DE2448757A1 - Vorrichtung zum faerben mikroskopischer objekttraeger - Google Patents
Vorrichtung zum faerben mikroskopischer objekttraegerInfo
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Description
Anmelderini Corning Glass Works
Corning, N. Y. , U. S. A.
Vorrichtung zum Färben mikroskopischer Objektträger
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Färben mikroskopischer
Objektträger zwecks Einfärbung zu beobachtender mikroskopischer Ob«
jekte bei gleichmäßiger Benetzung der Objektträgeroberfläche durch verschiedene Färbemittel und eine Spülflüssigkeit.
Mikroskopische Untersuchungsobjekte, z.B. Blutproben, Blutzellen usw.,
werden auf dem Objektträger häufig eingefärbtj dies geschah bisher meist
von Hand durch Aufbringen eines Färbemittels unter Benetzung der gesam··
ten Objektoberfläche, Spülen und Trocknen. Die gleichmäßige Einfärbung
erfordert große Geschicklichkeit und ist schwierig, weil die Färbung durch
die verschiedensten Umstände beeinflußt wird, wie Menge des Färbemit«
tels oder Farbstoffs, Gleichmäßigkeit der Aufbringung, Dauer der Ein«
wirkung, persönliche Geschicklichkeit usw. Die Einfärbung von Hand ist
nicht zuletzt sehr zeitraubend.
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»•ι 2 *·
Eine gewisse Mechanisierung wird durch die abschnittsweise Einfär«
bung erreicht, bei der die in einem Körbchen gestapelten Objektträger nacheinander in Behälter mit Fixativ3 Farbstoff und Pufferlösung ge»
taucht, gespült und getrocknet werden. Jedoch ist auch diese Behandlung zeitraubend und erzeugt keine gleichmäßige Einfärbung. Außerdem
besteht, die Gefahr der Verunreinigung durch sukzessives Eintauchen einer
größeren Zahl von Objektträgern in die gleichen Flüssigkeitsbehälter.
Aus der US-PS 3 431 886 ist eine andere mechanische Färbevorrichtung
bekannt. Da die beim Färben entstehenden Ausfällstoffe die nachfolgenden Objektträger bzw. Objekte beeinflussen könnens muß die Vorrichtung sehr
häufig gereinigt werden. Auch können die Objekte nicht so intensiv einge«
färbt werden, wie dies z.B. bei Untersuchung von Blutproben an sich wünschenswert wäre, weil sonst die Ausfällungen zu stark werden.
Die Erfindung hat eine vereinfachte, zeitsparendere und wirksamere Vorrichtung
zum Einfärben von mikroskopischen Objektträgern zur Aufgabe, die ohne Verschmutzung durch Ausfällstoffe und dgl. in kürzerer Zeit
gleichmäßigere Einfärbungen u. U. auch starker Intensität erzeugt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Objektträ«
ger in einer zur Horizontalen geneigten Ebene abstützende Tragmittel bzw. Schwungaggregatmittel eine Drehbewegung und gleichzeitig eine
vertikale Schubbewegung ausführen, aus welcher sich eine Nutationsbe«
χ
wegung ergibt (22, 32, 36),/die aus mindestens ein Einfärbemittel abge«
wegung ergibt (22, 32, 36),/die aus mindestens ein Einfärbemittel abge«
benden Verteilern (64) eine gleichmäßige Benetzung der Oberfläche
Xdurch 509821/0651
des jeweils obersten Objektträgers bewirkt wird und Entnahme mittel
(88) den jeweils fertig behandelten Objektträger herausnehraen.
(88) den jeweils fertig behandelten Objektträger herausnehraen.
Anhand der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Die Figur 1 eine Ausbildung der er findung s gemäßen Vorrichtung
im Querschnittj
die Figur 2 die Vorrichtung der Figur 1 von oben geseheni
die Figur 3 einen Teil der Vorrichtung im Schnitt entlang 3 «
der Figur 1;
die Figur 4 die Vorrichtung und die Bewegung des Objektträgers in schematischer AnsichtJ
die Figuren 5, 6 und 7 einen Teil entlang der Schnittlinie 5 - 5,
6 « 6 und 7 « 7 der Figur 2j
die Figur 8 als Einzelheit schematisch den Mechanismus zum Entfernen behandelter Objektträger;
die Figur 9 ein weiteres Detail im Schnitt des Mechanismus der Figur 8}
die Figuren 10 » 12 im Längsschnitt weitere Ausgestaltungen
der Vorrichtung;
die Figur 13 den Schnitt entlang 13-13 der Figur 12.
