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Die
Erfindung bezieht sich auf auf Vorrichtungen zur Eindeckung von
histologischen und biologischen Proben in einem optischen Medium
zur nachfolgenden mikroskopischen Untersuchung.
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Die
aufbereiteten und gefärbten
histologischen und biologischen Proben werden in bestimmte Eindeckungsmedien
gebracht, um ein optisch homogenes Medium herzustellen und die Unversehrtheit der
Proben für
die Dauer der Untersuchung zu gewährleisten. Als Eindeckungsmedien
werden beispielsweise Kanadabalsam, Cedax oder Polystyrol verwendet.
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Die
Eindeckung der Proben erfolgt oft von Hand. Zu diesem Zweck wird
die Probe auf einen Glasobjektträger
gelegt, sodann ein Tropfen einer Xylol-Lösung des genannten Stoffes
aufgetragen und vorsichtig mit einem Deckglas abgedeckt. (G. I. Roskin.
Technik der Mikroskopie. Staatlicher Verlag „Sowjetskaja Nauka", Moskau 1951, S.
152; G. A. Merkulow. Kurze Einführung
in die Technik der Pathohistologie. „Medgis", Leningrad 1951, S. 86; B. Romeis.
Technik der Mikroskopie. „IL", Moskau 1953, S.
191-192.) Eine weitere Methode besteht darin, dass ein Tropfen mit
einem in Xylol gelösten
Harz auf ein Deckglas passender Größe aufgebracht und der Objektträger mit
der Probe sodann vorsichtig von oben herabgesenkt wird, bis die
Probe den Lösungstropfen
auf dem Deckglas berührt.
(R. Lilli. Technik der Pathologie und praktische Histochemie. „Mir", Moskau 1969, S.
85.)
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In
sämtlichen
Quellen wird erwähnt,
dass bei manueller Eindeckung Luftbläschen unter das Deckglas geraten,
die das mikroskopische Bild verzerren. Diese Bläschen lassen sich durch vorsichtigen
Druck mit der Spitze einer Präpariernadel gegen
das Deckglas entfernen. B. Romeis weist jedoch darauf hin, dass
bei diesem Verfahren „gewöhnlich das
Präparat beschädigt" wird. Zudem ist
die manuelle Eindeckung der Proben aufwändig, wenig effizient und nur von
entsprechend geschultem und erfahrenem Personal durchzuführen.
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Bekannt
ist der Consul-Eindeckautomat der englischen Firma Shandon Life
Sciences International Ltd. (Shandon Consul Automatic Coverslipper), der
einen Deckglas-Speicher mit Schieber, einen Objektträger-Halter,
eine Dosiereinheit für
das Eindeckungsmedium sowie eine Walzvorrichtung umfasst.
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Der
Objektträger-Halter
besteht aus mehreren Halbrahmen, die an einer Stange befestigt und senkrecht
zu dieser schwenkbar sind. Die Walzvorrichtung des Consul-Eindeckautomaten
besteht aus einem Tisch und zwei Rollen, die sich in Ausgangsstellung
unterhalb des Deckglases befinden. Der Tisch lässt sich einschließlich der
Rollen senkrecht zur Fläche
des Deckglases verfahren, wobei die Rollen durch gefederte Pleuelstangen
abgelenkt werden können.
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Die
Objektträger
werden auf die Stange gelegt, die sich vertikal verfahren lässt. Mit
Hilfe der Schwenkvorrichtung werden die Objektträger sodann dem Arbeitsbereich
zugeführt.
Deckglas-Speicher und Dosiereinheit sind auf dem Gestell befestigt.
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Die
Arbeitsweise des Consul-Eindeckautomaten ist wie folgt:
Der
Deckglas-Schieber bewegt sich entlang seiner Führungen und transportiert so
das unterste Deckglas aus dem Speicher in den Arbeitsbereich. Auf
das Deckglas wird von oben eine Dosis des Eindeckungsmediums gegeben.
