用于对多个样品进行发光分析的设备和方法与流程

1.本发明涉及一种用于对多个样品并行地进行发光分析的设备和方法。


背景技术：

2.从ep 1681555已知“借助于远心激发和成像光学装置的荧光成像”，该荧光成像由于场透镜到样品所需的较大间距而导致非常大的构造尺寸。此外还不利的是，由于远心光学装置的固有数值孔径较小而导致样品发光的会聚效率较低。
3.在ep 1681556中仅实现了“借助于远心度的荧光成像”，其中激发光并未被输入到光轴上。然而，这没有解决基本的构造尺寸问题。在远心系统中还需要场透镜。样品发光的低会聚效率也是这种解决方案的特征。
4.在ep 2148187 a1中呈现了“用于荧光检测的激发和成像光学装置”。场透镜在此由场透镜阵列来替代。针对不同的微量滴定板，需要个性化的场透镜阵列。
5.此概念已经在ep 1027591 b1
‑“
用于微量滴定板的光学阵列系统和读取器”中提出，然而并未与pcr进行结合。
6.在ep 1511990 b1中提出了“具有激发源的荧光测量装置”。在此，通过对照明和检测进行多次折叠来缩小构造尺寸。该解决方案需要复杂的双反射镜结构。诸如wo 2008/011875 al
‑“
用于在pcr样品中进行多通道荧光测量的装置和方法”的其他方法使用其他(例如在此基于纤维的)方法来激发和检测荧光。所有基于纤维的解决方案对于不同微量滴定板都需要个性化的光学设备。
7.从de 102010010741 a1中已知用于发射和接收光的光导设备。在此使用光导束。其缺点是光导纤维束的处理过程复杂。
8.发明目的
9.本发明的目的是提供一种用于对多个样品进行发光分析的简单方法以及一种用于此目的的设备。该方法尤其应适用于对在深的矩阵状容器(诸如微量滴定板)中受到处理的多个生物化学样品同时进行定量发光分析。应能够尽可能地在不对设备进行改型的情况下对具有不同数量的样品腔室的样品容器进行分析。光学设备的一部分应能够整合到实际所需的热盖(heiβdeckel)中，该热盖保护样品在热处理期间不蒸发。


技术实现要素：

10.该目的通过根据权利要求1所述的设备以及根据权利要求14所述的方法来实现。
11.发明优点
12.本发明提供一种用于对多个样品进行荧光分析的简单方法和一种用于此目的的设备。此外，还可以进行其他发光分析。利用本发明可以对带有样品的滴定板进行分析，而无需物体侧的远心光学器件或扫描仪。此外，光学传感器上的光强度可以比之前已知的方法中更高。光纤板可以同时用作遮盖用于发光分析的样品阵列的盖板。
13.本发明尤其提供一种用于对布置在浅的矩阵状容器(微量滴定板)中的生物化学
样品进行荧光分析的简单方法和用于此目的的设备。此外，还可以同时进行其他定量发光分析。光纤板(fop)的纤维结构在整个视场上直至小于10μm都是均匀的，这允许对不同微量滴定板(mtp)、例如96孔和384孔的微量滴定板的各个腔室同样好地进行检测。由于fop具有光学上的“零厚度”并且fop还可以实现入射射束的方位角的混合(在下文中详细描述)，因此光学上的盖板厚度可以被“归零”并且光学系统的数值孔径以及因此其在样品发光方面的会聚效率可以得到显著提升。fop还可以改进发光分析的串扰行为。根据本发明的设备允许在不受微量滴定板的单个子容器的填充量影响的情况下进行发光分析。
14.根据本发明的设备的一部分(即光纤板)可以整合到盖板或热盖中并且用来遮盖用于发光分析的样品阵列。
15.描述
16.根据本发明的设备用于对多个样品进行发光分析。在此可以分析样品的发光辐射。发光辐射可以是处于可见范围或红外范围内的光辐射。根据本发明的设备包括：