Die Erfindung wird als Beispiel an einer Vorrichtung zum Färben von
Objektträgern für Blutproben für die medizinische Untersuchung erläu« tert.
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Das in der Figur 1 und 2 gezeigte Gehäuse 10 ist über die Lager 14
auf der Hauptwelle 12 angeordnet. Es wird durch eine Zylinderwand in die äußere Kammer 18 zur Behandlung der Objektträger und eine
innere Kammer 20 zur Aufnahme des Antriebs unterteilt. Auf dem oberen Wellenteil ist über die die Umdrehung der Welle gestaltenden
Lager 24, 26 ein Nutationsring 22 angebracht. Das Lager 24 ist kon«-
zentrisch zum Ring 22, während das Lager 26 ein Exzenterlager ist, z. B. durch exzentrische Bohrung der Lager mittel öffnung oder durch
Anbringen einer Lager manschette mit exzentrischer Öffnung für die
Welle 12. Die Ringöffnung 28 kann auch zweiteilig ausgebildet sein, mit einem konzentrischen Teil für das Lager 24 und einem Exzenterteil für
das Lager 26, so daß zwei normale Lager verwendet werden können. Die
jeweilige Exzentrizität sowie dexi Abstand zwischen den Lagern 24 und
26 bestimmen den Neigungswinkel des Nutationsrings mit der Horizontalen. Dieser Neigungswinkel kann auch durch andere weitere Ausgestaltungen
der Erfindung darstellende Maßnahmen erreicht werden. Der günstigste Neigungswinkel richtet sich nach der Verwendung; zur Untersuchung
von Blutproben und ihrer Einfärbung sind Neigungswinkel von 1, 5 am günstigsten.
Am äußeren Rand des Rings 22 sind mehrere Schwungaggregate 32 be«
festigt. Diese enthalten einen Arm 34 und an diesem befestigt wenigstens ein Paar Tragglieder 36. Die Arme 34 sind am Ring 22 entlang radialer
Achsen desselben befestigt.
Wie die Figur 3 zeigt, sind am Ring 22 entlang radialer Achsen mehrere
„ 5 -
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Antriebsstifte 38 befestigt. Der obere Teil der Zylinderwand 16 enthält
eine von den Stiften unterschiedliche, vorzugsweise um 1 größere oder kleinere Anzahl von V«förmigen Einkerbungen 40.
Im Betrieb wird die Welle 12 durch einen Motor 42 über die Zahnräder 44,
46, z.B. mit einer Übersetzung von 6:1 bei 1 UpMin. des Motors mit 6 UpMin. gedreht. Sind beispielsweise 72 Einkerbungen und 73 im gleichen
Abstand angebrachte Stifte vorhanden und beträgt der Neigungswinkel des Rings 22 um den Nutationsmittelpunkt 41 2 l/2 , so vollzieht der
Ring 22 für jede volle Umdrehung der Welle 12 eine Umdrehung von l/72. Da im Beispielfall die Zahl der Stifte die der Einkerbungen um 1 übersteigt,
dreht sich der Ring bei jeder Wellendrehung um eine Einkerbung, oder l/72, oder, bei 6 UpMin. der Welle,l/l2 UpMin.
Lage und Höhe der Einkerbungen werden so gewählt, daß sich die Antriebs·»
stifte auch bei maximaler abwärts gerichteter Bewegungskomponente infol«
ge der Neigung des Nutationsrings nicht festfressen und andererseits bei maximaler, nach.oben gerichteter Bewegungskomponente zwischen den die
Einkerbungen trennenden Zahnspitzen und dem unteren Teil der Stifte ein hinreichender Abstand bleibt.
