefore preferred that the end face to the optical axis has an angle of inclination or tangent angle which is between 80 and 90 degrees and to prevent air bubbles from degrading the edge illumination of the bottom again. For a curved face, it is preferable to design it to have a tangent angle that is between 80 ° and 90 °, i. H. that no smaller tangent angle occurs in the optically relevant area. A chamfer or rounding at the edge does not exclude this.
Die Randausleuchtung ist besonders gut, wenn die Form der Stirnfläche in Draufsicht längs der optischen Achse der Form des Querschnitts des Töpfchens gleicht. The edge illumination is particularly good when the shape of the end face in plan view along the optical axis is similar to the shape of the cross section of the potty.
Ein Spalt von mindestens 1 mm und maximal 3 mm zwischen Rand jeder Stirnfläche und der Innenwand des zugeordneten Töpfchens erlaubt es, dass Luftblasen entweichen. Zugleich wird die Randausleuchtung davon nicht störend beeinträchtigt. A gap of at least 1 mm and a maximum of 3 mm between the edge of each end face and the inner wall of the associated potty allows air bubbles to escape. At the same time the edge illumination is not disturbed.
Eine Weiterbildung sieht beim Verfahren zur mikroskopischen Abbildung einer Probe, die in einem Töpfchen am Boden des Töpfchens anhaftet, die folgenden Schritte vor:
- (a) das Töpfchen wird mit Beleuchtungsstrahlung beleuchtet und
- (b) der beleuchtete Boden des Töpfchens wird von der Unterseite der Mikrotiterplatte vergrößernd abgebildet und ein Bild des beleuchteten Bodens aufgenommen, wobei eine töpfchenverursachte Ungleichmäßigkeit der Beleuchtung des Bodens ausgeglichen wird, indem
- (c) ein probenloses Test-Töpfchen bereitgestellt wird, das bis auf die fehlende Probe dem zu mikroskopierenden Töpfchen entspricht,
- (d) an dem Test-Töpfchen wird eine Referenzmessung mittels der Schritte (a) und (b) durchgeführt, wobei ein Referenzbild aufgenommen wird, das den gesamten beleuchteten Boden zeigt,
- (e) anhand des Referenzbildes wird eine Helligkeitskorrekturangabe ermittelt, wobei die Helligkeitskorrekturangabe eine Helligkeitsschwankung als Funktion des Ortes auf dem Boden des Test-Töpfchens angibt,
- (f) das Bild des Bodens des probenenthaltenden Töpfchens wird mittels der Helligkeitskorrekturangabe korrigiert, wobei die Lage des Bildes am Boden ermittelt und der zu dieser Lage gehörende Wert der Helligkeitskorrekturangabe verwendet wird.
- (a) the potty is illuminated with illuminating radiation and
- (b) the illuminated bottom of the potty is magnified from the underside of the microtiter plate and an image of the illuminated bottom is taken, compensating for potty-induced unevenness in the illumination of the soil by:
- (c) providing a sampleless test potty which, except for the missing sample, corresponds to the potty to be microscoped,
- (d) a reference measurement is made on the test potty by means of steps (a) and (b) taking a reference image showing the entire illuminated floor,
- (e) a brightness correction indication is determined from the reference image, the brightness correction indication indicating a brightness variation as a function of the location on the bottom of the test potty,
- (f) the image of the bottom of the sample-containing potty is corrected by means of the brightness correction specification, whereby the position of the image on the ground is determined and the value of the brightness correction indication belonging to this position is used.
Die Weiterbildung geht von folgender Erkenntnis aus: Ein probengefäßbezogenes Shading, welches fest mit dem Bezugssystem des Probengefäßes verbunden ist, wird von den beschriebenen Verfahren nicht erkannt und kann folglich nicht korrigiert werden. The further development is based on the following finding: A sample vessel-related shading, which is firmly connected to the reference system of the sample vessel, is not recognized by the described methods and consequently can not be corrected.
