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Zweck der Gefrier-Ultramikrotomie ist es, Präparate dadurch schneidbar zu machen, dass man sie auf tiefe Temperaturen bringt, also sozusagen einfriert. Dies ist notwendig, wenn das Objekt (z. B. Gummi od. dgl.) bei normaler Temperatur zu weich und/oder zu elastisch ist, um dünn oder ultradünn geschnitten zu werden, oder wenn biologische Objekte zur Vermeidung von Artefakten, wie sie häufig bei der üblichen Einbettung in schneidbare Kunststoffe auftreten, in nativem Zustand zu schneiden sind.
In letzterem Falle wird beispielsweise das Präparat einem inneren Organ eines Versuchstieres entnommen, unter Verwendung einer geringen Menge einer Fixierflüssigkeit, z. B. Glutaraldehyd, in Objektblöcke von etwa 1 mm3 Grösse mittels Rasierklingen zerteilt, dann eipefroren und schliesslich am Präparathalter eines Mikrotoms bzw. Ultramikrotoms befestigt.
Der erfolgreiche Ablauf dieser Manipulationen ist von der Sorgfalt, Sachkenntnis und Geschicklichkeit des Anwenders abhängig. Ganz abgesehen davon, dass im allgemeinen eine Vielzahl von Präparaten so gleichartig wie möglich hergestellt werden muss (wegen vergleichender Untersuchungen), muss erfahrungsgemäss die Temperatur, bei der das Präparat in Objektblöcke zerteilt wird, genau eingestellt und kontrolliert werden. überdies weiss man aus Erfahrung, dass beim Abkühlen das zu zerteilende Objekt rasch auf tiefe Temperaturen gebracht werden muss, weil im gegenteiligen Falle leicht intrazelluläre Eiskristallbildung auftritt. Diese führt ihrerseits zur Zerstörung von Zellmembranen, zur Bildung zusätzlicher Vakuolen u. dgl., kurz gesagt zu Artefakten, die man gerade mit Hilfe der Gefriermethode vermeiden will.
Es hat sich gezeigt, dass dieser Mangel nur durch sehr hohe Abkühlgeschwindigkeit, d. h. dadurch vermieden werden kann, dass das Präparat sehr rasch auf tiefe Temperaturen gebracht wird.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung zur Herstellung von Präparaten für die Gefrier-Mikrotomie, insbesondere Gefrier-Ultramikrotomie, zu schaffen, mittels welcher die aufgezeigten Mängel vermieden bz,'.. Forderungen erreicht werden können.
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Kältemittel eintauchbare, einander gegenüberliegende und gegeneinander geführte Halter (11,13) vorgesehen sind, wobei mindestens einer gegen den andern hinbewegbar ist und mindestens einer der Halter an der dem ändern Halter zugewendeten Seite Schneideklingen aufweist.
Eine solche Vorrichtung bietet neben der Möglichkeit, die das Organ aufnehmenden Halter dauernd auf der gewünschten Abkühltemperatur zu halten, auch den Vorteil, dass gleichzeitig vährelld der gegeneinander gerichteten Bewegung der die Schneideklingen tragenden Halter, diese Halter in das jeweilige Kältemittel eingetaucht werden können.
Dadurch wird erreicht, dass die jeweiligen Organe nur einen optimal kurzen Zeitraum vom nativen Organ zum bereits fertigen, tiefgefrorenen und entsprechend zerteilten Präparat durchlaufen müssen, da das Organ nicht nur für den Schneidevorgang entsprechend richtig in die Halter eingebracht, sondern gleichzeitig tiefgefroren und geschnitten wird.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass jeder der beiden Halter Hohlräume aufweist, welche dem kontinuierlichen Durchfluss eines Kältemittels dienen. Diese Ausführung zeichnet sich durch besondere Anpassungsfähigkeit hinsichtlich der abzuführenden Wärmemenge bzw. der vorbestimmbaren Abkühlungsgeschwindigkeit aus. Weitere wesentliche Vorteile und Merkmale der Erfindung sind nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung, auf das diese jedoch keineswegs beschränkt ist, beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt die Fig. l teilweise geschnitten den Aufbau einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die Fig. 2 gibt deren Ansicht wieder. In der Fig. 3 sind im vergrösserten Massstab die erfindungsgemässen Halter an einer parallelspannenden Zange.
