DE1922740U - Mikrotom. - Google Patents

Description

Akt.Zehn. F 24 O39/42h Gbm

FRIGISTOR LABORATORIES LIMITED, Langley, Buckinghamshire

(England)

"Mikrotom"

Die Neuerung bezieht sich auf ein Mikrotom, mit dem in der Kälte Schnitte hergestellt werden können*

Oft ist es wichtig, dass histologiseheSchnittevon einem gefrorenen Material schnell und zuverlässig, beispielsweise während einer chirurgischen Operation ausgeführt werden können, um festzustellen, ob das Gewebe bösartig ist oder nicht. Ziel der vorliegenden Neuerung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit der solche Schnitte in einfacher Wei^e erhalten werden können.

Mit der vorliegenden Neuerung wird ein Mikrotom geschaffen, das ein Messer, Einrichtungen zur kontrollierten thermoelektrischen Abkühlung dieses Messers und einen Mikrotom-Gestelltisch besitzt, der mit unabhängigen thermoelektrischen Mitteln zur Steuerung seiner Temperatur ausgerüstet ist.

Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Neuerung ist der Mikrotomgestelltisch mit einem thermoelektrischen Kühl- und Heizelement versehen; ein weiteres thermoelektrisches Kühl-

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und Heizelement ist lös- bzw, auswechselbar am Mikrotominesser gehalten. Vorzugsweise ist das Messer auf einen keilförmig ausgebildeten Querschnitt geschliffen.

Die Kühlelemente können flache gerippte Platten (wafers) sein, die beim Durchschicken eines geeigneten elektrischen Stromes auf einer ihrer beiden Seiten Kälte und auf der anderen Seite War me/er zeugen. Die Platten können aus Blöcken aus zwei verschiedenen thermoelektrischen Materialien bestehen. Die Blöcke befinden sich in planarer Anordnung und sind derart vermittels thermisch und elektrisch leitender Verbindungsmittel in Reihe geschaltet, dass benachbart liegende Blöcke entgegengesetztes Leitungsvermögen besitzen, so dass beim Fließen des elektrischen Stromes in einer bestimmten Richtung der Strom von dem aus dem einen thermoelektrischen Material bestehenden Block zu dem Block aus dem anderen Material über ein Verbindungsglied fliesst, das auf der einen Seite der Anordnung liegt, wonach dann der Strom zu dem erstgenannten Block über ein Verbindungsglied das auf der anderen Seite der Anordnung liegt, fliesst, so dass beim Hindurchschicken eines geeigneten elektrischen Stromes die eine Seite der Anordnung heiss und die andere Seite kalt wird. Eine derartige thermoelektrische Kühlplatte (wafer) ist unter der Bezeichnung "Frigistor" auf dem Markt. Werden solche Platten zum Kühlen benutzt, dann wird ein Wärmeübertragungselement normalerweise gegen die heisse Fläche

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(Rückseite) angelegt, damit von dieser die Hitze abgeleitet wird, wobei das Element derart befestigt wird, dass ein guter thermischer Kontakt mit den Verbindungsgliedern auf der heissen Fläche entsteht, von der es jedoch elektrisch isoliert sein soll. Die auf der kalten Fläche (Vorderseite) vorgesehenen Verbindungsglieder werden in guten thermischen Kontakt mit dem zu kühlenden Objekt oder Raum gebracht, jedoch erforderlichenfalls von diesem elektrisch isoliert. Der Ausdruck "Vorderseite" wird zur Bestimmung derj'enigen Seite der Kühlplatte benutzt, die in thermischem Kontakt mit dem Obj"ekt oder Raum steht, dessen Temperatur geregelt werden soll, und der Ausdruck "Rückseite" steht für die gegenüberliegende Fläche. Die thermoelektrischen Kühlplatten können mit einer elektrisch isolierenden jedoch thermisch leitenden Schicht versehen sein, die auf einer oder beiden Seiten befestigt ist.

Vorzugsweise wird mindestens eine thermoelektrische Platte gegen j'ede Seite des Messers angelegt, wobei ihre Vorderseite gegen das Messer anliegt unter Zwischenlage einer dünnen Folie eines elektrisch isolierenden Materials, die mindestens auf einer Seite, vorzugsweise jedoch auf beiden Seiten mit einem Fettfilm versehen ist. Diese Folie soll natürlich dem Wärmefluß einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Die Rückseitender thermoelektrischen Platten liegen in thermischem Kontakt mit den Wärmeübertragungs- bzw. -Ableitungseinrichtungen, von denen sie j'edoch elektrisch isoliert sind.