Ein probengefäßbezogenes Shading liegt dann vor, wenn die Struktur des Probengefäßes selbst zu einem Shading führt. Das tritt z. B. bei kleinen Gefäßen auf (Mikrotiterplatten), wie weiter unten beschrieben wird. Wird die Probe bewegt, wandert dieses Shading mit. Es ist also immer an derselben Stelle eines probengefäßbezogenen Bezugssystems, kann aber keiner festen Position eines strahlengangbezogenen Bezugssystems zugeordnet werden. Helligkeitsgradienten treten insbesondere bei der Durchlichtbeleuchtung von Mikrotiterplatten auf. Mikrotiterplatten sind Probengefäße, die insbesondere in der Lebendzellbeobachtung eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um Platten, die mit einer definierten Anzahl von Töpfchen, z. B. 24, 96 oder 384, in regelmäßigen Abständen ausgestattet sind. In jedes dieser Töpfchen kann eine Probe eingebracht werden, z. B. Zellen oder Embryonen. Für die mikroskopische Beobachtung sind die Töpfchen mit einem transparenten Boden aus z. B. Polystyrol oder Glas versehen. Die optischen Eigenschaften der Töpfchen stören die Ausleuchtung im Durchlicht erheblich. Im Folgenden wird dieser Effekt anhand einer Mikrotiterplatte erläutert, deren 96 Töpfchen eine Höhe von 11 mm und einen Durchmesser von 7 mm besitzen. A sample container-related shading is present when the structure of the sample vessel itself leads to shading. This occurs z. B. in small vessels (microtiter plates), as described below. If the sample is moved, this shading wanders with it. It is thus always in the same place of a sample container-related reference system, but can not be assigned to a fixed position of a beam path-related reference system. Brightness gradients occur especially in transmitted light illumination of microtiter plates. Microtiter plates are sample vessels which are used in particular in live cell observation. These are plates that are filled with a defined number of pots, z. B. 24, 96 or 384, are equipped at regular intervals. In each of these pots, a sample can be introduced, for. As cells or embryos. For microscopic observation, the pots with a transparent bottom of z. As polystyrene or glass provided. The optical properties of the pots disturb the illumination in transmitted light considerably. In the following, this effect is explained by means of a microtiter plate whose 96 pots have a height of 11 mm and a diameter of 7 mm.
Der obere Rand des Töpfchens beschneidet den Lichtkegel der Durchlichtbeleuchtung, der einen bestimmten Punkt des Töpfchenbodens erreicht und der nach Passieren des Bodens vom Objektiv aufgefangen wird. Je nachdem, ob dieser Bodenpunkt im Töpfchenzentrum oder eher am Rand liegt, ist auch der nutzbare Lichtkegel ein anderer, d. h. jeder Punkt des Töpfchenbodens wird mit einer unterschiedlichen numerischen Apertur beleuchtet. Das kann bereits zu einem probengefäßabhängigen Shading führen, dessen Effekt umso größer ist, je stärker der Beleuchtungslichtkegel vom Töpfchen beschnitten wird und je ungleichmäßiger die Beleuchtungsintensität auf die verschiedenen Beleuchtungswinkel verteilt ist. Sofern hingegen die numerische Apertur des Objektivs groß genug ist, alle unterschiedlichen Beleuchtungskegel aufzunehmen und die Beleuchtung in jedem dieser Kegel eine annähernd gleiche Intensität zur Verfügung stellt, bleibt die Ausleuchtung des Töpfchenbodens homogen, obwohl der Töpfchenrand das Beleuchtungslicht beschneidet. The top edge of the potty trims the light cone of the transmitted light illumination, which reaches a certain point of the bottom of the potty and which is caught by the lens after passing the bottom. Depending on whether this bottom point is in the potty center or rather on the edge, the usable light cone is another, d. H. each point of the bottom of the potty is illuminated with a different numerical aperture. This can already lead to a sample vessel-dependent shading, the effect is the greater, the more the illumination light cone is trimmed by the potty and the unevenly the illumination intensity is distributed to the different illumination angles. On the other hand, if the numerical aperture of the lens is large enough to accommodate all the different illumination cones and the illumination in each of these cones provides approximately equal intensity, the illumination of the potty bottom remains homogeneous although the pottent edge trims the illumination light.
Das wässrige Medium, in dem sich die Probe befindet, bildet aber an seiner Oberfläche einen Meniskus aus. Die Grenzfläche zwischen Luft und Medium ist also gewölbt. Der Radius des Meniskus‘ hängt von der Art der Flüssigkeit, von Wandmaterial und Beschichtung der Töpfchen, sowie vom Befüllungsverfahren ab, also ob trockene oder bereits feuchte Töpfchen befüllt wurden, ob sie umgerührt wurden etc. In den meisten Fällen zieht sich die Flüssigkeit entlang der Töpfchenwand etwas nach oben, während der Flüssigkeitsspiegel in der Töpfchenmitte tiefer liegt. However, the aqueous medium in which the sample is present forms a meniscus on its surface. The interface between air and medium is therefore curved. The radius of the meniscus depends on the type of fluid, wall material and Coating of the pots, as well as the filling process, so whether dry or already wet pots were filled, whether they were stirred, etc. In most cases, the liquid runs along the potty wall slightly upwards, while the liquid level is lower in the potty center.