Gemäss den Fig. l und 2 befindet sich in einem beispielsweise als Vakummantelgefäss ausgebildeten Behälter-l-ein Kältemittel-2-, beispielsweise flüssiger Stickstoff. In einer am Vakuummantelgefäss angeordneten Lagerstelle (3) ist die Trägergabel --4-- um die Drehachse --5-- drehbar gelagert. Die Trägergabel --4-- ist derart geformt, dass zwischen ihren Gabelarmen --4a-- genügend Raum für die Anordnung des Grundkörpers --6-- bleibt. Die beiden Gabelarme--4a--umgreifen beidseitig den Grundkörper --6--, wobei der Grundkörper-6-mittels Bolzen-7-od. dgl. um die Drehachse - -8-- verdreh- bzw. verschwenkbar gelagert ist.
Der Grundkörper --6-- weist eine Vielzahl, nach unten in
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel trägt beispielsweise der Halter --11-- die Schneideklingen --12--.
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Es könnte aber genausogut der Halter --13-- zur Aufnahme der Schneideklingen--12--ausgebildet sein. Als Schneideklingen --12-- können sowohl an sich bekannte Rasierklingen, oder aber für bestimmte Zwecke geformte Klingen, Schneideplättchen usw. aus Metall, Glas oder Kunststoff verwendet werden. Zwischen die beiden Halter--11 und 13--wird das zu frierende und zu schneidende Organ--25--eingebracht, wo
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Kältekreislauf angeschlossen werden können.
Die Halter-11 und 13-sind über mindestens zwei Führungen-16-im Grundkörper-16- geführt, wobei mittels Druckfedern --17-- und Gegenplatte --18-- die beiden Halter jeweils gegen die einander gegenüberliegenden INnenseiten --19-- des Grundkörpers --6-- gedrückt werden und somit eine dauernde offene Stellung der beiden Halter sowie auch deren exakte Parallelführung erzielt wird.
Zur gegeneinander gerichteten Bewegung der beiden Halter-11 und 13-ist beidseitig ausserhalb des Grundkörpers-6-jeweils eine auf einer Welle --20-- angeordnete Nocke vorgesehen, welche mit der jeweiligen Welle-20-in entsprechendem Lager-22-an der Behälterwand gelagert ist. Die Wellen --20-- sind jeweils über ein Antriebsrad-23--, ein Zahnrad, eine Riemenscheibe od. dgl. von einem nicht dargestellten Antrieb einzeln für sich, oder aber gemeinsam und gleichzeitig antreibbar, wobei die sich drehenden Nocken entgegen der Kraftwirkung der Druckfedern --17-- über die Gegenplatten-18-und die Führungen --16-- die beiden Halter--11 und 13--gegeneinander bewegen.
Die Schaltung wird
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--21-- durchgeführt- in vertikaler Richtung von unten, eine Kraft ausgeübt, so dass die Trägergabel--4--mit ihrem Gabelarm-4a--und dem dazwischen gelagerten Grundkörper --6-- infolge der drehbaren Lagerung um die Drehachse --5-- zur Gänze in das Kältemittel eingetaucht und so lange darin verweilt, bis die Kraftwirkung auf den Hebel --24-- aufgehoben wird, bzw. auf den Hebel eine vertikale Kraft von oben ausgeübt wird, welche bewirkt, dass die Trägergabel--4--samt dem Grundkörper --6-- in jeweils gewünschtem Ausmass aus dem Kältemittel herausragt.
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--8-- dreh- bzw.Halter-11 und 13-mit dem entsprechenden Organ --25-- immer eine, im wesentlichen horizontale Lage einnehmen kann.
Überdies ist die erfindungsgemässe Vorrichtung nicht nur zum Schnellgefrierschneiden geeignet, sondern auch als Magazin bzw. Speicher für tiefgefrorene und geschnittene Präparate. In diesem Falle bleibt der Grundkörper-6-mit den sich zwischen den Schneideklingen --12-- befindlichen Präparaten ständig im Kältemittel eingetaucht und wird nur bei Bedarf und zur Entnahme eines oder mehrerer Präparate angehoben.
Auch ist es möglich, zusätzliche Halter für die Präparate vorzusehen, so dass die jeweils geschnittenen Präparate nicht zwischen den Schneideklingen verbleiben und diese daher sofort wieder für einen neuen Gefrierschneidevorgang zur Verfügung stehen.