Der Winkel der V-förmigen Einkerbungen wird im Hinblick auf Vereinbar«
keit mit dem Stiftdurchmesser, der Stiftbewegung und der gewünschten Drehbewegung
gewählt, als Beispiel z.B. 60 °.
m O ··
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Figur 4 zeigt die typische Bewegung eines Objektträgers 48. Bei Drehung
des Rings 22 durch den Motor 42 greifen die Stifte 38 in die Einker«
bungen 40, und die Schwungaggregate 32 fahren infolge der Ringneigung
mit den auf den Trägern 36 liegenden Objektträgern mit einer senkrech« ten Bewegungskomponente entlang einer durch den Pfeil 54 angedeuteten
wellenförmigen oder sinusförmigen Bahn. Bei dieser Nutationsbewegung
fährt der Objektträger während l/n UpMin einmal nach oben und nach unten, wobei η die Zahl der Einkerbungen 40 in der Zylinderwand 16
bezeichnet.
Zur Einleitung der Behandlung eines Objektträgers in der erfindungsge»
mäßen Vorrichtung gibt ein Spendergerät oder «behälter 56 am Gehäuse 10 zu einem gewünschten Zeitpunkt einen Objektträger ab, z.B. auf ein
bei Einnahme einer Aufnahme stellung durch das Schwungaggregat 32 und den Träger 36 entstehendes elektrisches oder mechanisches Signal. Als
Beispiel zeigt Figur 2 ein Karussel, aus dem der Arm 58 einen Objekt«
träger entnimmt und waagerecht mit dem Untersuchungsobjekt nach oben auf den Träger 36 legt. Bei Umdrehung mit dem Nutationsring gelangt
der Objektträger unter einen Färbemittelverteiler 64 mit der Düse 62. Dieser enthält beispielsweise drei Kammern mit verschiedenen Kompo«
nenten, z, B. ein Fixativ, einen Farbstoff und einen Puffer, die von den Düsen 62, 66, 68 abgegeben werden. Nach einer gewissen Einwirkungen
dauer werden sie mit einer von der Düse 70 aufgesprühten Spüllösung, z.B. Wasse^abgespült.
Die Düsen können beliebiger geeigneter Art sein, z.B. hypodermische
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Nadeldüsen usw.
Nach dem Abspulen gelangt der Objektträger in den Bereich der Kipp«
arme 74. Diese sind am Halter 76 befestigt,, der am Bügel 78 und
Stift 80 angelenkt ist und mit der Rolle 82 am Rand des Nutations rings
22 entlang fährt, um der vertikalen Bewegungskomponente der Objekt«
träger zu folgen. Der Objektträger fährt nun entlang der Oberfläche 60 des Trägers 36 bis in die gestrichelte Stellung 84, in der er über den
Rand des Trägers 36 kippt und die strichpunktierte Lage 86 einnimmt und unter die Kipparme 74 fährt. Die überschüssige Färbe» und Spül- ■
lösung kann in dieser gekippten Stellung abtropfen, bis der Objektträger in den Bereich der Entnahmearme 88 neben der Öffnung 90 im Gehäuse
10 gelangt und von diesem vom Träger 36 über dessen Rand 96 gestoßen wird (s. die gepunktete Stellung 94) und zur weiteren Verwendung
durch die Öffnung 90 fällt (s. die gestrichelt gezeigte Lage 98), z.B.
zum Trocknen und zur-Untersuchung und Beobachtung. Andere Maßnahmen
zum Abtropfen können ebenfalls geeignet sein und Anwendung finden. Auch ist z. B. die Aufgabe und Entnahme der Objektträger von Hand möglich.
Eine andere Ausgestaltung zur Erzeugung einer Nutationsbewegung ist in
der Figur 10 gezeigt. Die Welle 102 besteht hier aus zwei Abschnitten,
mit einem abgestuften oder versetzten Teil 112, dessen Längsachse zur Längsachse des übrigen Wellenteils parallel verschoben ist. Der Nuta·»
tionsring liegt um die Welle über ein Lager 118 um den abgestuften Teil 112 und ein Lager 116 um den nicht abgestuften Wellenteil} das Lager
118 liegt also exzentrisch zum Lager 116, so daß der Ring zur senk«
rechten Achse der Vorrichtung geneigt wird und eine beim Antrieb
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Ml Q *rt
durch den Motor 124 und die Welle 120 dem Schwungaggregat 32 und damit
dem Objektträger mitgeteilte Nutationsbewegung erzeugt. Die Wellen 102,
120 sind durch ein Getriebe 126, 128, 132 miteinander verbunden. Über
das Zahnrad 132 und ein Gestänge 136 mit den Gelenkkupplungen 138, 140 wird die Verbindung zum Nutationsring hergestellt. Die Neigung des
Rings 114 zur Horizontalen wird auch hier wiederum durch die Exzentri«
zität zwischen abgestuftem und vollem Wellenteil sowie dem Abstand zwischen den Lagern 116 und 118 bestimmt. Im Gegensatz zur erstbe«
schriebenen Ausbildung können die Einkerbungen und Stifte entfallen.
