Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines Inkubators mit einer Durchlichtbeleuchtungseinrichtung;

2 eine Prinzipskizze des Inkubators mit einer inneren und einer äußeren Inkubatorkammer.

Die 1 und 2 zeigen das Prinzip einer Durchlichtbeleuchtungseinrichtung für einen Inkubator 1, der eine Durchlichtbeleuchtung und eine innere Inkubatorkammer 2 sowie eine äußere Inkubatorkammer 3 aufweist. Der Inkubator 1, der den Lebendzellkulturen eine Umgebung zur Verfügung stellt, in der sie bis zu mehreren Tagen überleben können, muss hermetisch gegen die Umwelt abgeschlossen sein, um eine definierte Zusammensetzung der eingeschlossenen Luft und eine genaue Regelung der Temperatur, der Luftfeuchte und des CO₂-Gehaltes zu gewährleisten. Die Lebendzellen befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel in Töpfchen auf einer im Inkubator 1 als Mikrotiterplatte ausgebildeten Probenträger 4, der in Abhängigkeit von den zu untersuchenden Proben auch andere Formen aufweisen kann, beispielsweise eine Petrischale oder dergleichen, wobei auch die Mikrotiterplatte unterschiedlich ausgeführt sein kann. Die Hauptanforderungen an die zu realisierende Durchlichtbeleuchtung ist die Sichtbarmachung von lebenden Zellen im Durchlichthellfeld zur qualitativen Einschätzung der Zellpopulation und des Zellzustandes. Zellkern und Cytoplasma sollen zu erkennen und zu trennen sein. Darüber hinaus müssen keine subzellulären Details erkennbar sein. Dies bedeutet eine geforderte Auflösung von einigen &mgr;m. Zur Erfüllung dieser Anforderungen ist eine Beleuchtung mit geringer Apertur (< 0,2) erforderlich. Die Anforderungen an eine chromatische Korrektur sind ebenfalls sehr gering, da monochrom im Durchlicht beleuchtet und von der Kamera detektiert wird. Die Durchlichtbeleuchtung besteht daher aus sehr wenigen Komponenten und lässt sich sehr kompakt ausführen. Die Durchlichtbeleuchtungseinrichtung besteht im wesentlichen aus mindestens einer großflächigen LED 5 zur Vermeidung von Beugungserscheinungen am Objekt bei Verwendung von Punktquellen durch räumliche Kohärenz, aus einem danach angeordneten Kollektor 6 vorzugsweise aus Kunststoff, einem Umlenkspiegel 7, der das aus dem Kollektor 6 austretende Strahlenbündel umlenkt, und einer Linse 8 oder einem Linsensystem zur Brennweitendefinition des Strahlenbündels, einer nicht näher dargestellten mechanischen Fassung für die Beleuchtungskomponenten 5, 6, 7, 8 und einem Anschlusskabel für den Stromanschluss der LED 5. Die einzelnen Beleuchtungskomponenten 5, 6, 7, 8 für die Beleuchtungseinheit sind in der Grundform für den Inkubator 1 gemäß 1 in dieser Anordnung vorgesehen. Die einzelnen Beleuchtungskomponenten 5, 6, 7, 8 können aber auch in anderen technischen Ausführungsformen in Abhängigkeit von dem verwendeten Inkubatortyp, dem eingesetzten Mikroskop, und der zu untersuchenden Lebendzellkulturen als Beleuchtungseinheit variabel ausgeführt sein. Die flächig ausgebildete LED 5 (vorzugsweise grün, da die Abbildungsoptik am besten für 546 nm korrigiert ist) wirkt als diffuse Lichtquelle. Der Kollektor 6 formt dann aus dem von der LED 5 ausgesendeten divergenten Strahlenbündel ein annähernd paralleles Strahlenbündel, das über den Umlenkspiegel 7 um 90° umgelenkt wird. Allgemein ist die Brennweite der insbesondere bikonvex ausgebildeten Linse 8 in Abhängigkeit von einer Höhe 14 des Inkubators 1 so dimensioniert, dass ein Strahlenbündel die Wells der Mikrotiterplatte 4 nahezu vollständig mit ausreichender Feldhomogenität ausgeleuchtet. Dieser Aufbau der Durchlichtbeleuchtungseinrichtung kann für die unterschiedlichst ausgebildeten Probenträger 4 eingesetzt werden. Beispielsweise bis zu einer 100 fachen Vergrößerung mit einer Apertur von 0,75 liefert die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung für einen Durchlichtkontrast im Hellfeld Bilder, die sowohl mit der Kamera aufgenommen, als auch mit dem Auge beobachtet werden können.