Das führt dazu, dass ein paralleles einfallendes Strahlenbündel nach Passieren des Meniskus‘ divergiert. Diese Divergenz ist umso ausgeprägter, je kleiner der Radius des Meniskus‘ ausgebildet ist. Bei Objektiven mit einer hohen NA stellt das kein Problem dar, weil auch die divergierenden Strahlen aufgefangen werden können. Zahlreiche Applikationen erfordern jedoch schwach vergrößernde Objektive, die ein großes Feld abbilden und somit eine Übersichtsaufnahme der Probe ermöglichen. So kann zum Beispiel mit nur einem Bild eines 2,5x-vergrößernden Objektivs fast ein komplettes Töpfchen einer Mikrotiterplatte mit 96 Töpfchen abgebildet werden. This results in a parallel incident beam diverging after passing the meniscus. This divergence is the more pronounced the smaller the radius of the meniscus is formed. For lenses with a high NA this is not a problem because the diverging beams can also be picked up. Numerous applications, however, require weakly magnifying lenses, which image a large field and thus enable an overview of the sample. For example, with only one image of a 2.5x magnifying lens, almost a complete potty of a 96-well microtiter plate can be imaged.
Typischerweise verfügen jedoch schwach vergrößernde Objektive nur über eine geringe NA, z. B. 0,08 oder 0,12. Die NA (NA = n·sin(α)) beschreibt den maximalen Winkel α, den ein Strahl mit der optischen Achse bilden kann, um noch vom Objektiv zur Abbildung gebracht zu werden. Hierbei ist n der Brechungsindex des Mediums zwischen Objektiv und Probe. Bei schwach vergrößernden Objektiven ist dies in der Regel Luft, also n = 1. Alle Beleuchtungsstrahlen, die durch den Meniskus zu größeren Winkeln hin gebrochen werden als dem durch die Objektiv-NA festgelegten Grenzwinkel, gelangen somit nicht in das Objektiv. Selbst wenn also Beleuchtungslicht jeden Teil des Töpfchenbodens erreicht, erzeugt der Meniskus-Effekt ein inhomogen ausgeleuchtetes Bild, da das Licht aus der Probe in Abhängigkeit vom Eintrittswinkel nicht zu gleichen Anteilen ins Objektiv gelangt. Das aufgenommene Bild weist somit ein helles Töpfchenzentrum und dunkle Randbereiche auf. Es entsteht also ein probengefäßbasiertes Shading, welches von den bekannten Verfahren zur Shading-Korrektur nicht behoben werden kann. Typically, however, low-magnification lenses have only a low NA, z. B. 0.08 or 0.12. The NA (NA = n · sin (α)) describes the maximum angle α that a beam can make with the optical axis in order to be brought from the lens to the image. Here, n is the refractive index of the medium between the objective and the sample. In the case of weakly magnifying lenses, this is usually air, ie n = 1. Thus, all illumination beams that are refracted by the meniscus to larger angles than the limit angle defined by the objective NA do not enter the objective. Even if illumination light reaches every part of the potty bottom, the meniscus effect produces an inhomogeneously illuminated image, since the light from the sample does not get into the lens in equal proportions depending on the angle of incidence. The captured image thus has a bright potty center and dark border areas. Thus, a sample vessel-based shading arises, which can not be remedied by the known methods for shading correction.
Die Erfindung verwendet eine Helligkeitskorrekturangabe, die eine Funktion des Ortes auf dem Boden des Töpfchens bezogen ist. Der Begriff „Töpfchen“ wird dabei zur Bezeichnung eines Probengefäßes verwendet. Es kann sich sowohl um ein einzelnes Gefäß handeln, als auch um ein Töpfchen einer Mikrotiterplatte. Soweit in der nachfolgenden Beschreibung auf den Singular („Töpfchen“) bezuggenommen wird, ist damit sowohl die Verwendung eines einzelnen Gefäßes als auch der Bezug auf einzelnes Töpfchen einer Mikrotiterplatte gemeint. The invention uses a brightness correction indication that is a function of the location on the bottom of the potty. The term "potty" is used to designate a sample vessel. It can be both a single vessel and a potty of a microtiter plate. As far as the singular ("potty") is referred to in the following description, it refers to both the use of a single vessel and the reference to a single well of a microtiter plate.