Hat als Beispiel der Motor 124 eine Geschwindigkeit von 1 UpMin. und
ist die GetriebeüberSetzung 126, 128 6 : 1, die der Getriebe 130, 132
1 : 24, so läuft die Welle 102 mit 6 UpMin und der Ring 114 mit l/24
UpMinJ seine Bewegung zeigt bei jeder Umdrehung also 144 Wellenphasen.
Eine weitere Ausbildung zeigt die Figur 11. Der obere Teil der im Gehäuse
144 auf dem Lager 146 angeordneten Welle 142 ist hier gebogen. Auf diesem gebogenen Teil liegt der Nutationsring 148 auf den Lagern 150.Die
Biegung des oberen Wellenteils zur Längsachse des übrigen Wellenteils bestimmt hier den Neigungswinkel des Nutationsrings. Ein erster Motor
152 treibt die Welle 142 über die Zahnräder 154, 156. Ein zweiter Mo» tor 158 treibt über eine im Gehäuse 144 auf den Lagern 172 angeordnete Welle 163 die Zahnräder 160, 162 und über das Zahnrad 162 und das
Kardangetriebe 164, 166, 168 den Nutationsring 148.
Läuft der Motor 152 als Beispiel mit 1 UpMin. über die Übersetzung
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154, 156 von 1:6, oder direkt mit 6 UpMin., der Motor 158 mit 1 UpMin.,
bei einer Übersetzung loO, 162 von 1 j 12S so dreht sich der Ring 148
mit l/l2 UpMin.
Die Behandlungsfolge der Objektträger ist im übrigen die Gleiche, wie
zuvor beschrieben.
Noch eine weitere Ausgestaltung zeigt die Figur 12. Das Gehäuse 174
enthält eine Vielzahl von V«förmigen Einkerbungen 176, in welche die
Antriebs stifte 180 des Nutationsrings 178 eingreifen. Der Nutationsring 178 ist mit der Hauptwelle über ein Lager 184 und eine Manschtte 186
verbunden. Ebenfalls um die Welle 182 gelegt ist über die Lager 190 eine Antriebsmanschette 188, an der die Exzenter scheibe, 192 befestigt ist;
beide werden vom Motor 194 über die Antriebswelle 196 und die Zahnräder 198, 200 angetrieben. Die Antriebswelle 196 ist im Gehäuse auf den
Lagern 202 angebracht. Lager 184 und Nutationsring 178 sind auf einem Drucklager 204, Lager 200 und Antriebs manschette 188 auf einem Druck«
lager 206 abgestützt.
Die Figur 13 zeigt die Neigung der Nutationsringmanschette 186 um die
Hauptwelle 182 durch die Lager 208, 210, 212 auf den Exzenterwellen 214, 216, 218, wobei durch deren Lage und Abrollen derselben auf der
Oberfläche der Manschette 186 der gewünschte Neigungswinkel des Nu« tationsrings 178 hergestellt werden kann.
« 10 «
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Die Arbeitsweise ist folgende. Der Motor 194 treibt über die Zahnräder
198, 200 die Manschette 188 und Exzenter scheibe 192, z.B. bei 1 UpMin.