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Die Wärmeübertragungseinrichtungen ragen vorzugsweise über die Kanten der Kühlplatten hinaus, wobei die überstehenden

Teile zweckmässigerweise dazu dienen, um die gesamte Anordnung am Messer zu befestigen.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Neuerung ist eine das Rollen der Schnitte verhindernde Einrichtung (anti-roll bar) an dem elektrisch gekühlten Mikrotommesser vorgesehen.

Die Anti-Rolleinrichtung ist vorteilhafterweise mit thermoelektrischen Kühlmitteln versehen, die an dieser Einrichtung gehalten sind und vorzugsweise eine unabhängige Temperaturkontrolle gestatten, so dass die Temperatur unabhängig von der des Messers verändert werden kann.

Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Neuerung werden die Mittel, die die zui? direkten Kühlung des Messers dienenden thermoelektrischen Kühlmittel am Messer festhalten, zur Halterung der Anti-Rolleinrichtung herangezogen.

Nachstehend wird die Neuerung unter Bezugnahme auf die Zexchnungsbeschreibung, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind, beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer neuerungsgemässen

Ausführung eines Mikrotoms,
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt nach der Linie II-II

der Fig. 1,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende perspektivische Ansicht,

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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von einer anderen Ausführungsform für die Halteeinrichtung,

Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht die in Fig. 4 gezeigte Halteeinrichtung in Arbeitsstellung,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Halteeinrichtung,

Fig. 7 eine Ausführungsform von einer Kühlplatte (wafer), wie sie bei dem in Fig. 1 gezeigten Mikrotom verwendet wird,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform eines thermoelektrisch gekühlten Mikrotoms,

Fig. 9 in Endansicht das in Fig. 8 gezeigte Mikrotom und

Fig.10 bis 13 Möglichkeiten zum Anstellen der thermoelektrischen Kühlplatten gegen das Mikrotommesser.

Das in Fig. 1 gezeigte Mikrotom besitzt ein Schneidmesser 1, das in einem Support 2 gehalten ist. Das Messer 1 wird durch ein Paar thermoelektrischer Platten 3 gekühlt, von denen nur eine in Fig. 1 erkennbar ist; die andere befindet sich auf der Unterseite des Schneidmessers. Die Platten werden über Zuleitungen 9 mit Strom versorgt. Bei normaler Stromrichtung ist die kalte Seite der Platten in thermischem Kontakt mit dem Schneidmesser 1 und ihre heisse Seite wird durch die Wärmeübertragungs(ableitungs)elemente 4>4^T gekühlt, die vermittels der Zuleitungen 5 rait einem flüssigen Kühlmittel versorgt werden. Die Kühleinheiten werden vermittels der Bolzen 6 in ihrer Lage gehalten, wobei die Art und Weise der Befestigung nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird.

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Das Mikrotomgestell bzw. der Mikrotomtisch 7 wird durch eine thermoelektrische Kühlplatte 8 gekühlt,die über Zuleitungen 12 mit Strom versorgt wird. Bei normaler Stromrichtung ist die kalte Seite der Platte 8 in thermischem Kontakt mit dem Tisch 7 und ihre warme Seite wird durch ein Wärmeübertragungs-(ableitungs)element gekühlt, das seinerseits durch ein flüssiges Kühlmittel, das durch die Leitungen I3 (von denen nur eine gezeigt ist) zugeführt wird, gekühlt wird.

Die Temperatur des Messers wird durch ein geeignetes Thermometer 14 (Widerstandsthermometer (thermister) oder Thermoelement usw.) gemessen. Die Temperatur des kalten Tisches kann in ähnlicher Weise festgestellt werden. Der Tisch 7 besteht zweckmässigerweise aus einem Aluminiumblock, der eine Bohrung 16 zum Einführen eines Thermoelements oder eines Widerstandsthermometers (thermister) aufweist, sowie eine Bohrung auf seiner Unterseite, die einen Nylonbolzen aufnimmt, vermittels dessen der Tisch an deR thermoelektrischen Platten sowie dem Wärmeaustauschelement und in einigen Fällen auch an dem Träger 15 festgehalten wird.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform einer Halterung sind, wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, die Wärmeübertragungselemente 4,4* vermittels Bolzen 6 in ihrer Lage festgehalten, wobei die Bolzen in zylindrische Lager 18 eingeschraubt sind. Die Lager 18 passen genau in in das untere Heizübertragungselement 4^f seitlich eingebrachte Bohrungen und weisen in ihrer