Das Test-Töpfchen entspricht dem Gefäß, welches die Probe enthält, bis auf den Unterschied, dass im Test-Töpfchen keine Probe vorhanden ist. Ist die am Boden des Töpfchens anhaftende Probe in einer Nährlösung, d.h. befindet sich im Töpfchen zusätzlich eine Flüssigkeit, ist es bevorzugt, diese Flüssigkeit auch im Test-Töpfchen vorzusehen. Letztlich ist es Aufgabe des Test-Töpfchens genau diejenigen optischen Bedingungen, d.h. diejenige Beeinflussung der Beleuchtungsstrahlung herzustellen, die auch im Töpfchen herrscht – jedoch ohne Probe. Dadurch kann die Helligkeitskorrekturangabe, die anhand des Test-Töpfchens ermittelt wurde, eine Funktion des Ortes am Boden des Töpfchens ist, anhand des Test-Töpfchens bestimmt werden und dann zur Korrektur einer ungleichmäßigen Helligkeitsverteilung bei der Abbildung der Probe im Töpfchen verwendet werden. The test potty corresponds to the vessel containing the sample except for the difference that no sample is present in the test potty. If the sample adhering to the bottom of the potty is in a nutrient solution, i. If there is additionally a liquid in the potty, it is preferable to provide this liquid also in the test potty. Ultimately, the task of the test potty is precisely those optical conditions, i. to make the influence of the illumination radiation, which also prevails in the potty - but without a sample. Thereby, the brightness correction indication, which was determined from the test potty, is a function of the location at the bottom of the potty, can be determined from the test potty and then used to correct an uneven brightness distribution when imaging the sample in the potty.
Die Helligkeitskorrekturangabe kann dabei auf verschiedene Weise bereitgestellt werden:
In einer ersten Ausführungsform wird der Boden des Test-Töpfchens durch mehrere Einzelbilder abgebildet und ein Referenzbild gewonnen. Die Helligkeitskorrekturangabe ist dann im wesentlichen die Helligkeitsverteilung über den gesamten Boden des Test-Töpfchens, d. h. über das Referenzbild. Die Abbildung eines Töpfchens mit Probe liefert ein Probenbild. Zur Korrektur des Probenbildes des Töpfchens, das aufgrund der vergrößerten Abbildung nur einen Ausschnitt des Bodens des Töpfchens zeigt, wird die Lage des Probenbildes am Boden ermittelt. Ein entsprechend gelegter Ausschnitt im Referenzbild liefert dann die erforderlichen Helligkeitskorrekturdaten für das Probenbild. The brightness correction specification can be provided in various ways:
In a first embodiment, the bottom of the test potty is imaged by multiple frames and a reference image is obtained. The brightness correction indication is then essentially the brightness distribution over the entire bottom of the test potty, ie over the reference image. The image of a potty with sample provides a sample image. To correct the sample image of the potty, which shows only a section of the bottom of the potty due to the enlarged image, the position of the sample image is determined on the ground. A corresponding cutout in the reference image then provides the required brightness correction data for the sample image.
In einer zweiten Ausführungsform erfolgt eine funktionale Beschreibung der Helligkeitsverteilung im Referenzbild. Es wird für jeden Ort am Boden des Referenzbildes des Test-Töpfchens (beispielsweise für jedes Pixel) ein Korrekturfaktor ermittelt, der eine additive oder multiplikative Abweichung von einer gleichmäßigen Helligkeitsverteilung wiedergibt. Die Korrektur des Probenbildes erfolgt dann durch Ermittlung der Lage dessen Ausschnitt am Boden, Auslesen der entsprechenden Korrekturfaktoren für diese Lage aus der Helligkeitskorrekturangabe und Anwenden der Korrekturfaktoren (entweder additiv oder multiplikativ, je nach Ausgestaltung der Faktoren). In a second embodiment, a functional description of the brightness distribution takes place in the reference image. For each location at the bottom of the reference image of the test potty (eg, for each pixel) a correction factor is determined that reflects an additive or multiplicative deviation from a uniform brightness distribution. The correction of the sample image is then carried out by determining the position of the cutout on the ground, reading out the corresponding correction factors for this position from the brightness correction specification and applying the correction factors (either additive or multiplicative, depending on the design of the factors).
