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Mikrotom mit thermischem Vorschub des Präparates zur
Herstellung von Schnitten für Übermikroskope
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einigen Hundertstel Mikron in verbesserter Weise gestattet.
Seit der Einführung des hochauflösenden Elektronenmikroskops stellt die Präparation von Schnitten, welche für submikroskopische Untersuchungen geeignet sind, eines der wichtigsten Probleme dieser Tech- nik dar.
Während ursprünglich versucht wurde die Präparationsverfahren, die bei der gewöhnlichen Mikros- kopie angewendet werden, durch entsprechende Verfeinerung für die Übermikroskopie zu adaptieren, suchte man, nachdem sich bald herausgestellt hatte, dass auf diesem Wege befriedigende Ergebnisse nicht zu erhalten sind, nach neuen Wegen, um Schnitte zu erhalten, die den wesentlich-ritischerea Erfor- dernissen der Elektronenmikroskopie mit ihrem bis an die Grenze molekularer und atomarer Dimensionen gehenden Auflösungsvermögen gerecht werden sollten.
Neben der Schaffung geeigneter Schneiden bzw. Schneidvorrichtungen und der Frage der Abnahme der sehr empfindlichen und zerbrechlichen Schnitte von den Messerschneiden rückte bald die Frage des
Vorschubs der die Schnitte liefernden Präparate in den Vordergrund.
Verschiedene Ausführungsformen des mechanischen Vorschubs wurden vorgeschlagen und in entspre- chenden Geräten apparativ verwirklicht. Es wurde aúch versucht, die Gefrierschnitt-Technik heranzu- ziehen ; schliesslich ist auch ein"UltraschaUmikrotom"vorgeschlagen worden, bei welchem das Messer, der Präparatblock oder beide zugleich in Überschallschwingungen versetzt werden.
Alle diese Methoden haben sich in der Praxis nicht bewährt und auch nicht eingeführt.
Gegenwärtig erfolgt der Vorschub der Präparate zur Schneidvorrichtung praktisch ausschliesslich unter
Ausnützung der Wärmeausdehnung der metallischen Stäbe oder Blöcke, auf denen das zu schneidende
Präparat fixiert ist. Die thermische Ausdehnung gestattet an sich jene Feinregulierung des Vorschubs, die für die Herstellung von Schnitten einer Dicke von einigen hundert Angström unbedingt notwendig ist. Es wurde auch schon erkannt, dass sich eine kontrollierbare und fast lineare Wärmeausdehnung mit einer durch Kühlung oder aber durch Magnetostriktion bewirkten Kontraktion dei Präparatträgerko ; nbinieren lässt und dass sich damit eine weitere Möglichkeit ergibt, die Vor-und Rückbewegung des Präparates in bezug auf die Messerschneide einzustellen.
Der Nachteil, den alle bisher be1 annten Einrichnlllgen bzw. Verfahrender Thermcexpansionund - kontraktion aufweisen und den zu beseitigen sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat, liegt in der physikalisch begründeten relativen Trägheit der Wärmebewegung.
Bei den bekannten Verfahren der in Rede stehenden Art. erfolgt der Vorschub des Präparates durch kontinuierliches Erwärmen des Präparatträgers. Diese Vorwärtsbewegung infolge der thermischen Ausdeh- nung hört nach Abstellen der Heizung nicht plötzlich und schlagartig auf, sondern klingt langsam ab. Das hat zur Folge, dass das Präparat, während es vom Schneidgerät geschnitten wird, noch eine gleichmässig verzögerte Bewegung quer zur Schnittebene ausführt. Dadurch werden keine planen Schnitte erhalten, zumal ja der Schnittvorgang verhältnismässig langsam erfolgt.
Bei Schnitten organischer Präparate, wel- che im allgemeinen verhältnismässigweich und nachgiebig sind, erhält man infolge der geschilderten Er- scheinung "waschrumpelartig" gewellte Schnittoberflächen, welche zwar die von solchen Schnitten erhaltenen elektronenmikroskopischen Abbildungen verfälschen, da diese ja unter der Voraussetzung be- trachtet und ausgewertet werden, dass es sich um plane Oberflächen handelt, aber in vielen Fällen doch noch zu brauchbaren Ergebnissen führen.
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Bei anorganischen Präparaten (Metalle, Kristalle, Mineralien) aber, führt die geschilderte Erschei- nung zu schwerwiegenden Missständen, weil durch den seitlichen Druck auf die Schneidvorrichtung durch den auch nach Abstellen der Heizung weitergehenden thermischen Vorschub enorme Kräfte entstehen. die zu einer Zerstörung des Schneidmessers oder des Präparates führen.
Wie eingehende Untersuchungen gezeigt haben, lassen sich die Vorteile des mechanischen Vorschubs-seine Diskontinuität und der Stillstand des Präparates während des Schneidvorganges - mit jenen der Thermoexpansion-Möglichkeit der Feinregulierung des Vorschubs für die geforderten minimalen Schnittdicken-unter Vermeidung der Nachteile beider Verfahren vereinigen, wenn man die Thermo- expansion stossweise, also diskontinuierlich, mit Hilfe von Hochfrequenzheizung. erzeugt. Nur die Hoch- freqqenzheizllng gestattet, dem Präparateträger so kurze und gleichzeitig genau dosierte Wärmestösse zu übertragen, dass der thermische Vorschub in genau berechnetem Ausmass erfolgt und die natürliche Träg- heit der Wärmebewegung kompensiert wird.
Der Erfindungsgedanke lässt sich in Einrichtungen verwirklichen, wie sie in Ultramikrotomen mit Thermoexpansion vorliegen, mit dem Unterschied, dass die bisher ausschliesslich angewendete kontinuierliche elektrische oder andere Heizung durch die diskontinuierliche, genau dosierte Hochfrequenzheizung bzw. Wärmestosselzeugung durch Hochfrequenz ersetzt wird.
Wenn es im Einzelfall zweckmässig oder notwendig erscheint, kann die erfindungsgemässe Art der Herstellung von Mikrotomschnitten für die Übermikroskopie mittels diskontinuierlichem Thermoexpansionsvorschub durch Hochfrequenzheizung mit einer der bekannten Massnahmen der Kühlung, Magnetostriktion oder mechanischen Vorschubregelung kombiniert werden.
Auch ist die Art der verwendeten Messer bzw. Schneiden sowie die Art der Schnittabnahme von der Schneide (Flüssigkeitstrog hinter der Schneide usw. ) durchaus freibleiben.
Die Herstellung der Präparate, d. h. ihre Fixierung und Einbettung, erfolgt in üblicher und bekannter Weise.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mikrotom mit thermischem Vorschub des Präparates zur Herstellung von Schnitten für Über- (Elek- tronen'-)-Mikroskope, dadurch gekennzeichnet, dass es Schalteinrichtungen aufweist, welche es gestatten, dem Präparat bzw. dem Präparateträger kurze warmestösse mittels genau dosierter Hochfrequenzerhitzung während jener Phase des Schneidzyklus, in der das Präparat nicht an der Schneideinrichtung anliegt, derart zu erteilen, dass der Vorschub diskontinuierlich (stossweise) erfolgt.