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gekrümmten Oberfläche Sacklöcher auf, in welche die unteren Enden der Bolzen 6 eingeschraubt und dort vorzugsweise unlösbar, beispielsweise durch Löten, befestigt sind. Die Bolzen sind durch parallel zu den Längsseiten des Wärmeübertragungselements 4^T verlaufende Schlitze 2© zu den Lagern 18 geführt, wobei die Schlitze eine solche Breite besitzen, daß die Bolzen 6 kein Spiel in Richtung der kurzen Seiten des Elements 4* haben. Die Bolzen 6 sind genau in zylindrische Lager 19 eingepaßt, die im rechten Winkel zu der die Bolzen 6 aufnehmenden Bohrung eine Flachseite aufweisen. Die Lager 19 passen genau in in dem Wärmeübertragungselement 4 vorgesehene halbzylindrische Vertiefungen. Die Unterseite des Wärmeübertragungselements 4 und die Oberseite des Elements 4* sind mit Schlitzen 21 bzw. 20 versehen, die parallel zu den Längsseiten der Elemente verlaufen und in welche die Bolzen 6 in Bezug auf die Richtung parallel zu den kurzen Seiten des Elements 4 genau eingepaßt sind, so daß die Elemente und die Bolzen 6 sich frei in der Ebene der Figur 3 bewegen und die Lager 18 und 19 i*¹ dieser Ebene frei gedreht werden können, jedoch die Elemente 4*4*» die Bolzen 6 und die Lager 18 und 19 sich nicht relativ zueinander im rechten Winkel zu der Ebene der Figur 3 bewegbar sind. Die Lager 19 sind lösbar gegen das obere Wärmeübertragungselement 4 vermittels auf die Bolzen 6 aufgeschraubter Flügelschrauben 24 gehalten, die über zwischen einer oberen und unteren Unterlagscheibe 23 vorgesehene Federn einen Druck ausüben.

Durch diese Anordnung der Wärmeübertragungselemente 4,4* werden die thermoelektrischen Kühlplatten 3,3* gegen das Messer 1 gedrückt. Die thermischen Kontakte zwischen den Bauteilen 4 und 3,

3 und 1, 1 und 3* sowie 3* und 4* können beispielsweise durch einen dünnen Fettfilm verbessert werden. Dadurch werden auch kleine Unebenheiten auf der Oberfläche des Schneidmessers 1 ausgeglichen und die jeweils zwischen den entsprechenden Bauteilen vorhandene Reibung wird reduziert. Um die Kühlplatten und Wärmeübertragungsglieder an einem Abgleiten auf dem Messer nach vorne zu verhindern, liegen die hinteren Bolzen gegen einen aus Isoliermaterial bestehenden Block 17 an, der sich gegen die Rückseite des Messers 1 abstützt. Der Block 17 weist eine solche Form und Größe auf, daß der Anschluß der elektrischen Leitungen 9 nicht behindert wird und eine minimale Kontaktfläche zwischen dem Messer 1, den Bolzen 6 und dem unteren Wärmeaustauschelement 4^T vorhanden ist.

In den Figuren 4 und 5 ist eine andere Ausführung für die Halterung des Messers gezeigt, die einen Bügel(yoke) 25 aus wärmeisolierendem Material, vorzugsweise einem synthetischen Harz oder Kautschuk, der geschäumt sein kann, aufweist und in den das Messer eingepaßt ist. Die Stärke der Schenkel 26 des Bügels ist in der Richtung senkrecht zu der Messerfläche, gegen die der Bügelschenkel passend anliegt, vorzugsweise etwas geringer als die Stärke der thermoelektrischen Kühlplatten 3>3^T· Me Wärmeübertragungseleiaente 4»4* sind dann so ausgebildet, daß sie die Bügelschenkel überlappen und auf diese aufgeschraubt werden können, wodurch die thermoelektrischen Kühlplatten fest gegen das Schneidmesser gedrückt werden. Der Druck kann dadurch gleichmäßiger gehalten werden, daß in der Nähe der frontseitigen Enden der Schenkel 26 oder nahe den Frontkanten der Wärmeübertragungselemente Klammern vorgesehen werdenj der Ausdruck "frontseitig" soll in diesem Zusammenhang auf die

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Lage der Kanten oder Enden nahe der Schneidkante des Messers bezogen sein. Die Bügel können aus einem federnden Material bestehen, so daß sie an dem befestigten Schneidmesser gehalten oder von diesem entfernt werden können. Fett und dünne Filme können, wie bereits eingangs beschrieben, zur Erzielung eines guten thermischen Kontaktes und einer elektrischen Isolation verwendet werden.

Die oben beschriebenen Ausführungen für die Halterung sind vorzugsweise für die Kühlung von großen Mikrotommessern bestimmt, die in der in Figur 1 gezeigten Weise befestigt sind. Zur Halterung von kleineren Messern kann eine große Federklammer (spring-back) ähnlich des sogenannten "bull dog"-Typs verwendet werden, so wie es in Figur 6 gezeigt ist.