17.a.至少一个光纤板(缩写：fop)，该至少一个光纤板具有底面和与底面相反的顶面，其中为每个样品指配光纤板的多条纤维，其中入射到底面上的光辐射能够被引导通过光纤板从底面到达顶面，
18.b.至少一个摄像机光学器件，
19.c.至少一个光学传感器阵列，
20.其中在观察射束路径中依次布置有相应的样品、光纤板、摄像机光学器件和光学传感器阵列，
21.其中光纤板的底面被设计成平坦的并且布置为朝向样品。“平坦的”可以意味着：作为平坦的表面。
22.发光例如可以理解为电致发光、化学发光、非高温发光、生物发光、阴极发光、辐射发光、离子发光、光致发光、热致发光、声致发光、摩擦致发光、晶裂发光(fractolumineszenz)、晶溶发光、晶体致发光或压电致发光。本发明尤其可以用于对样品的光致发光、尤其荧光/或磷光进行分析。
23.根据本发明的设备可以有利地用来对多个样品进行定量的和/或同时的发光分析。在此，例如可以对样品的发光辐射的强度和光谱进行定性和/或定量的研究。
24.摄像机光学器件包括可以一个或多个透镜。摄像机光学器件可以包括物镜或摄像机物镜。此外，摄像机光学器件可以但不是必须包括镜筒透镜。摄像机光学器件可以有利地在像侧设计成远心的。
25.光纤板可以包括多条光纤维，该多条光纤维可以被设计为光导纤维。fop可以被纤维全面覆盖。同样有利的是，fop可以分段地实施。这可以意味着：仅fop的各个有效位置(节段)分别配备有多条纤维，而存在于这些节段之间的无效位置不含纤维。便利地，配备有纤维的有效位置可以在z方向上布置在样品上方，而无效位置可以布置在这些样品之间的区域中。纤维可以与纤维轴方向z平行布置。底面可以设计成垂直于纤维轴方向z平躺在xy平面内。方向x、y和z可以形成直角坐标系。纤维所具有的芯直径可以有利地为5μm至500μm、特别有利地介于5μm与200μm之间、非常特别有利地介于5μm与50μm之间。有利地，fop可以被实施成使得为每个样品均指配fop的至少10条、特别有利地至少100条单独的纤维。对此可以理解为，每个样品的光均击中上述数量的纤维。与每个样品所指配的纤维较少的实施方式
相比，通过所提到的fop实施方式可以使在下文中描述的、光束方位角的混合更好地起作用。fop的光学纤维可以分别具有两个纤维端面，即第一纤维端面和第二纤维端面。第一纤维端面可以布置在fop的底面上。第二纤维端面可以布置在fop的顶面上。光学纤维可以有利地直线式并且有利地彼此平行并且特别有利地既直线式又彼此平行地——例如在纤维轴方向上——从fop的底面延伸至fop的顶面。这些纤维因此可以分别在fop的底面和顶面处终止。fop可以由第一纤维端面和第二纤维端面界定。光学纤维可以在其整个长度上牢固地嵌入在fop中。
26.本发明意义上的样品可以包括例如植物细胞、动物细胞或真核细胞或细胞复合物、细胞器(例如染色体)、病毒、细菌、抗体、花粉、精子、大分子(例如蛋白质和/或分子复合物)作为研究对象。作为研究对象，样品还可以包括dna、rna或其片段。上述研究对象可以存在于水性悬浮液中。研究对象可以是荧光的和/或发光的。样品还可以包括标记物，例如分子标记物、优选荧光标记物。此外，可以添加用于对样品进行编码的物质、优选荧光物质，以便能够对相应的样品进行识别和区分。
27.样品可以发出光束。与上述直角坐标系等效地，可以定义球坐标系，其具有天顶方向z和垂直于该天顶方向的赤道面(即yx平面)。在此，光束的仰角可以是90
°
减去光束相对于方向z的倾斜角的差值。在球坐标系中，光束同样可以具有可相对于x轴限定的方位角。光轴的方向可以是z。
