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Hochdurchsatz-Mikroskopie von Mikrotiterplatten auf Basis einer kontinuierlichen Objektbewegung (E-Book)

ISBN: 978-3-86359-475-6

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Die Arbeit beschreibt ein Verfahren zu Hochdurchsatz-Mikroskopie, mit dem großflächige Objekte wie Mikrotiterplatten deutlich schneller als mit herkömmlichen Verfahren gescannt werden können ohne Einbußen der Bildqualität. Dazu wird das Objekt während einer kontinuierlichen Bewegung digitalisiert, wobei Bewegungsunschärfe durch eine Blitzbeleuchtung vermieden wird. Dank eines neuartigen Hardware-Autofokussystems bleibt das Objekt während des Scans zudem stets im Fokus.

Hochdurchsatz-Mikroskopie von Mikrotiterplatten auf Basis einer kontinuierlichen Objektbewegung (E-Book)

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Die schnelle Mikroskopie großflächiger Proben ist eine praxisrelevante Herausforderung, die in verschiedensten Anwendungen auftritt. Insbesondere für großflächige unebene Zellkulturgefäße wie Mikrotiterplatten existierte bisher keine schnelle Mikroskopierlösung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Frage, ob großflächige unebene Proben zur Durchsatzsteigerung aus der Bewegung heraus mikroskopiert werden können ohne Beeinträchtigung der Bildqualität gegenüber herkömmlichen Verfahren.

Die im Rahmen der Arbeit entwickelte Lösung zur Hochdurchsatz-Mikroskopie besteht darin, das Objekt nicht im Stillstand, sondern aus der Bewegung heraus zu mikroskopieren und damit die Positionierzeit zwischen den Einzelaufnahmen erheblich zu reduzieren. Die einzelnen Aufnahmen entstehen in einer deutlich schnelleren Abfolge als beim inkrementellen Scanning, wodurch eine signifikante Durchsatzsteigerung insbesondere beim Mikroskopieren großer Objekte erzielt wird.

Durch einen kontinuierlichen Scanprozess ergeben sich allerdings mehrere Effekte, die einen negativen Einfluss auf die Bildqualität haben können und zu Bewegungs- und Fokusunschärfe führen. Um Bewegungsunschärfe zu vermeiden, muss bei schnellen Aufnahmescans die Belichtungszeit entsprechend kurz ausfallen. Zur Vermeidung von Fokusunschärfe ist wegen der geringen Schärfentiefe in der mikroskopischen Abbildung zudem die exakte Einhaltung des Fokusabstands zwischen Objektiv und Probe erforderlich. Insbesondere bei Zellkulturgefäßen aus spritzgegossenem Kunststoff ist der Boden aufgrund von Fertigungstoleranzen relativ uneben. Die erforderliche Fokuskorrektur muss eine hohe Dynamik aufweisen, um beim kontinuierlichen Scanprozess das Objekt stets im Fokus zu halten.

Bei dem entwickelten kontinuierlich scannenden Verfahren wird Bewegungsunschärfe durch sehr kurze Belichtungszeiten einer Blitzbeleuchtung wirkungsvoll unterdrückt. Fokusunschärfe während eines solchen Scanvorgangs wird durch ein im Rahmen der Arbeit entwickeltes Autofokussystem in Grenzen gehalten. Dabei erfolgt die Fokusmessung auf Basis der kurzkohärenten Interferometrie und die Fokuskorrektur durch einen dynamischen hochgenauen Piezotisch. Damit können Proben in Mikrotiterplatten trotz schwankender Plattenbodendicke während der Bewegung korrekt fokussiert werden. Mit dem neuartigen Verfahren lassen sich Objekte deutlich schneller aus der Bewegung heraus ohne Einbußen der Bildqualität gegenüber herkömmlichen Verfahren mikroskopieren.

Zusatzinformation

Autor Schenk, Friedrich Walter
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-475-6
Gewicht 0.260 kg
Erscheinungsdatum 11.11.2016
Lieferzeit 10-14 Tage
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