Bei einer anderen Ausführung einer Halterung sind dünne Magnete am Mikrotommesser angebracht, die teilweise oder vollständig die Fläche einschließen, mit der die thermoelektrischen Kühlplatten gegebenenfalls in Berührung kommen. Die Magnete können dünner als die Kühlplatten sein, es können aber auch andere Mittel vorgesehen werden, um zu gewährleisten, daß sie nicht mit den Wärmeübertragungselementen in einen thermischen Kontakt kommen. Dadurch wird ein Gleiten der thermoelektrischen Kühlplatten relativ zu dem Mikrotommesser vermieden. Die Wärmeübertragungselemente können magnetisches Material enthalten. Es können auch an ihnen Magnete befestigt sein, um sie und die thermoelektrischen Kühlplatten gegen das Messer zu halten. Der Druck kann in geeigneter Weise auf

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die Wärmeübertragungselemente ausgeübt werden, damit der thermische Kontakt zwischen dem Messer und den kalten Seiten der Kühlplatten und zwischen den Wärmeübertragungselementen und der heißen Seite der Kühlplatten sichergestellt ist. Die Magnete können zusammen mit Federklammern (spring-back clips) verwendet werden, wobei diese den Druck ausüben und die Magnete ein Gleiten verhindern. Die oben beschriebenen Halterungen werden bei den bekannten Mikrotommessern angewandt. Jedoch können die Messer speziell zur Herstellung von durch gefrorenes Gut geführten Schnitten ausgebildet sein. Ein oder mehrere kleine Bohrungen sind in jeder Fläche des Messers eingebracht, in die ein aus Nylon bestehender Schraubbolzen eingreifi Die Wärmeübertragungsglieder und die thermoelektrischen Kühlplatten sind mit einer Bohrung versehen, durch welche der Nylonbolzen hindurchgeführt ist. Ein solches thermoelektrisches Kühlglied ist in Figur 7 gezeigt. Das Messer wird gehärtet und getempert, nachdem die Bohrungen eingeschnitten (drilled and tapped) sind.

Die Kühlung des Mikrotomtisches kann durch eine Anordnung erfolgen, bei der der kalte Tisch 7 die Form eines Aluminiumblocks aufweist, der eine Bohrung 16 (Figur 1) zur Einführung eines Thermoelementes oder Widerstandsthermometers (thermistor) aufweist, sowie eine in seine Unterseite eingedrehte Bohrung zur Aufnahme eines Nylonbolzens, wodurch er an der thermoelektrischen Platte 8, dem Wärmeübertragungselement 10 und gegebenenfalls auch an dem Träger 15 gehalten ist. Wenn ein Nylonbolzen verwendet wird, dann können die Thermoelemente in der Platte 8 in geeigneter Weise um die den Bolzen aufnehmende Bohrung herumgruppiert werden wie es in Figur 7

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gezeigt ist. Das Wärmeübertragungselement 10 kann an dem Träger durch Schrauben befestigt werden, die in den Träger 15 eingesetzt und zu dem Wärmeübertragungselement 10 durchgeführt sind. Eine solche Halterung kann aber auch in jeder anderen geeigneten Weise ausgeführt werden.

Es ist auch möglich, die Kühlplatte und das unterhalb dieser liegende Wärmeübertragungselement und den oberhalb der Kühlplatte angeordneten kalten Tisch in der üblichen Schraubstockhalterung an dem kalten Tisch festzuhalten.

Soll der Kühltisch 7 auf sehr niedrigen Temperaturen gehalten werden, dann kann der Tisch durch eine geeignete mehrstufige thermoelektrische Kühleinheit gekühlt werden. Es ist auch möglich, eine einstufige, thermoelektrische Kühleinheit einzusetzen, wobei das Wärmeaustauschglied beispielsweise durch einen niedrigen Gefrierpunkt aufweisende Flüssigkeiten, die dasrch festes Kohlendioxyd gekühlt werden, stärker gekühlt werden kann.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Vorrichtung bei der Herstellung feiner Schnitte von gefrorenem Gewebe beschrieben. Zunächst wird die optimale Temperatur für das Mikrotommesser und den Tisch zur Herstellung der Schnitte von einem bestimmten Gewebe ermittelt. Dies kann zunächst auf empirischem Wege erfolgen. Nachdem aber einmal der Temperatürwert ermittelt wurde, braucht das Bestimmungsverfahren nicht mehr wiederholt zu werden. Die optimalen Temperaturen können in Abhängigkeit von anderen Faktoren, beispielsweise der Dicke ües ,Schnittes oder den Temperaturen und die