Die Schwenkvorrichtung schwenkt den Halbrahmen mit dem Objektträger in den
Arbeitsraum und positioniert den Objektträger über dem Deckglas, wobei sich
die Probe auf der Unterseite befindet. Der Tisch der Walzeinheit
hebt sich und bringt das Deckglas an den Objektträger heran. Der
Schieber der Walzeinheit hebt die Rollen an, bis diese das Deckglas
berühren,
worauf die gefederten Pleuel auszuweichen beginnen und die Rollen über die
Oberfläche
des Deckglases abrollen. Somit wird der Mittelteil des Deckglases
durch den Tisch angedrückt,
während
die Seitenteile von den Rollen angewalzt werden. Schließlich senkt
sich die Walzeinheit und löst
sich von den Gläsern,
während
die Schwenkvorrichtung den Halbrahmen mit dem eingedeckten Objektträger in Ausgangsstellung
bringt.
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Mit
dem Consul-Eindeckautomaten lassen sich bis zu 400 Proben pro Stunde
eindecken. Aufgrund dieser hohen Leistung kann er in pathohistologischen
Labors erfolgreich eingesetzt werden.
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Der
Nachteil des Consul-Eindeckautomaten besteht darin, dass sich Deckglas
und Objektträger während des
Pressvorgangs in horizontaler Lage befinden, was die Entfernung
von Luftbläschen
aus dem optischen Medium erschwert.
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Ebenfalls
bekannt ist die Eindeckvorrichtung gemäß
US 4428793 die einen Deckglas-Speicher,
einen Tisch zur Aufnahme der Objektträger sowie eine Vorrichtung
für die
Entnahme des Deckglases aus dem Speicher, seinen Transport zum Objektträger-Tisch
und das Auflegen auf den Objektträger. Diese Vorrichtung besteht
aus einem Halter, an dem ein Vakuumsauger sowie ein gefederter Drücker angebracht
sind, wobei der Sauger höher
steht als der Drücker.
Die Vorrichtung wird nun vertikal in den Deckglas-Speicher gesenkt,
bis der Sauger ein Deckglas ergreift; dabei wird die Feder des Drückers komprimiert,
bis dieser sich in einer Ebene mit dem Sauger befindet. Nach der
Entnahme des Deckglases aus dem Speicher dehnt sich die Drückerfeder und
drückt
ein Ende des Deckglases nach unten. Während des Transports zum Objektträger-Tisch
befindet sich das Deckglas aufgrund des unterschiedlichen Niveaus
von Sauger und Drücker
in einer leichten Schrägstellung.
Die Vorrichtung senkt das Deckglas mit dem unteren Ende auf den
Rand des Objektträgers
herab, auf dem sich ein Tropfen oder Streifen des Eindeckungsmediums
befindet. Während
des Senkvorgangs drückt
der Drücker
das Deckglas an. Die Drückerfeder
wird dabei so lange komprimiert, bis sich Sauger und Drücker in
einer Horizontale befinden – erst
dann löst
sich der Sauger vom Deckglas. Somit wird das Deckglas erst allmählich und
in einem bestimmten Winkel auf den Objektträger aufgelegt, wodurch sich
Luftblasen leichter aus dem Medium entfernen lassen.
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Der
Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass sich ein einzelnes
Deckglas mit einer Dicke von max. 0,06-0,25 mm nur schwer von dem
Stapel im Deckglas-Speicher
abnehmen lässt,
umso mehr als bei jedem Entnahmevorgang die Federkraft des Drückers auf
den Deckglas-Stapel wirkt. Zudem kann beim Auflegen des Deckglases
die zur Kompression der Stößelfeder
benötigte
Kraft zur Beschädigung der
Probe führen.