28.已知fop的使用方式通常为，将有待成像的对象直接布置在fop的光入射侧的表面处。相反，在本发明中可以在样品与fop的底面之间分别设有间距a。例如由于存在于样品接纳设备中的腔室被样品物质填装的高度不同，间距a可以是不同的。然而，填装高度对于所有腔室而言还可以是相同的。填装高度例如可以小于腔室体积的90％、有利地小于70％并且非常特别有利地小于60％。于是可以减少反应试剂的消耗并且在适当时更快速地执行pcr。甚至可以实现对占小于腔室体积的10％的样品进行分析。样品表面距fop的底面的距离可以被视为间距a。间距a例如可以大于0.3mm、有利地大于0.5mm、特别有利大于1mm并且非常特别有利地大于2mm。甚至可以实现对表面到fop的间距a大于10mm的样品进行分析。为了借助于光线追踪法准确地对射束路径进行建模，必要时应考虑到样品还可以从样品体积的更深区域中发光。这增强了下文描述的效应。与来自样品的更深区域中的光辐射一样，间距a可能引起样品到光学传感器阵列上的成像不清晰。直接贴靠在fop的底面处的对象可以被清晰地成像到板的顶面上，而与vop间隔开布置的物体就已经无法产生到fop的顶面的清晰图像。因此，从样品的一个位置发出的每个发散光束可以面状照明fop的位于相应腔室上方的位置并且在z方向上穿过fop被引导至fop的顶面。在引导穿过fop时，输入辐射的方位角可能消失，而仰角仍然可以保持不变。由此，可以使从顶面发出的光辐射一方面在辐射方向方面均匀化，并且另一方面使其分别对样品体积平均，其中从相邻的样品体积发出的光辐射在顶面处不重叠，而是可以以彼此分隔开的方式存在。如果现在借助于摄像机光学器件来使板的顶面成像到光学传感器阵列上，那么可以使各个样品体积的辐射彼此分隔开，并且同时使得以分别对样品体积平均的方式来检测辐射。由此，即使距离光轴最远的样品也可以得到较好的分析，而无须使用远心光学器件或扫描仪。此外，由于将光辐射分别对样品体积进行平均化，因此低分辨率和低灵敏度的廉价图像传感器可能就是够用的。光学传感器阵列平面和fop的顶面可以是共轭的平面。可以相对于摄像机光学器件(必要时与实际
设置的场透镜或布置在fop的顶面附近的会聚透镜相结合地)来定义共轭。
29.此外，在样品表面与fop之间设置间距a可以具有如下优点，即能够避免fop被样品污染。
30.有利地，该设备还可以包括用于加热光纤板的至少一个加热装置。由此可以确保，样品中所含有的液体(例如水)不会蒸发并且可以在光纤板或样品的封闭箔片上冷凝。如果fop具有无效位置，那么加热装置例如可以被设计为布置在无效位置处的至少一个加热金属丝和/或可电加热的层。样品上方的应引导光通过fop的位置可以不设加热装置。这可以具有提供更多有效光用于检测的优点。
31.有利地，样品可以被布置在至少一个样品接纳设备中。样品接纳设备可以具有多个彼此分隔开的腔室以接纳样品。样品可以被布置在xy平面中。样品接纳设备可以被设计成板状的。样品接纳设备可以具有可布置在z方向上的板法线。样品接纳设备可以被设计为滴定板(孔板)、例如微量滴定板(微孔板)。腔室可以具有反射光的壁部。为此，可以以反射光的方式涂覆腔室的壁部。通过这一措施能够更好地利用激发光和/或样品发光的待检测的光辐射。
32.有利地，光纤板的底面可以平躺地布置在样品接纳设备上。光纤板可以有利地封闭腔室。替代地，这些腔室还可以借助于透明的(封闭)箔片来遮盖和/或封闭。然后光纤板可以被插接到箔片上。有利地，箔片可以被实施成可电加热的，例如被实施为导电的箔片。有利地，相应的腔室中的每个样品可以具有填装水平。填装水平可以有利地低于装满的填装水平、有利地小于最大填装水平的80％、特别有利地小于50％。有利地，由此可以避免对微量滴定板或光纤板的遮盖部的污染。样品可以被布置成距fop一定间距。fop可以促使入射辐射的方位角被混合，而仰角保持不变。由此，可以产生从样品发出的相应光辐射的均匀化，而不会致使相应的光辐射与相邻样品的光路发生额外的串扰。由此可以使荧光分析、尤其对相应的样品体积平均的定量荧光分析变得简单。