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relative Feuchtigkeit der die Proben umgebenden Luft variieren. Es kann erforderlich sein, die beiden letztgenannten Faktoren dadurch auf einen Standartwert einzustellen, daß die gesamte Apparatur in einen auf 0 C oder in einigen Fällen noch niedrigeren Temperaturen befindlichen Behälter eingeschlossen wird, der mit einem Filter (draught excluder) und Leiteinrichtungen (baffles) versehen ist, um die von der Ärbeitsperson ausgeatmete Luft von der Probe abzuhalten. Falls erforderlich kann der Kühlbehälter Trockenmittel wie Silikagel oder andere Mittel enthalten, um die Luft zu trocknen, damit eine Kondensation von Feuchtigkeit auf der Probe ausgeschlossen wird.

Werden sehr niedrige Temperaturen benötigt, kann der Kältebehälter selbst auf thermoelektrischem oder anderem Wege gekühlt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Wärmeübertragungs-(ableitungs)glieder, die in thermischem Kontakt mit den heißen Flächen der thermoelektrischen Kühlplatten stehen, vermittels besonders gekühlter, einen niedrigen Gefrierpunkt aufweisenden Flüssigkeiten zu kühlen, die anstelle von Wasser durch die Leitungen 5 geführt werden. Das Messer kann auch auf andere Art und Weise gekühlt werden, z.B. indem eine gleichmäßige ober— halb der benötigten Temperatur liegende Temperatur eingestellt wird und die weitere Abkühlung und exakte Temperaturkontrolle auf thermoelektrischen Wege ausgeführt wird, wie es oben beschrieben wurde.

Beim Betrieb kann eine gleichmäßige Temperatur dadurch erhalten werden, daß die Stromversorgung für die auf dem Mikrotomtisch angeordnete Kühleinheit eingestellt und unabhängig davon die

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Stromversorgung für die auf dem Mikrotommesser liegende Kühleinheit eingestellt wird.

Die Neuerung wurde vorzugsweise unter Bezugnahme auf Einrichtungen beschrieben, bei denen die Kühleinheit auf dem Mikrotommesser durch jeweils ein paar thermoelektrischer Kühlplatten und geeigneter Wärmeübertragungsglieder sowie durch Halterungsmittel gebildet wird. Falls erforderlich, können zwei oder mehr derartiger paarweise eingesetzter Bauteile verwendet werden, gegebenenfalls kann aber auch eine einzige thermoelektrische Kühlplatte genügen.

Eine gleichmäßige Temperatur an jeder beliebigen Stelle, z.B. am Messer oder gekühlten Tisch, oder an beiden kann automatisch vermittels eines Relais eingestellt werden, das die Stromversorgung für die thermoelektrische Kühlplatte, die die betreffende Stelle kühlen soll, steuert, wobei das Relais durch ein Widerstandsthermometer (thermistor) oder ein Thermoelement oder andere geeignete Einrichtungen, die in Abhängigkeit von der Temperatur der betreffenden Stelle betätigt werden, erregt wird. Falls eine geeignete thermostatische Kontrolle eingebaut ist, brauchen keine gleichförmigen Kühlmittel zusätzlich zur thermoelektrxschen Kühlung eingesetzt zu werden. Es reichen beispielsweise Brocken von festem Kohlendioxyd aus, die auf das Mikrotommesser im Abstand vom Schneidbereich des Messers plaziert werden.

Es wurde festgestellt, daß, wenn die optimalen Temperaturen für Messer und Mikrotomgestelltisch zur Herstellung von Schnitten einer besonderen Dicke und von einem besonderen Material einmal

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ermittelt werden und der Mikrotomgestelltisch und das Messer auf diese optimalen Temperaturen gebracht sind, qualitativ hochwertige Schnitte mit einer außergewöhnlich geringen Stärke zuverlässig und schnell erhalten werden können. Bs sei noch bemerkt, daß die Temperaturen des Mikrotommessers und des Tisches nicht unbedingt gleich zu sein brauchen.

