DE3416790C2 - Vorrichtung zur Kryofixation nativer Objekte mittels eines flüssigen Kühlmediums oder eines Metallspiegels - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum vorübergehenden Anheben eines Behälters (15) mit einer Kühlflüssigkeit (7) zur Immersions-Kryofixation bzw. eines Metallspiegels zur Metallspiegel-Kryofixation für die Dauer der Injektion (11/12/13/13') einer Probe (10) mit einem hohen Wasser- oder Flüssigkeitsgehalt. Das Anheben erfolgt in der kurzen für die Kryofixation erforderlichen Zeitspanne so weit, daß sich der Spiegel des Kühlmediums (7') oder der Metallspiegel knapp unterhalb der Grenzschicht (9) zwischen dem kalten Schutzgas (GN2...8) und der Raumatmosphäre befindet. Im Standby-Betrieb bleiben die Spiegel mindestens 15 mm unter die Grenzschicht (9) abgesenkt. Das Ausmaß des Hubes kann durch eine Raste starr oder justierbar markiert oder durch einen starren oder justierbaren Anschlag begrenzt werden. Über eine Verzögerungsschaltung kann mittels eines Kontaktes ein Signal ausgelöst werden, welches auf die Notwendigkeit eines Absenkens der Spiegel in die Standby-Position aufmerksam macht. Eine automatische Steuerung kann nach Betätigen einer Start-Taste das automatische Anheben der Spiegel, beispielsweise durch eine pneumatische Vorrichtung, die nachfolgende Injektion und das nachfolgende Absenken der Spiegel im Sinn einer Wirkverbindung steuern.

Description

stellung für die Kryofixation und für den Stand-by- Vor allem bei empfindlichen biologisch-medizini-

Betrieb festlegen. sehen Objekten cder auch technischen Objekten mit

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, einem ähnlich hohen Wasser- bzw. Flüssigkeitsgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß im angehobenen Zu- weiche in keiner Weise durch eine chemische Fixation stand des Flüssigkeits- bzw. Metallspiegels der Be- 30 und/oder einen Gefrierschutz, z. B. mit Zucker oder hälter (15) bzw. der Metallspiegel (17') oder dessen Glyzerin, vorbehandelt sind, ist es wünschenswert, daß Halterung mit dem Auslöser (28 bis 31) einer Warn- die genannte Abkühlung von Raum- bzw. Körpertemeinrichtung zur Abgabe ekes Signals nach einem peratur auf die Fixationstemperatur schlagartig vor sich vorbestimmten oder -'orwählbaren Zeitraum nach geht Das ist bisher aus folgendem Grund nicht möglich: dem Anheben in Kontakt steb. 35 Der Spiegel des Kühlbades bzw. die Metalloberfläche

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- darf nicht mit der Raumatmosphäre in Berührung komzeichnet, daß eine Änhebevorrichtung durch eine men, sondern muß stets von inertem kaltem Gas (z. B. Wirkverbindung zwischen einem Auslöser (32) für gasförmigem Stickstoff) bedeckt bleiben. Andernfalls den Injektionsvorgang automatisch im Sinne eines würde sich an dem Spiegel des tiefgekühlten Kühlbades Anhebens und anschließenden Absenkens gesteuert 40 (normalerweise < - 160⁰C) oder an der Metalloberflä^ist· ehe sofort Wasserdampf, Kohlendioxid und Sauerstoff

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- abscheiden. Flüssige Kryogene verändern durch solche zeichnet, daß das Anheben wie das Absenken des Abscheidungen jedoch schlagartig ihre Zusammenset-Kryogenbehälters (15) bzw. des Metallspiegels zung und damit in weiterer Folge ihre Eignung für die (17/17') pneumatisch durch vorgekühltes kompri- 45 Kryofixation, während durch entsprechende Frosiniemiertes Gas (33 bis 37) erfolgt, wobei die Bewegung derschläge eine Metalloberfläche für die Metallspiegeldurch Anschläge (27) begrenzt wird. Kryofixation sofort unbrauchbar wird. Hinzu kommt

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem für die Immersions-Kryofixation zumeist verdadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage der an- wendeten flüssigen Propan die Möglichkeit einer Sauergehobenen Spiegel (T, 17') vorwählbar und in der 50 stoff-Akkumulation und damit einer akuten Explosionsvorgewählten Stellung (19 bis 22,27) reproduzierbar gefahr.

'^st· Um diese Risiken auszuschalten, ist man daher nicht

nur gezwungen, eine dünne Deckschicht aus trockenem

kaltem Stickstoffgas über dem Flüssigkeits- bzw. Me-

55 callspiegel zu halten, sondern die Tiefe dieser Schutzschicht muß auch so dimensioniert sein, daß selbst bei

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kryofixa- Luftströmungen in dem das Gerät umgebenden Raum tion nativer Objekte mittels eines flüssigen Kühlmedi- eine hinreichende Gas-Deckschicht stets erhalten bleibt ums oder eines Metallspiegels mit den Merkmalen ge- Sicherheit für den Dauerbetrieb ist hierbei nur gegeben, maß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 60 wenn sich der Flüssigkeits- oder Metallspiegel etwa 15