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Die
Vorrichtung zur Entnahme und Auflage von Deckgläsern gemäß
US 5989386 , umfasst einen Auflagekopf,
an dessen einem Ende zwei Vakuumsauger in einem Winkel zueinander
angebracht sind. Zwischen den Saugern befindet sich ein gefederter, nach
oben und nach unten beweglicher Stempel, der von einer Elektromagnetspule
angetrieben wird. In eingezogener Stellung berührt der Stempel das Deckglas
nicht. Am anderen Ende des Auflagekopfs, jenseits von Saugern und
Stempel, ist zudem ein gefederter Hebel angebracht.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Der Auflagekopf senkt
sich in den Deckglas-Speicher, bis der Stempel das oberste Glas
berührt,
woraufhin es von den Saugern aufgenommen wird. Aufgrund der Federung
des Stempels und der Winkelung der Sauger biegt sich das Deckglas
durch und löst
sich vom Stapel. Der Auflagekopf transportiert das Deckglas zum
Objektträger.
Das dem Ansaugpunkt gegenüberliegende
Ende des Deckglases wird nun mittels des Hebels heruntergedrückt, sodass
das Deckglas in einem bestimmten Winkel zur Horizontale auf den
Objektträger
aufgelegt wird. Der Auflagekopf verfährt solange nach unten, bis
das von den Saugern gehaltene Ende des Deckglases auf dem Objektträger zu liegen
kommt. Der auf dem Auflagekopf montierte Hebel – er lässt sich im und gegen den Uhrzeigersinn
bewegen – legt
das Deckglas sodann auf dem Objektträger ab, worauf sich die Sauger
lösen.
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Die
in der
US 5989386 beschriebene
Vorrichtung soll dazu dienen, „einen
großen
Prozentsatz einzelner Deckgläser" zu entnehmen. In
der Praxis gelingt es jedoch nicht immer, mittels der Vakuumsauger
ein einzelnes Deckglas zu entnehmen. Folglich müssen die Deckgläser durch
andere Vorrichtungen aus dem Speicher ausgestoßen werden, bevor die Aufnahme
durch die Sauger erfolgen kann. Die Verwendung eines gefederten
Stempels sowie eines Hebels kann ebenso wie im Falle der Vorrichtung
gemäß
US 4428793 zur Beschädigung der
Probe führen.
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Die
Vorrichtung zur Eindeckung von histologischen Proben gemäß
US 6474386 B2 bietet
die Möglichkeit,
die Luft aus dem Zwischenraum zwischen Deckglas und Objektträger sicher
zu entfernen. Diese Vorrichtung beinhaltet eine Plattform für den Objektträger sowie
eine Einrichtung zum Ansaugen und geneigten Auflegen des Deckglases
auf den Objektträger.
Diese Ansaug- und Auflageeinrichtung beinhaltet einen Zylinder,
der auf einem Ständer
neben der Plattform montiert ist und sich mittels eines Motors auf
und ab bewegen lässt.
Auf diesen Zylinder ist zudem ein Haltearm montiert, die über einen eigenen
Motor verfügt
und sich im sowie gegen den Uhrzeigersinn drehen lässt. Am
freien Ende des Haltearms ist ein an eine Vakuumpumpe angeschlossener
Sauger befestigt. Mittels des Haltearms kann der Vakuumsauger angehoben
und soweit wieder gesenkt werden, bis sich das zu transportierende
Deckglas in waagerechter Position befindet.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung gemäß
US 647438 B2 ist wie folgt:
Ein Objektträger mit
einer Probe und einem Tropfen Eindeckungsmedium wird auf die Plattform
gelegt. Die Ansaugeinrichtung nimmt das Deckglas mit Hilfe des Saugers
am einen Ende auf und positioniert es so über dem Objektträger, dass
das angesaugte Ende höher
liegt als das freie Ende. Der Zylinder fährt nun nach unten, bis die
Horizontalachse der Befestigung des Haltearms unterhalb des Ob jektträgers auf der
Plattform steht. In dieser Position berührt das untere Ende des Deckglases
den Rand des Objektträgers
in einem spitzen Winkel zur Horizontale. Der motorgetriebene Haltearm
dreht sich nun gegen den Uhrzeigersinn, wodurch das vom Sauger gehaltene Deckglas
allmälich,
auf dem Objektträger
abgelegt wird. Danach löst
sich der Sauger. Durch diese soll Vorrichtung soll eine beschädigungsfreien
Eindeckung histologischer Proben ermöglichtwerden.