33.有利地，可以在光纤板的底面处布置透明的保护层。
34.有利地，加热装置可以被设计为位于光纤板的底面和/或顶面上的导电的透明层。于是fop可以被设计成可电加热的。导电的透明层例如可以包括铟-锡氧化物层或导电聚合物层。
35.加热装置还可以包括加热金属丝。加热装置还可以被设计成使得fop的边缘可以被加热并且fop可以从边缘开始被加热。
36.同样有利的是，加热装置可以被设计为指向光纤板的红外辐射器。fop可以同样有利地借助于输入的并且在板内吸收的超声波来加热。
37.有利地，光纤板的顶面可以被设计成凸形的。这可以意味着fop在中心比边缘处更厚。有利地，位于光纤板的顶面上的纤维端面的法线可以相对于纤维轴z分析具有倾斜度。倾斜度可以有利地在fop的中央区域为零，向外增大。这可以替代地借助于光纤板的顶面的菲涅尔式结构来实现。这可以促使(相对于fop)出射侧的光束可以相对于入射侧光束朝向摄像机光学器件的方向倾斜。由此，可以实现光学传感器阵列上的更均匀的亮度分布和/或减小摄像机光学器件到fop的顶面的间距。
38.有利地，可以在光纤板的顶面与摄像机光学器件之间布置会聚透镜。会聚透镜可以被设计为球面透镜。会聚透镜可以被设计成平凸的。会聚透镜可以直接布置在fop的顶面
上。会聚透镜可以被实施为菲涅尔透镜。
39.在光纤板的顶面与摄像机光学器件之间可以布置有第一微透镜阵列和第二微透镜阵列。第二微透镜阵列的第二微透镜相对于第一微透镜阵列的第一微透镜具有与位置相关的偏移v(x,y)。该偏移在中央区域可以为零并且随距中央区域的间距而不断增大或不断减小。以这种方式可以促使射束优选朝向摄像机光学器件的方向偏转。
40.微透镜阵列可以包含变形的(anamorphische)微透镜。此外，透镜阵列尤其可以用于照明或激发发光。
41.该设备还可以有利地包括至少一个激发光源以产生至少一束激发光。激发光可以被设置为用于激发样品中的荧光辐射和/或磷光辐射。从激发光源发出的激发光可以在顶面处输入到光纤板中。可以利用激发光的在光纤板的底面处出射的部分来激发样品。在此，在样品中可以出现荧光辐射，可以借助光学传感器阵列来证实荧光辐射。激发光可以有利地借助于被设计为二色镜或偏振分束器的分束器输入到例如介于光学传感器阵列与摄像机光学器件之间或介于摄像机光学器件的物镜与镜筒透镜之间或介于摄像机光学器件与fop之间的射束路径中。
42.光学传感器阵列可以被设计为图像传感器，例如ccd或cmos矩阵传感器。光学传感器阵列还可以被设计为光电二极管阵列。光学传感器阵列可以有利地被设计成对波长敏感的。光学传感器阵列可以被设置成用于定量和/或定性证实从每个样品发出的荧光辐射。
43.根据本发明的用于对多个样品进行发光分析的方法包括以下步骤：
44.a.将样品布置在板状的样品接纳设备中，该样品接纳设备具有多个彼此分隔开的腔室以接纳这些样品；
45.b.使这些样品中的至少一个样品发射发光辐射；
46.c.引导发光辐射的至少一部分通过光纤板从底面到达光纤板的顶面，其中为这些样品中的每个样品指配光纤板的多条纤维；
47.d.引导发光辐射通过摄像机光学器件；
48.e.吸收击中光学传感器阵列的发光辐射，其中能够为这些样品中的每个样品指配发光辐射的对该样品平均的强度和/或光谱分布；
49.其中从各个样品发出的发光辐射在击中光学传感器阵列之前至少部分被均匀化。
50.有利地，该方法还可以包括：
51.f.将光纤板加热到光纤板的底面的温度，该温度等于或大于样品温度。