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3Schneideklingen-Distanzstück wird ein Schneidblock erreicht, welcher es im dargestellten Beispiel gestattet, zwischen den vorhandenen Schneideklingen beispielsweise 6 Präparate von einem eingebrachten Organ--25-- herzustellen.
Dadurch, dass Distanzstücke --12a-- auswechselbar und unterschiedlich gestaltet sind, z. B. verschiedene Dicke, verschiedene Längen u. dgl., wird zusätzlich erreicht, dass die Form bzw. das Volumen eines oder mehrerer herzustellender Präparate durch entsprechende Anordnung der Distanzstücke in Verbindung mit den Schneideklingen vorbestimmbar ist.
Vorteilhaft ist dabei, dass dadurch in einem Schneidevorgang Präparate verschiedener Grösse, Dicke sowie unterschiedlicher Volumina erzeugt werden können, und daraus jeweils die für jedes Organ optimale Form des zu untersuchenden Präparates rasch und unkompliziert hergestellt werden kann.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Schneideklingen --12-- und der Distanzstücke --12a-werden U-förmig gestaltete Tröge gebildet, welche an beiden Seiten geöffnet werden können bzw. offen gehalten sind, so dass dadurch auch das seitliche Ausstossen der jeweiligen Präparate problemlos zu bewerkstelligen ist.
Dieser Ausstossvorgang ist gegebenenfalls auch bei geschlossener Stellung der Halter durchführbar.
Wie in Fig. 3 weiters ersichtlich, sind die Schneideklingen --12-- und die Distanzstücke --12a--
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mittels Schrauben, Stiften--26--od. ähnL Verbindungsmitteln lösbar zusammengespannt, wobei gleichzeitig die Köpfe der Stifte-27-, Schrauben od. dgl., als Führungen in einer Führungsnut --28-- der Führungsplatte --10-- gleiten und somit gleichzeitig der Führung der Halter während der Schneidebewegung mindestens eines Halters dienen. Im dargestellten Beispiel ist die Führungsplatte fest mit dem Halter--13-- verbunden, und nur der die Schneideklingen tragende Halter --11-- führt die entsprechende Bewegung aus.
Eine weitere, bevorzugte Möglichkeit, den Erfindungsgedanken in einfachster Weise zu verwirklichen, ist in Fig. 4 dargestellt. Die beiden Halter--11 und 13--werden derart ausgebildet, dass sie als Zangenbacken in eine beliebige, jedoch parallel spannende Zange einsetzbar sind, und somit in einfachster Weise durch die Betätigung der beiden Handhaben --29-- und 30-- von Hand aus die entsprechenden Präparate hergestellt werden können.
Diese solcherart als Präparationszange ausgeführte Einrichtung zur Herstellung von Präparaten kann einerseits von Hand aus in ein Becken mit Kältemittel getaucht werden oder aber mittels Anschlusselementen - 31 und 32--an einen bestehenden Kältekreislauf angeschlossen werden, wobei as Kältemittel wieder durch die entsprechenden Bohrungen der Halter geleitet wird. Eine wesentliche Voraussetzung zur Realisation des Erfindungsgedankens in der vorstehend beschriebenen einfachen Form ist jedoch, wie schon erwähnt, eine exakt parallel gegeneinander geführte Bewegung beider Halter-11 und 13--.
Im Rahmen der Erfindung sind noch zahlreiche Abänderungen möglich. So braucht beispielsweise die Absenkbewegung in das Kältemittel keineswegs wie gezeigt bewerkstelligt werden, wenn sich auch diese Ausbildung und Anordnung als besonders einfach und funktionssicher erwiesen hat. Es ist auch durchaus möglich, eine Mehrzahl solcher Vorrichtungen nebeneinander in einem entsprechend grossen Vakuummantelgefäss vorzusehen, wobei der Schneidevorgang der einzelnen Vorrichtungen gekoppelt gesteuert werden kann.
Solcherart ist es möglich, eine relativ grosse Anzahl von Präparaten in kürzester Zeit herzustellen und auch gebrauchsfertig im Kältemittel zu lagern.
PATENTANSPRÜCHE :
1., Vorrichtung zur Herstellung von Präparaten für die Gefrier-Mikrotomie, insbesondere für
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einschaltbare und/oder in ein Kältemittel eintauchbare, einander gegenüberliegende und gegeneinander geführte Halter (11,13) vorgesehen sind, wobei mindestens einer gegen den andern hin bewegbar ist, und mindestens einer der Halter an der dem andern Halter zugewendeten Seite Schneideklingen aufweist.
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