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Der
Nachteil der genannten Vorrichtung liegt in der Aufnahme des Deckglases
mittels des Vakuumsaugers. Diese Konstruktion benötigt eine
Vakuumpumpe sowie eine komplexe Steuerung, wodurch sich die Masse
der Vorrichtung sowie deren Herstellungskosten erhöhen.
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Aus
der
EP 0 935 773 B1 ist
eine Eindeckvorrichtung bekannt, bei der ein um mindestens 45° gegenüber der
Horizontalen geneigter, vorzugsweise jedoch vertikal ausgerichteter
Objektträger
mit einem Deckglas versehen wird. Dazu dient ein schwenkbares Segment,
welches das Deckglas mittels einer Schwenkbewegung derart aufbringt,
daß die
horizontale Linie maximaler Anpreßkraft zwischen Deckglas und
Objektträgerglas
vom unteren Rand zum oberen wandert. Letzteres erfordert jedoch
eine exakte Einstellung auf die jeweilige Dicke von Objektträger mit Objekt
und Deckglas. Die Schwenkbewegung erfolgt dabei mittels eines handbetätigbaren
hebelartigen Rahmens. Dadurch wird auch die Preßkraft zum Aufbringen des Deckglases über den
Hebel von der Bedienperson bestimmt, was neben unexakten Einstellungen
bei zu geringer manueller Kraft ebenfalls zu unbefriedigenden Ergebnissen,
wie Lufteinschlüssen,
führen
kann.
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Die
US 5,580,414 offenbart eine
vollautomatische Eindeckvorrichtung mit Magazinen für Objektträger und
Deckgläser,
einem Transfersystem, um diese zusammenzubringen und einer motorischen Presse
mit zwei durch einen Zahnriemen simultan drehenden Zahnrädern, auf
denen mit jeweils einem Achszapfen die auf- und abbewegbare Preßvorrichtung gelagert ist.
Neben dem motorischen Antrieb für die
Presse, der genauso wie das Transfersystem einer Steuerung bedarf,
ist ein Pneumatiksystem vorgesehen, das Saugnäpfe für den Transport der Objektträger und
Deckgläser
mit dem erforderlichen Unterdruck beaufschlagt.
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Der
Nachteil dieser Vorrichtung ist der beträchtliche gerätetechnische
Aufwand mit Steuerung und Pneumatiksystem, was zu hohen Herstellungs- und
auch Wartungskosten führt.
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Die
DE 23 49 767 B2 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von Deckgläsern auf
Objektträger.
Die Objektträger
werden mittels Förderarmen
positioniert, ein Deckglas einem Stapel entnommen, eine Flüssigkeit
aufgebracht, und dann das Deckglas auf einen Heber gebracht, der
das Deckglas von unten gegen den oben positionierten Objektträger drückt. Auch
diese Vorrichtung enthält
komplexe zusammenwirkende Elemente, sie benötigt Antriebe und eine zentrale
Steuerung, was einen erheblichen Herstellungsaufwand bedeutet.
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Die
vorliegende Erfindung geht von der technischen Aufgabe aus, eine
einfachere und preiswertere Vorrichtung – im Hinblick sowohl auf ihre
Herstellung, als auch auf den Betrieb – zu entwickeln.
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Dabei
soll auf den Einsatz von Vakuumsaugern für die Stapelentnahme der Deckgläser und
den Transport zum Objektträger
verzichtet werden.