52.使这些样品中的至少一个样品发射发光辐射可以在至少一个光谱范围内进行。然而还可以在多个光谱范围内进行。
53.有利地可以使用该方法和/或该设备来分析聚合酶链式反应(pcr)的过程和/或结果。该方法和/或该设备的使用同样可以有利于限制性片段长度多态性分析、sccp(英文single strand conformation polymorphism，单链构象多态性)分析、温度梯度凝胶电泳分析、dna测序或磷脂分析。
54.摄像机光学器件的入射侧的数值孔径可以大于0.05、有利地大于0.08并且特别有利地大于0.12并且非常特别有利地大于0.13。由此可以实现较短的射束路径，由此可以减小设备的构造尺寸。因此，fop的顶面与光学传感器阵列之间的间距例如可以小于500mm、有利地小于400mm、特别有利小于350mm并且非常特别有利地小于300mm。
55.在附图中：
56.图1示出了第一实施例。
57.图2示出了第二实施例。
58.图3示出了第三实施例。
59.图4示出了第四实施例。
60.图5示出了第五实施例。
61.图6示出了第五实施例的局部。
62.图7示出了fop的作用。
63.图8示出了第一实施例的另外的图示，在该第一实施例中样品腔室位于反射性接纳装置中。
64.图9示出了一种照明可能性。
65.图10示出借助物镜实现的另一种照明可能性。
具体实施方式
66.下面用实施例来阐述本发明。
67.图1示出了第一实施例。展示了用于对多个样品5同时进行发光分析的设备1。该设备包括光纤板7。该光纤板具有底面11和与底面相反的顶面12。为每个样品指配光纤板7的多条纤维。入射到底面上的光辐射15通过光纤板从底面被引导至顶面并且作为光束16离开该顶面。该光束的一部分作为光辐射19被摄像机光学器件23记录并且被供应给光学传感器阵列24以进行检测。摄像机光学器件在此以符号展示。实际上在大多数情况下使用的是多透镜物镜或者物镜与镜筒透镜的组合(未以图形展示)。
68.在样品接纳设备2中存在腔室4，这些腔室用于接纳样品物质5。单独的腔室可以是空的。然而经济上来说更佳的是，充分利用存在的所有腔室。
69.在观察射束路径中依次布置有样品5、光纤板7、摄像机光学器件23和光学传感器阵列24。为了清楚起见，在图中仅针对这些样品之一示例性展示了观察射束路径。光纤板7的底面11被设计成平坦的表面并且被布置为朝向样品5。在样品5与fop的底面11之间分别存在间距。在存在于样品接纳设备2中的腔室4被样品物质5填装的高度不同的情况下，这个间距可以是不同的。然而，填装高度对于所有腔室而言还可以是相同的。样品表面距底面的距离可以被视为间距。在精确观察的情况下可以考虑的是，样品还可以从样品体积的更深区域中发光。然后可以选择在样品体积上方形成的光效率的中心作为间距参照物。然而为了理解本发明的原理，选择样品表面作为间距参照物就已足够。
70.从样品5的一个位置发出的每个发散光束15面状照明fop 7的位于相应腔室上方的位置并且在z方向上穿过fop被引导至顶面12。在引导穿过fop时，输入辐射的方位角消失，而仰角仍然保持不变。由此，使从顶面发出的光辐射16一方面在辐射方向方面均匀化，并且另一方面使其分别对样品体积平均，其中从各个样品体积发出的光辐射在顶面处不重叠，而是彼此分隔开。如果现在借助于摄像机光学器件23来使板的顶面成像到光学传感器阵列24上，那么各个样品体积的辐射保持彼此分隔开，但分别对样品体积平均。由此，即使距离光轴13最远的样品也可以得到较好的分析，而无须使用远心物镜或扫描仪。
71.在图1中绘制了从样品的一个位置发出的边缘射束15.a，这些边缘射束入射到fop
上并且分别作为出射侧光束16的第一射束16.a离开光纤板。在此，可以为每个入射侧的射束15指配锥体罩面形的出射侧的光束16，如下文在图7连同相关描述中所阐述的那样。