Beispiel: Eine Kühleinheit für ein Messer bestand aus vier Kühlplatten und diesen zugeordneten Wärmeübertragungsmitteln. Die Platten wurden durch Klammerung am Messer gehalten, zwei oberhalb und zwei unterhalb der Schneidfläche. Eine weitere einzige Kühlplatte und ein damit verbundenes Wärmeübertragungselement wurde am Mikrotomgestelltisch befestigt. Die Arbeitstemperaturen der für den Tisch und das Messer bestimmten Kühleinheiten wurden jetzt durch Verwendung von zwei getrennten Netzanschlüssen kontrolliert, von denen jeder einen Strom bis zu 15 Ampere bei 6 Volt abgibt. Die Ströme wurden durch veränderliche Transformatoren geregelt. An dem gekühlten Tisch und in der Nähe der Schneidkante des Messers waren Thermoelemente befestigt, um die Kühlgeschwindigkeiten zu registrieren (Figur 1). Ein Strom von 7 Ampere kühlte das Messer bis auf -17,5 C in 6 Minuten, der Strom wurde auf 12 Ampere erhöht und dadurch in zehn Minuten das Messer bis auf -23,5°C herabgekühlt. Ein Strom von 10 Ampere kühlte eine Mäuseleber bis auf -21°C in fünf Minuten.

Es war nicht möglich nacheinander flache Schnitte mit einer Tischtemperatur von -21 C und einer Messertemperatur von -23,5°C herzustellen. Indem der Strom für den Tisch auf 4,5 Ampere

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reduziert wurde, stieg die Temperatur auf -9 C. Es konnten zwar Schnitte hergestellt werden, jedoch rollten sich diese am Messer. Der Strom für die Messereinheit wurde dann auf 3 Ampere reduziert, wobei die Temperatur auf -3 C anstieg und bei dieser Temperatur konnten aufeinanderfolgend flache Schnitte erhalten werden. Die Schnitte konnten leicht in einen auf Raumtemperatur (21 C Umgebungstemperatur) befindlichen Glasbehälter (glass-slide) übergeführt werden.

Es wurde festgestellt, daß es vielfach eine optimale Schneidtemperatur für ein spezielles Gewebe und ebenfalls eine optimale Messertemperatur gibt.

Es ist selbstverständlich, daß die oben beschriebenen Anordnungen modifiziert werden können. So kann beispielsweise das Mikrotommesser und/oder der Tisch mit einer Wärmeisolation versehen werden, um den Wärmeübergang zu diesen Teilen von der Umgebungstemperatur oder anderen Mikrotomteilen herabzusetzen. Eine solche Isolation darf natürlich den Schneidvorgang des Messers oder die Festigkeit und Präzision, mit der das Messer gehalten und betätigt wird, nicht stören.

Es wurde gefunden, daß Mittel, die den durch das Messer hergestellten Schnitt daran hindern, sich aufzurollen, sehr vorteilhaft zur Erzeugung sehr dünner gefrorener Schnitte sind. Diese Einrichtungen, nachstehend als Anti-Ro11-Einrichtungen bezeichnet, sind unmittelbar neben dem Mikrotommesser angeordnet.

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Allerdings ist die Temperatur der Anti-Roll-Einriehtung kritisch und sie wird normalerweise indirekt dadurch kontrolliert, daß das Mikrotom zusammen mit allen dazugehörigen Zubehörteilen in eine Kältekammer gebracht wird. Wenn nämlich die Temperatur der Anti-Roll-Einrichtung zu hoch ist dann besteht die Gefahr, daß die Oberfläche der Schnitte schmilzt. Ist die Temperatur zu niedrig, kann die Anti-Roll-Einrichtung kondensierte Feuchtigkeit aufnehmen, wodurch die Oberfläche uneben und der Schneidvorgang gestört wird. Zweckmäßigerweise wird die Temperatur der Anti-Roll-Einrichtung gerade unter 0° C gehalten.

Bei der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform liegt das Mikrotommesser 31 auf nicht gezeigten Trageinrichtungen auf. Die anderen Halterungen, die direkt oder indirekt gezeigt sind, stützen sich gegen das Messer ab. Die Halterungen weisen eine Anti-Roll-Einrichtung (Anti-roll-bar) 32 auf, die durch Abstandshalter 49 im Abstand vom Messer 31 gehalten ist und an der vermittels eines Nylonbolzens 48 oder anderer geeigneter Mittel eine thermoelektrische Kühleinrichtung (module) 33 und ein Wärmeübertragungs-(ableitungs)element 34 befestigt ist, das durch die Rohrleitungen 35 mit Wasser versorgt wird.