In einer dritten Ausführungsform, die besonders bei Töpfchen zur Anwendung kommen kann, die einen kreisförmigen Querschnitt haben, umfasst die Helligkeitskorrekturangabe einen Korrekturfaktor (wieder entweder additiv oder multiplikativ), der ausschließlich vom Abstand vom Zentrum des Bodens des Test-Töpfchens abhängt. Es genügt für diese Ausführungsform also, in der Referenzmessung des Schrittes (d) lediglich Bilder zu gewinnen, die lediglich einen Bereich links einer radialen Koordinate vom Zentrum des Bodens des Test-Töpfchens bis zu dessen Rand abdecken. Die Helligkeitskorrektur des Probenbildes erfolgt in Schritt (f) in dieser Ausführungsform dadurch, dass die radiale Koordinate der Bildpunkte des Bildes, d.h. der Abstand vom Zentrum des Bodens des Töpfchens ermittelt wird. Durch Auslesen der entsprechenden Korrekturwerte aus der Helligkeitskorrekturangabe durch Anwendung dieser Korrekturwerte ist dann die Helligkeitskorrektur erreicht. In a third embodiment particularly applicable to pots having a circular cross-section, the brightness correction indication includes a correction factor (again, either additive or multiplicative) which depends solely on the distance from the center of the bottom of the test potty. It is therefore sufficient for this embodiment to obtain in the reference measurement of step (d) only images covering only an area to the left of a radial coordinate from the center of the bottom of the test potty to its edge. The brightness correction of the sample image takes place in step (f) in this embodiment in that the radial coordinate of the Pixels of the image, ie the distance from the center of the bottom of the potty is determined. By reading out the corresponding correction values from the brightness correction specification by applying these correction values, the brightness correction is then achieved.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:
Das Beleuchtungsstrahlenbündel
Die Probe in dem Töpfchen
Das führt dazu, dass ein paralleles einfallendes Beleuchtungsstrahlenbündel
Typischerweise verfügen jedoch schwach vergrößernde Objektive nur über eine geringe NA, z. B. 0,08 oder 0,12. Die NA beschreibt den maximalen Winkel α des Auffangkegel
Eine typische Durchlichtbeleuchtung bietet allerdings ein deutlich breiteres Winkelspektrum an, und zwar bis zu dem Winkel, der durch die numerische Apertur (NA) der Beleuchtung beschrieben wird. Strahlenbündel anderer Einfallswinkel weisen für das oben erwähnte Objektiv mit NA = 0,12 die in
Für jeden Einfallswinkel auf den Boden
In einer ersten Ausführungsform, die in
Damit das Beleuchtungsstrahlenbündel
Zwischen einer Außenwand
An der der Oberseite
Die im allgemeinen Teil der Beschreibung erläuterten Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Abdeckplatte, die dort auch als „Deckel“ bezeichnet ist, kommen für die zweite Ausführungsform gemäß
Die Ausführungsformen können durch folgende Merkmale ergänzt oder abgewandelt werden, die einzeln oder in Kombination angewendet werden können, soweit nichts gegenteiliges dazu gesagt ist:
Die Homogenisierungselemente
The
Die Stirnseite
In einer anderen Ausführungsform kann die Stirnseite
Das Homogenisierungselement
Das Mikroskop weist eine Beleuchtungsstrahlenquelle
Ein Steuergerät
Um zusätzlich zur Verbesserung der Beleuchtung, die durch das Homogenisierungselement erreicht wird, das probengefäßbasierte Shading noch weitergehender zu unterdrücken, wird ein Referenzbild erzeugt. Dies geschieht an einem Test-Töpfchen. Eines der Töpfchen der Mikrotiterplatte
Wie bereits erläutert, hat ein Töpfchen
Der Intensitätsabfall zum Rand wird in der Fachliteratur als „Shading“ bezeichnet. Er ist nicht durch den Strahlengang des Mikroskops, sondern durch das Probengefäß erzeugt. Für die Korrektur eines strahlengangbezogenen Shadings kommen alle in der Literatur bekannten Verfahren in Frage, die deshalb hier nicht erneut beschrieben werden. Erzeugt jedoch das Probengefäß ein probengefäßbasiertes Shading, kann dieses auf die im folgenden beschriebenen Arten und Weisen aus dem Probenbild entfernt werden. Bei all diesen Verfahren wird (ohne dass dies nachfolgend beschrieben ist) bevorzugt und optional zunächst das strahlengangbezogene Shading entfernt, so dass nur noch das probengefäßbasierte verbleibt. The intensity drop to the edge is referred to in the literature as "shading". He is not through the beam path of the microscope, but generated by the sample vessel. For the correction of a ray-related shading all known in the literature methods in question, which will therefore not be described again here. However, if the sample vessel creates a sample vessel based shading, it can be removed from the sample image in the ways described below. In all these methods, the beam path-related shading is preferably removed (without this being described below) and optionally initially, so that only the sample vessel-based remains.