Der Inkubator 1 ist sehr kompakt, lichtdicht sowie thermisch isoliert aufgebaut und besteht gemäß 2 aus der inneren Inkubatorkammer 2 und der äußeren Inkubatorkammer 3. Die innere Inkubatorkammer 2 besteht aus einem Inkubatoroberteil 9 mit der Beleuchtungseinrichtung 5, 6, 7, 8 und ist ortsfest über einem Abbildungsobjektiv 12 angeordnet. Ein Inkubatorunterteil 11 mit dem Probenträger 4 und einem nicht näher dargestellten in x/y-Koordinaten bewegbaren Mikroskoptisch bewegt sich relativ zu dem Abbildungsobjektiv 12. Das Inkubatoroberteil 9 wird zu dem Inkubatorunterteil 11 mit einer Dichtung 10 abgedichtet.

Platzsparend ist die Beleuchtungseinrichtung 5, 6, 7 und 8 in das Inkubatoroberteil 9 mit eingebettet. Die Umlenkung des Strahlenbündels erfolgt über den Umlenkspiegel 7. Um ein zusätzliches Wärmeleck durch eine Durchführung 13 der Beleuchtungseinrichtung durch das Inkubatoroberteil 9 zu vermeiden, sitzt die Linse 8 in der Durchführung 13 des Inkubatoroberteils 9 und schließt mit ihrer Fassung das Inkubationsvolumen gegen die äußere Inkubationskammer 3 ab. Die Brennweite der Linse 8 ist so gewählt, dass das Strahlenbündel nach Überbrückung der Inkubatorhöhe 14 und einer Flüssigkeitssäule im Probenträger 4 beispielsweise eine kreisförmige Fläche von ca. 5 mm Durchmesser ausleuchtet. Die äußere Inkubatorkammer 3 wird über nicht näher dargestellte Anschlüsse mit trockner Warmluft, beispielsweise 37°C versorgt, so dass über das vorgeheizte Luftvolumen in der äußeren Inkubatorkammer 3 die innere Inkubatorkammer 2 thermisch von der Außenluft entkoppelt ist. Zusätzlich nimmt die trockene Warmluft aus der inneren Inkubatorkammer 2 austretende Feuchtigkeit auf und führt sie aus dem Inkubator 1.

Ausgehend von Inkubatoren in der konventionellen Mikroskopie wird in der vorliegenden erfinderischen Lösung, da bei einem vollautomatischen Mikroskopsystem kein direkter Einblick in das Probenvolumen notwendig ist, der Inkubator 1, wie in 2 dargestellt, vollständig von einem thermischen Schutzschild, einer äußeren Inkubatorkammer 3, die als Abdeckhaube in Form eines Gerätedeckel 15 ausgebildet ist umgeben, um das Probenvolumen mit der x/y-Tischverschiebeeinheit vollständig thermisch von der Umgebung zu entkoppeln. Der Gerätedeckel 15 ist dazu auf der Innenseite mit einer schlecht wärmeleitenden Schicht, insbesondere mit einer Kunststoffschicht oder dergleichen versehen, um den Wärmeverlust über den Gerätedeckel 15 zu minimieren. An einer Seitenwand 16 des Gerätedeckels 15 ist weiterhin eine Klappe 17 für die Probenzufuhr angeordnet. Eine beheizbare Zwischenplatte 18, die zwischen die zwischen einer festen Mikroskoptischplatte 22 und einem Mikroskopstativ 20 angeordnet ist, ist auf einer Unterseite 19 gemäß 2 mit einer schlecht wärmeleitenden Schicht versehen, um den Wärmeabfluss von der beheizbaren Zwischenplatte 18 in das Mikroskopstativ 20 zu minimieren. Die beheizbare Zwischenplatte 18 wird vorzugsweise über Keramikbuchsen 21, die mit einem Gewinde versehen sind, thermisch von dem Mikroskopstativ 20 entkoppelt. Dies führt zu einer deutlichen Verkleinerung der Wärmelecks, einer Verkleinerung des zu regelnden Wärmereservoirs und damit zu einer kleineren Leistungsaufnahme und Temperierzeit bei der Einstellung der Solltemperatur. Durch Einführen von trockener Luft in den Optikbereich des Inkubators 1 unterhalb einer x/y-Tischverschiebeinheit und Erzeugen eines leichten Überdrucks in diesem Bereich wird verhindert, dass aus dem Inkubator 1 zwischen der Mikroskoptischplatte 22 hindurch Feuchtigkeit in den Mikroskopraum dringen kann. Das Abbildungsobjektiv 12 ist zusätzlich durch eine Manschette mit der unteren Tischplatte luftdicht verbunden, so dass dort kein Luftaustausch stattfinden kann. So wird garantiert, dass die empfindlichen optischen, mechanischen und elektronischen Elemente eines inversen Mikroskops nicht durch die aggressive Inkubatoratmosphäre geschädigt werden können.