Ein Paar G-förmig ausgebildeter Klammern 37» von denen nur eine gezeigt ist, hält die Thermoelemente 44 und die zugeordneten Wärmeübertragungselemente 45 sowie vermittels der Schraube 38 ein Querstück (bar) 36 gegen das Messer 31· Es ist nur eines der Thermoelemente und Wärmeübertragungselemente gezeigt, die anderen, die symmetrisch unterhalb dem Messer 31 angeordnet sind,

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werden durch die gezeigte G-förmige Klammer gehalten. Auf dem Querstück 36 vorgesehene Schrauben 41 und ein Mutternpaar 47 tragen jeweils eine Scheibe (washer) 39· Die Scheiben (washers) sind durch Zapfen 42 miteinander verbunden, an denen ein zweites Querstück (bar) 40 befestigt ist, an dem seinerseits die Anti-Roll-Einrichtung 32 vermittels einer Schraube 43 und mit Federn versehenen Gleitstangen 46 verstellbar gehalten ist* Die Schrauben 41 sind so lang ausgebildet, daß die Anti-Roll-Einrichtung parallel zu dem geschliffenen Teil des Mikrotommessers hin verschoben werden kann.

Wie aus den Halterungen nach den Figuren 2 und 3 ersichtlich, liegen die Stangen 6 gegen den unregelmäßig ausgebildeten Block 17 an. Das Querstüek 36 gemäß den Figuren 8 und 9 kann durch diese Stangen gestützt werden, die mit einem Gewinde versehen sein können, um das Teil 36 fester halten zu können. Vorteilhafterweise besteht das Querstück 36 aus einem wärmeisolierenden Material und ist mit dem Block 17 nach den Figuren 2 und 3 einstückig ausgebildet.

An dem Rahmen 25 nach den Figuren 4 und 5 kann jeweils ein Teil des QuerStückes 36 befestigt sein, wobei an diesen Teilen die Schrauben 4I und Scheiben 39 vorgesehen sind, welche die Anti-Roll-Einrichtung in der in den Figuren 8 und gezeigten Weise tragen.

Um zu dem Mikrotommesser 31 führende Wärmedurchgänge herabzusetzen, kann das Querstück 30 oder dessen in Kontakt mit dem Messer 31 kommender Teil aus einem wärmeisolierenden Material

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bestehen, In Fällen, in denen die rückwärtige Kante des Mikrotoms konvax gewölbt ist, kann die entsprechende Seite des Querstücks 36 in analoger Weise eine konkave Ausbildung besitzen, damit eine festere Halterung erzielt wird.

Nach Linderstrom-Lang und Mogensen in Comptes-rendus Lab.Carlsberg, Ser. Chim VoI 23, No. 4 Seiten 28-31 (1938) ist es zur Erzielung einer konstanten Dicke der Schnitte erforderlich, die aufeinanderfolgenden Schnitte ohne Unterbrechung herzustellen. Hierfür ist nach den erwähnten Autoren die Anti-Roll-Einrichtung und ein das Mikrotom umschließendes gekühltes Gehäuse notwendig. Gemäß der vorliegenden Neuerung können durch eine unabhängige Kühlung und Temperaturkontrolle der Probe, des Messers und der Anti-Roll-Einrichtung aufeinanderfolgend gute Schnitte ohne Unterbrechung erhalten werden, ohne daß ein das Mikrotom umschließender gekühlter Behälter erforderlich ist.

Eine weitere Möglichkeit, um die thermoelektrischen Kühlelemente gegen das Mikrotommesser zu halten, besteht darin, daß die Elemente zwischen Schrauben gebracht werden, welche das Messer an seiner Tragunterlage befestigen.

In den Figuren 10,11, 12 und I3 ist diese Halterung gezeigt. Figur 10 bezieht sich auf ein Durchzieh (sliding type) Mikrotom, während in den Figuren 11, 12 und 13 Mikrotome gezeigt sind, bei denen die Probe an einem Kipphebel bzw. Schwenkarm (rocker arm) gehalten ist.

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Bei der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform werden das Messer 50 und die thermoelektrischen Kühleiemente 51 sowie die Wärmesenke 52 vermittels einer Schraube 57 zwischen einem Backen 55 und einer Unterlage 53 gehalten. Die Unterlage und der Backen sind starr miteinander verbunden und können durch geeignete (im einzelnen nicht gezeigte) Einrichtungen geneigt (gekippt) werden, um dem Messer die gewünschte Winkelstellung zu verleihen. Das Messer 15 ist zwischen dem oberen und unteren thermoelektrischen Kühlelement 51 und dem Wärmeisolierungsteil 54* das vermittels der Schraube 56 einstellbar ist, festgeklemmt. Die thermoelektrischen Kühlelemente 51 sind auf der einen Seite mit dem Messer 50 und auf der anderen Seite mit den Wärmesenken (Wärmeübertragungsglieder) in thermischen Kontakt. Die obenliegende Wärmesenke ist bei 52 gezeigt. Die untere Wärmesenke kann in ähnlicher Weise ausgebildet sein oder durch einen ausgehöhlten Teil des Gußträgers 53 gebildet sein, der zusammen mit dem oberen Gußteil 55 eine Klemmbacke bildet. Über die Zuführungsleitungen 58,59 zirkuliert Wasser oder eine andere geeignete Kühlflüssigkeit durch die Wärmesenken.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 11,12 und 13 ist das Mikrotommesser 50 zwischen den thermoelektrischen Kühleinheiten 51 so festgeklemmt, daß es mit diesen und den Wärmesenken 52 in engem thermischen Kontakt steht, wobei letztere vermittels der Schrauben 56 zwischen den Backen 55 und der rückwärtigen Kante des Messers zusammengedrückt werden. Die Rückseite des Messers wird gegen den Boden der Klauen 55 direkt oder vorzugsweise unter Zwischenlage einer wärmeisolierenden Packung 54 gehalten. Der Neigungswinkel dieser Anordnung wird vermittels der Schraube 60