72.此外，还绘制了光辐射19的出射侧光束16的有效射束16.b。有效射束16.b到达光学传感器阵列，而处于有效光束之外的射束没有被光学传感器阵列记录。有效射束可以进行反向跟踪。在此，可以测定出入射的射束15.b，这些射束从fop部分地转换为有效射束16.b。这些入射的射束15.b来自样品的不同区域，在此整个样品体积都可以对有效光做出贡献。可以通过fop的作用来避免遮蔽样品的某些区域。实际上射束可以从样品的任何位置在任何方向上发出。在此，样品的射束中始终有一部分可以在特定的位置击中光学传感器阵列。光学传感器阵列上的这个位置可以具有一定的延伸尺寸，然而该位置与相邻样品的射束的击中位置是分开的。
73.边缘射束被展示为细线，而有效射束被展示为粗线。
74.与现有技术(例如ep 1681556 b1)相比，根据本发明的解决方案能够使摄像机光学器件的数值孔径至少增加一倍(na＝0.03而非0.014)。由此可以使用于待分析的发光辐射的摄像机光学器件的会聚效率变为四倍并且可以显著改进对应的检测限和信噪比。此外，该光学系统可以实施得明显更小。因此，物像间距(图1中fop 7的顶面12与光学传感器阵列24之间的间距)例如可以从(如ep 1681556 b1中的)800mm减小到大约280mm。要注意的是，这些图不是按比例绘制的。
75.此外可以设置有一个或多个激发光源21，以便提供激发光20。这种激发光可以从上方、即从待分析的光辐射19的反方向通过fop被引导到样品上。利用激发光20例如可以激发样品的荧光辐射。
76.设备1还包括加热装置6，以用于加热光纤板7。该加热装置被设计为导电的透明层，该透明层可以借助于电流来进行加热。
77.光纤板的底面11设有透明的保护层10并且被平躺地布置在样品接纳设备2上。
78.图8示出了第一实施例的另外的图示，在该第一实施例中样品腔室位于反射性接纳装置中。为了清楚起见，仅示例性地展示了两道边缘射束。这些边缘射束分别作为出射侧的锥体罩面形的光束16离开fop。在入射侧展示了从样品的多个位置发出的光束15。由于fop的作用，这些射束中的多个射束可以到达光学传感器阵列。样品可以从任何位置在任何方向上发出光。因此，光从样品的任何位置击中传感器阵列，使得可以测量光辐射的对相应样品的平均值。通过腔室的反射性的壁部可以利用更多来自样品发光的光。此外，整个样品体积可以更好地对有效光做出贡献。
79.图2示出了第二实施例。在该实施例中，光纤板7的顶面12被设计成凸形的。这促使出射侧的光束14相对于入射侧的光束15朝向摄像机光学器件23的方向倾斜。由此，可以实现光学传感器阵列上的还更均匀的亮度分布并且减小摄像机光学器件到fop的顶面的间距。
80.激发光20借助于被设计为二色镜或偏振分束器的分束器22来输入到射束路径中。
81.图3示出了第三实施例。在此，fop 7的顶面12以凸形的方式设计有菲涅尔阶梯。术语“凸形的”在此是指光学作用。
82.图4示出了第四实施例。在此，在光纤板的顶面与摄像机光学器件之间布置有会聚透镜25。该会聚透镜被设计为菲涅尔透镜。在这个实施例中fop 7是分段实施的。有效位置8
包括引导光通过的纤维。无效位置9不含纤维并且包括包围有效位置的基质材料、例如合成树脂。无效位置可以包括加热金属丝(未展示)和/或导电层(未展示)作为欧姆加热装置。
83.样品接纳设备2的腔室4用箔片3封闭。
84.图5示出了第五实施例。设置有第一微透镜阵列26和第二微透镜阵列29。