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Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung zur Eindeckung von histologischen und biologischen Proben,
beinhaltend eine Plattform für
den Objektträger
und eine Einrichtung zur Auflage des Deckglases auf den Objektträger, derart
ausgebildet, dass die Auflageeinrichtung als Kamm gestaltet ist,
der sich über
der Plattform befindet und mit einem Mechanismus zur pendelförmigen Vor-
und Rückwärtsbewegung über der
Plattform ausgestattet ist, dass die Plattform auf der Seite der
Auflageeinrichtung von einem senkrechten Anschlag mit mehreren Schlitzen begrenzt
ist, in die die Zähne
des Kamms eingreifen und dass sie mit einer Presse ausgestattet
ist, die mit dem Mechanismus zur Bewegung des Kamms durch ein Verbindungselement
verbunden ist und sich über dem
Kamm befindet.
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Die
Ausführung
dieses Mechanismus ist in Form eines Zylindersegments oder einer
Walze möglich.
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Ist
die Bewegung des Kamms über
der Plattform pendelartig, so ist eine Ausführung der Walzenpresse als
Zylindersegment möglich.
Führt der Kamm über der
Plattform dagegen eine Vor- und Rückwärtsbewegung aus, so ist eine
Ausführung
der Walzenpresse als Walze möglich.
Auch andere Formen der Presse sind möglich.
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Zur
Beschreibung der Eindeckvorrichtung können die Zeichnungen in den 1 bis 5(a–d)
herangezogen werden.
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1 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung,
wobei die Bewegung der Auflageeinrichtung über der Objektträger-Plattform
pendelartig erfolgt.
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2 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung,
wobei die Auflageeinrichtung über
der Objektträger-Plattform
eine Vor- und Rückwärtsbewegung ausführt.
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3 zeigt
die Objektträger-Plattform
und die Auflageeinrichtung (den Kamm) in der Draufsicht.
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4 zeigt
Abschnitt B-B des in 3 gezeigten Teils der erfindungsgemäße Vorrichtung
im Schnitt.
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Die 5a bis 5d zeigen
schematisch die Etappen des Verlaufs der Auflage eines Deckglases
auf einen Objektträger
mit Probe.
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Auf
der Plattform 1 (1 und 2)
befindet sich der Objektträger 2 mit
der histologischen Probe 3 (1) und einem
Tropfen (Streifen) Eindeckungsmedium 4. Die Plattform 1 wird
einseitig durch den Anschlag 5 begrenzt. Über der
Plattform 1 und dem Objektträger 2 befindet sich
die Einrichtung zur Auflage des Deckgla ses 7. Die Auflageeinrichtung
ist als Kamm 6 ausgeführt
(s. 3), dessen Zähne
in die Schlitze 8 des Anschlags 5 eingreifen (4). Die
Zähne des
Kamms 6 liegen in einer Ebene; sie können nadel- oder lamellenförmig sein.
In der ersten Ausführungsvariante
der Erfindung ist der Kamm 6 über die Stange 10 mit
dem Pendelmechanismus 9 verbunden. Die Walzenpresse 11,
deren Breite der Länge
des Deckglases 7 entspricht, befindet sich über dem
Kamm 6 und dem Deckglas 7 und ist durch das Getriebe 12 mit
dem Pendelmechanismus 9 verbunden (1).
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In
der zweiten Ausführungsvariante
der Erfindung, die in 2 gezeigt ist, ist der Kamm 6 mit dem
Mechanismus 13 verbunden, der eine Vor- und Rückwärtsbewegung über dem
Objektträger 2 ermöglicht.
Die in Form einer Walze 14 ausgeführte Walzenpresse, deren Länge der
Länge des
Deckglases 7 entspricht, ist über die Stange 15 mit
dem Mechanismus 13 verbunden. Die Walze 14 befindet
sich oberhalb des Kamms 6 mit dem Deckglas 7.
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Die
Vorrichtung ist zudem mit einem Deckglas-Speicher 16 ausgestattet.
Die Zufuhr der Deckgläser 7 auf
den Kamm 6 erfolgt mithilfe eines speziellen Schiebers
durch einen Schlitz (nicht gezeigt) im unteren Teil des Deckglas-Speichers 16.