Das probengefäßbasierte Shading wird mit einem Verfahren entfernt, das als Ablaufdiagramm schematisch in
Die Einzelbilder
In einem nachfolgenden Schritt S2 wird die Helligkeitsverteilung im Referenzbild
Die Schritte S1 und S2 dienen dazu, eine Helligkeitskorrekturangabe zu ermitteln. Sie sind in der Ausführungsform der
Im Schritt S3 wird ein Töpfchen
In einem Schritt S4 erfolgt eine Korrektur unter Verwendung der Helligkeitskorrekturangabe; Schritt S4 setzt also voraus, dass die Schritte S1 und S2 ausgeführt wurden. Die Korrektur geschieht dadurch, dass ermittelt wird, wo am Boden
In der Ausführungsform wird das komplette Probengefäß – bei Mikrotiterplatten z. B. ein Töpfchen
Um das Shading aus einem Probebild
Die einfachste Methode besteht darin, die Intensitätswerte der Pixel des Probenbildes
Auf diese Weise wird ein korrigiertes Probenbild
In dieser Ausführungsform kann der Fall auftreten, dass eine eindeutige Lokalisierung der Lage des Probenbildes
Doch auch in diesem Fall ist eine Korrektur möglich, sofern der Antrieb
Bei Probengefäßen mit mehreren gleichartigen Untereinheiten wie z. B. einer Mikrotiterplatte
In
Im Schritt S3 wird die Helligkeitsverteilung des Referenzbildes
Der Schritt S2 sieht die Aufnahme des Probenbildes
In einem Schritt S4 wir der Abstandsvektor r vom Zentrum des Probenbildes
In einem Schritt S4.2 wird für diesen Abstandsvektor r eine entsprechende Korrekturangabe für den ermittelten Ausschnitt
Schritt S4.3 liefert schließlich die Korrektur des probengefäßbasierten Shadings, indem die Helligkeitskorrekturangabe für den Bereich, der durch den Abstandsvektor r hinsichtlich seines Zentrums definiert wurde, angewendet wird. Finally, step S4.3 provides the correction of the sample vessel based shading by applying the brightness correction indication for the region defined by the distance vector r with respect to its center.
Die Helligkeitskorrekturangabe kann entweder die Form des Referenzbildes
Sind die Töpfchen kreisförmig, kann es in einer vereinfachten Ausführungsform genügen, für den Abstandsvektor r nur dessen Betrag zu ermitteln. Für eine Verbesserung dieser Ausführungsform wird der Betrag des Abstandsvektors nicht nur für das Zentrum, sondern für jedes Pixel ermittelt. If the pots are circular, it may be sufficient in a simplified embodiment to determine only the amount of the distance vector r. For an improvement of this embodiment, the magnitude of the distance vector is determined not only for the center but for each pixel.
Eine weitere mögliche Ausführungsform besteht darin, das Referenzbild
Es kommen folgende Abwandlungen und Weiterbildungen für die zusätzliche Korrektur mittels Referenzbild in Frage:
Selbstverständlich muss das Referenzbild
Of course, the reference picture must
Der dargestellte Ablauf muss nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge abgearbeitet werden. Beispielsweise kann das Referenzbild
Bisher wurde der Fall beschrieben, bei dem auf den Detektor
Handelt es sich bei dem Probengefäß um ein rundes Gefäß, ist es nicht nötig, das komplette Gefäß als Referenzbild
Abhängig von der verwendeten Objektivvergrößerung und der Größe des Probengefäßes kann das Referenzbild
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