85.图6示出了第五实施例的局部。第一微透镜阵列26和第二微透镜阵列29被布置为2f系统。各个第一微透镜27和所指配的第二微透镜30分别构成望远镜。在此，第二透镜30的第二光轴31相对于所指配的第一透镜27的第一光轴28具有偏移v(x,y)，在此展示为x偏移。这致使从fop出射的光束16倾斜成斜的光束17。在该实施例中，第二光轴31相对于第一光轴28的偏移具有位置相关性。示例性地展示了在三个位置处偏移的光轴。在此，相对于整个系统的光轴(在图5中的13)而言更靠外的射束19倾斜更多。
86.图7示出了fop的作用。在这个用于展示作用原理的理论上的第六实施例中展示了窄的平行光束14，该光束以一定的仰角和一定的方位角落入到fop7的底面上。天顶是沿z方向延伸的光轴13。平行光束14相对于该光轴是倾斜的。基于带有在z方向上布置的纤维的fop的光导效果，与fop的顶面12垂直地引导光束通过。光束在顶面处射出，其中每个射束的仰角保持不变，而单独射束的方位角是统计分布的，理想情况下是均匀分布的。由此，在光出射侧得到锥体罩面形发散的光束16。理论上可以以足够大的间距在xy平面中观察到圆环形的光分布18，其直径取决于入射射束的仰角。为了能够在图示中更好地看到光束，图fop 7是剖开展示的。
87.事实上从样品不仅发射出平行光束，而且在样品的光辐射中还存在仰角的统计分布、在适当时均匀分布或朗伯分布。因此出射的发散光束在实践中不是锥体罩面形的，而是可以被设计成锥形的。对于每个单独的射束方向而言，在此发生方位角的混合。
88.图9示出用于具有聚光器物镜33的激发光源的第七实施例，它可以有利地在以上所描述的实施例中代替在其中展示的激发光源使用。聚光器物镜例如可以被实施为透镜阵列，还被称为蝇眼透镜阵列(fly's eye array)。蝇眼透镜阵列是各个光学元件的二维阵列，这些光学元件用于组合成或成形为单一的光学元件并且用来将在空间上将光从照明平面中的不均匀分布20转换为均匀分布32。光学元件的表面形状可以是球形的或变形的。第二透镜阵列，也被称为场阵列，提高了照明均匀度的均匀性并且由通道或透镜阵列的数量来确定，其中更多的元件数量产生更均匀的均匀度。长度阵列之间的间距取决于透镜元件的焦距。这两个阵列的焦距、大小和间距决定具有一定放大倍数的照明平面的尺寸。激发光20借助于被设计为二色镜的分束器22来输入到射束路径中。
89.图10示出用于激发光源的输入的第八实施例，它可以有利地在以上所描述的实施例中代替在其中展示的激发光源使用。在此，照明光或激发光借助照明光学器件34和二色性的分束器22或偏振分束器来输入到介于物镜23a与镜筒透镜23b之间的射束路径中，以便照明样品。
90.所有附图中统一使用的附图标记如下：
91.1.设备
92.2.样品接纳设备
93.3.箔片
94.4.腔室
95.5.样品
96.6.加热装置
97.7.光纤板
98.8.有效位置
99.9.无效位置
100.10.保护层
101.11.底面
102.12.顶面
103.13.光轴
104.14.入射侧的平行光束
105.15.射束，入射侧的光束
106.a.边缘射束
107.b.有效射束
108.16.出射侧的光束
109.a.边缘射束
110.b.有效射束
111.17.倾斜的光束
112.18.远场中的圆环
113.19.光辐射
114.20.激发光
115.21.激发光源
116.22.分束器
117.23.摄像机光学器件
118.a.物镜
119.b.镜筒透镜
120.24.光学传感器阵列
121.25.会聚透镜
122.26.第一微透镜阵列
123.27.第一微透镜
124.28.第一光轴
125.29.第二微透镜阵列
126.30.第二微透镜
127.31.第二光轴
128.32.聚光器物镜的激发光
129.33.聚光器物镜
130.34.照明光学器件