und einer Übersetzung von 6 J 1 mit 6 UpMin. Enthält die obere Wand des Gehäuses 174 beispielsweise 72 V»förmige Einkerbungen 176 und
der Ring 178 73 im gleichen Abstand angebrachte radiale Antriebs stif«
te 180, und beträgt die Neigung des Rings 178 etwa 2 l/2 °, so dreht sich
der Nutationsring bei jeder vollen Umdrehung der Exzenter scheibe 192 um I/72. Da die Zahl der Stifte um 1 größer als die der Einkerbungen
ists schaltet der Nutationsring bei jeder Umdrehung der Exzenterschei»
be 192 um eine Einkerbung oder 1/72 Umdrehung. Vollzieht die Exzenterscheibe 6 UpMin., so dreht sich der Nutationsring um l/72 pro
Min,
« 11-
509821/0651 - Patentansprüche ~
Claims (12)
1.j Vorrichtung zum Einfärben mikroskopischer Objekte bzw. Objektträger,
dadurch gekennzeichnet, daß den Objektträger in einer zur Horizontalen geneigten Ebene abstützende Tragmittel
bzw. Schwungaggregatmittel eine Drehbewegung und gleichzeitig eine vertikale Schubbewegung ausführen, aus welcher sich eine Nutation
sbewegung ergibt (22, 32, 36), durch die aus mindestens ein
Einfärb emittel abgebenden Verteilern (64) eine gleichmäßige Benetzung der Oberfläche des jeweils obersten Objektträgers bewirkt
wird und Entnahmemittel (88) den jeweils fertig behandelten Objektträger herausnehmen.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehbewegung durch Zusammenwirken eines Zylinders mit V-förmigen Einkerbungen am einen Ende mit den Einkerbungen
zugeordneten Antriebsstiften einer von den Einkerbungen verschiedenen Anzahl erzeugt wird.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Stifte um 1 größer oder kleiner als die
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der Einkerbungen ist.
·, 12 -
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikale bzw. Nutationsbewegung durch eine Antriebswelle (12) erzeugt wird, auf welcher über ein konzentrisches
Lager (26) und ein Exzenterlager (24) ein zur Welle geneigter und mit den Tragmitteln 3 6 bzw. deren Schwungaggregat (32) verbundener
Nutationsring (22) angeordnet ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikale bzw. Nutationsbewegung durch eine Antriebswelle. (102) mit einem versetzten Endteil erzeugt wird, dessen
Längsachse parallel zur Längsachse der Antriebswelle versetzt ist» und auf welcher über ein Lager (118) auf dem versetzten Teil und
ein Lager (116) auf dem unver setzten Teil ein zu den Längsachsen geneigter
und mit den Tragmitteln bzw. dem Schwungaggregat (32) verbundener Nutationsring (114) angeordnet iste
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei cn«
net, daß die vertikale bzw. Nutationsbewegung durch eine gebogene
Antriebswelle (142) erzeugt wird, auf welcher über ein Paar auf dem gebogenen Teil angeordnete Lager (150) ein zur Längsachse geneigter
und mit den Tragmitteln bzw. dem Schwungaggregat (32) verbundener Nutationsring angeordnet ist.
« 13 m
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7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die vertikale bzw. NutatLonsbewegung durch eine Antriebswelle (182) erzeugt wird, auf welcher über ein Lager (190)
eine Manschette (188) angeordnet ist, an der konzentrisch ein Ring befestigt ist, eine rotierbare Exzenterscheibe (192) vorgesehen ist,
deren eine Oberfläche senkrecht zur Längsachse der Antriebswelle und deren zweite Oberfläche geneigt zu dieser ersten Fläche verläuft,
und drei Rollenlager (208, 210, 212) auf der zweiten Oberfläche
im Kontakt mit der Oberfläche der Manschette angeordnet sind, wobei die Längsachse der Manschette im wesentlichen senkrecht
zu der zweiten Oberfläche verläuft und wobei durch Rotation der Scheibe der Ring eine Nutationsbewegung ausführt.
8. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k en nzeichnet, daß Mittel (56) zur Aufgabe der Objektträger
auf den Träger vorgesehen sind.
9. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel (70) zum Spülen der Objektträger
und gegebenenfalls Mittel (74, 76, 82) zum Abzug überflüssigen Spülmittels vom Objektträger vorgesehen sind.
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W 14 M
10. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verteilermittel drei über der Bewegungsbahn
der Objektträger angeordnete Düsen (62, 66, 68) für je eine Sprühkomponente enthalten.
11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, d a'd u r c h
gekennzeichnet, daß Mittel (74) zum Kippen der Objektträger in eine schräge Attropflage vorgesehen sind, welche durch die
Nutationsbewegung betätigt werden.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennz eichnet,
daß ein Paar Hebelarme (88) für die Entnahme der Objektträger vom Träger (32, 36) bzw. aus der geneigten Abtropflage vorgesehen
sind.
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