Dieser Schlitz ist höher
als ein Deckglas 7, jedoch niedriger als zwei Deckgläser 7.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt:
Auf die Plattform 1 wird
der Objektträger 2 gelegt,
auf dem sich die histologische Probe 3 sowie ein Tropfen Eindeckungsmittel 4 befinden.
Aus dem Deckglas-Speicher 16 wird
ein Deckglas 7 auf den Kamm 6 befördert. Die
Auflage des Deckglases 7 auf den Objektträger 2 erfolgt
je nach Ausführungsvariante der
Vorrichtung unterschiedlich; gemeinsam ist dabei jedoch, dass das
Deckglas 7 in einem bestimmten Winkel auf den Objektträger 2 herabgesenkt
wird, beginnend mit der Seite, auf der sich der Tropfen Eindeckungsmedium 4 befindet,
wobei der Auflagevorgang durch allmähliches Herausziehen des Kamms 6 aus dem
Zwischenraum zwischen Deckglas 7 und Objektträger 2 erfolgt.
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Für die erste
Ausführungsvariante
der Vorrichtung ist der Auflagevorgang schematisch in 5a-5d dargestellt. 5a zeigt
die Ausgangsposition, in der das Deckglas 7 auf den Kamm 6 gelegt
wird; der Anschlag 5 verhindert dabei, dass das Deckglas 7 über die
Plattform 1 hinausrutscht. Der Pendelmechanismus 9 beginnt
nun den Kamm 6 zur Seite zu ziehen. Das Deckglas 7 senkt
sich mit dem einen Ende auf den Objektträger 2. Während sich
der Kamm 6 weiter bewegt, wird das Deckglas 7 aufgrund
der Schrägstellung
allmählich
auf dem Objektträger 2 abgelegt
(s. 5b), was das Entweichen der Luft aus dem Zwischenraum
zwischen den beiden Gläsern
begünstigt.
Gleichzeitig zur Pendelbewegung des Kamms 6 setzt der Pendelmechanismus 9 über das
Getriebe 12 die Walzpresse 11 in Betrieb, die
nun über
die Oberfläche
des Deckglases 7 zunächst
in Richtung Anschlag 5 (5c) und
dann in entgegengesetzter Richtung (5d) abrollt.
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In
der zweiten Ausführungsvariante
der Vorrichtung (2) wird der Kamm 6 durch
den Mechanismus 13 herausgezogen, wodurch sich das Deckglas 7 – wie in
der ersten Variante – dank
seiner Schrägstellung
allmählich
auf den Objektträger 2 herabsenkt. Über die
Stange 15 bewegt der Mechanismus 13 die Walze 14,
die nun über
das Deckglas 7 in Richtung Anschlag 5 abrollt.
Die Rückwärtsbewegung
des Antriebs lässt
die Walze 14 sodann in entgegengesetzter Richtung zurückrollen.
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Die
Bewegung der Walzenpresse dient zur zusätzlichen Entfernung von Luftbläschen aus
dem Eindeckungsmedium 4 zwischen den Gläsern. Die Tatsache, dass die
Breite der Presse (bzw. die Länge der
Walze) den Abmessungen des Deckglases 7 entsprechen, sorgt
für eine
gleichmäßige Lastverteilung, sodass
eine Beschädigung
der Probe 3 verhindert wird.
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Die
Vorrichtung ist hinreichend einfach, benötigt weder pneumatische noch
Vakuum-Einrichtungen noch eine Saugersteuerung, und ist dabei zuverlässig im
Betrieb.
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Die
Vorrichtung zur Eindeckung von histologischen und biologischen Proben
kann sowohl in spezialisierten histologischen Labors als auch in
beliebigen medizinischen und biologischen Labors sowie in Institutionen,
die sich mit der Untersuchung von biologischen Geweben und Zellen
befassen, eingesetzt werden.