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eingestellt, die zusammen mit der Feder 61 die Anordnung gegen die Unterlage hält. Der in Figur 10 gezeigte Block 54 aus isolierendem Material kann zur Unterstützung der Anti-Roll-Einrichtung herangezogen werden, und zwar entsprechend dem in Figur 8 gezeigten Querstück 36.

Es wurde festgestellt, daß es bei Verwendung der neuerungsgemäßen Mikrotome vorteilhaft ist, sowohl das Messer als auch die Anti-Roll-Einrichtung zwischen jedem Schnitt abzustreifen, um kondensierte Feuchtigkeit zu entfernen.

Die Vorteile der Neuerung können wie folgt zusammengefaßt werden:

a) Die Temperaturen des Tisches und des Messers können schnell auf den gewünschten niedrigen Wert gebracht werden.

b) Die optimalen Temperaturen für den Tisch und das Messer können grob eingestellt und unabhängig voneinander gesteuert werden.

c) Es können aufeinanderfolgend flache Schnitte bei Raumtemperatur ohne einen Kältekäfig erzielt werden.

d) Auf die üblichen Kühlmethoden kann verzichtet werden.

e) Die das in einer Halterung sitzende (clip-on) Messer und den Gestelltisch umfassenden Bauteile können in einfacher Weise bei Gleit-, Schlitten- und Gefriermikrotomen Anwendung finden.

f) Gleit- und Schlittenmikrotome können schnell von Paraffinoder Zelloidinschnitten auf das Schneiden von fixierten oder nicht fixierten gefrorenen Schnitten umgestellt werden.

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Die Neuerung ist anwendbar im Rahmen aller einzeln oder in beliebiger Verbindung miteinander verwandten Merkmale aus den Schutzansprüchen sowie der Beschreibung und der Zeichnung, die dem Fachmann ersichtlich neu und fortschrittlich sind.

Claims (9)

P.A.366 555*15.7. Schutzansprüche t

1. Mikrotom mit einem Messer und einem Gestelltisch, dadurch gekennzeichnet, daß zum regelbaren Kühlen des Messers (1,31>5O) thermoelektrische Kühlmittel (3»44>51) und unabhängig hiervon zum Regeln der Temperatur des Gestelltisches (7) ebenfalls thermoelektrische Mittel (8) vorgesehen sind.

2. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Gestelltisch (7) ein thermoelektrisches Kühl- und Heizelement (8) vorgesehen und ein zweites thermoelektrisches Kühl- und Heizelement (3,44,51) lösbar am Messer (1,31,50) befestigt ist.

3. Mikrotom nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoelektrischen Elemente (3,8,44>51) durch flache Platten (wafers) gebildet sind, die bei Durchgang eines geeigneten Stromes sich auf einer Seite abkühlen und auf der anderen Seite erwärmen.

4. Mikrotom nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeübertragungs(ableitungs)glied (4>10,45>52) unmittelbar neben den heißen Flächen der Kühlplatten angeordnet ist und mit diesen Flächen in thermischen Kontakt steht.

5· Mikrotom nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder beiden

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Seiten der Kühlplatten eine elektrisch isolierende, jedoch thermisch leitende Schicht vorgesehen ist.

6. Mikrotom nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anti-Roll-Binriehtung (32) an dem thermoelektrisch gekühlten Mikrotommesser (31) befestigt ist.

7. Mikrotom nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Roll-Einrichtung mit thermoelektrischen Kühlmitteln (33) versehen ist.

8. Mikrotom nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel (33) die Temperatur der Anti-Roll-Einrichtung (32) unabhängig von der des Messers (31) regeln bzw. verändern.

9. Mikrotom nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsmittel (36), die zum Kühlen des Messers (31) dieses gegen die thermoelektrischen Mittel (44) halten, als Träger für die Anti-Roll-Einrichtung (32) dienen.

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