Es ist bekannt, biologische Objekte dadurch in ihrem bis 20 mm unterhalb der Gas-Grenzschicht befindet, nativen Zustand für eine nachfolgende mikroskopische, welche das kalte trockene Stickstoffgas mit der Rauminsbesondere elektronenmikroskopische Untersuchung atmosphäre bildet Das Objekt muß deshalb bei seiner zu erhalten, daß man sie rapide von Raum- bzw. Kör- Injektion in das Kühlbad bzw. beim Aufschleudern auf pertemperatur auf eine Temperatur unter -10O⁰C ab- 65 die Metalloberfläche zunächst diese Schutzschicht aus kühlt. Für diese extreme Abkühlung stehen zwei grund- kaltem gasförmigem Stickstoff mit einer Dicke von 15 sätzliche Methoden zur Verfügung: Bei der sogenann- bis 20 mm durchdringen, bevor es in das Kühlbad einten Immersions-Kryofixation wird das Objekt mittels tritt bzw. auf die Metalloberfläche auftrifft. Hierbei kön-

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nen jedoch arteffizielle Veränderungen der interessie- wiederum in seine Ausgangsstellung (Stand-by-Posi-

renden Randschichten des Objektes nicht ausgeschlos- tion) zurücknimmt Diese automatisierte Vorrichtung

sen werden, da der kalte gasförmige Stickstoff infolge kann erfindungsgemäß mit den unterschiedlichsten

seiner geringen Wärmekapazität und schlechten War- elektromechanischen Elementen gesteuert werden. Ei-

meleitung zwar eine schädliche Abkühlung, aber keine 5 ne besonders sinnvolle Ausführung der Vorrichtung

rapide Stabilisierung durch einen Erstarrungsprozeß er- kann sich eines einfachen pneumatischen Systems be-

möglicht dienen, bei dem der Hub des Kühlbades bzw. des Me-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die tallspiegels durch komprimiertes, vorgekühltes GN2 ervorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden, d. h, folgt und über ein Magnetventil sowie einen justierbaeine Vorrichtung zu schaffen, welche den Transfernati- 10 ren Grenzanschlag in bekannter Weise gesteuert wird,
ver Proben durch die kalte Schutzschicht aus gasförmi- Eine weitere sinnvolle Ausgestaltung kann schließlich gern Stickstoff auf ein Minimum reduziert, ohne das vorsehen, daß die Stellung des Flüssigkeits- bzw. Metall-Risiko einer störenden Akkumulation von Wasser- spiegeis innerhalb des in Frage kommenden Bereiches dampf, Kohlendioxid und Sauerstoff aus der Raumat- vorgewählt und in dieser vorgewählten Stellung repromosphäre am Flüssigkeitsspiegel des Kühlbades bzw. an 15 duziert werden kann,
der Metalloberfläche einzugehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung wer-

Diese Aufgabe wird erfindiaigsgemäß durch die den nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläu-

Merkmale der Vorrichtung nach dem Kennzeichen des tert In den Zeichnungen zeigen

Patentanspruchs 1 gelöst F i g. la und Ib im schematischen Querschnitt Syste-

Durch die Anhebbarkeit des Flüssigkeitsspiegels des 20 me zur Kryofixation durch Immersion (a) bzw. am Me-Kühlbades bzw. des Metallspiegels wird für die Zeitdau- tallspiegel(b) nach dem Stand der Te<*anik,
er der Injektion des Objektes eine Reduktion der Tiefe F i g. 2a und 2b im schematischen Querschnitt enider Schutzgasschicht aus kaltem gasförmigem -Stickstoff sprechende Systeme zur Kryofixation durch Immersion erreicht, da der Flüssigkeits- bzw. Metallspiegel wäh- (a) bzw. am Metallspiegel (b) mit einem erfindungsgerend dieser Phase unmittelbar, d. h, soweit als eben ver- 25 maß vorübergehend während der Injektion des Objektretbar nahe, unter der Grenzschicht liegt Das Anheben tes zur kryofixation anhebbaren Flüssigkeits- bzw. Meerfolgt unmittelbar vor der Injektion des Objektes, und tallspiegel,

unmittelbar nach der Injektion wird der Flüssigkeits- F i g. 3a, 3b und 3c eine Ausgestaltung des erfindungs-

bzw. Metallspiegel wieder so weit abgesenkt daß im gemäßen Systems nach F i g. 2 durch eine justierbare

Stand-by-Betrieb, der weit über 99% der Beiriebszeit 30 Raste, welche die Höhenlage des Flüssigkeits- bzw. Me-

solcher Vorrichtungen umfaßt jedes Risiko einer uner- tallspiegels während des Injektionsvorganges vorgibt,

wünschten Gasakkumulation am Kühlbad bzw. am Me- im schematischen Querschnitt sowie

tallspiegel mit Sicherheit ausgeschlossen ist F i g. 4 eins Ausgestaltung der Erfindung mit Vorrich-

Eine sinnvolle einfache Lösung zur Ausgestaltung der tungen zum manuellen bzw. pneumatischen Anheben

erfindungsgemäßen Vorrichtung kann darin bestehen, 35 und Absenken des Flüssigkeits- bzw. Metallspiegels zur

daß bei einem manuellen Anheben des Kühlbades bzw. Kryofixation im schematischen Querschnitt

des Meiänspiegels eine Kugelraste oder ein mechanisch Die in F i g. 1 a und 1 b rein schematisch in Quersehnit-

gleichwertiges Element die Position während der Kryo- ten vereinfacht dargestellten Systeme entsprechen dem

fixation bestimmt Nach einer anderen Ausgestaltung Stand der Technik. In einem von einer Wärmeisolition 1

kann vorgesehen sein, daß das Anheben bis zu einem 40 umgebenen Behälter 2 befindet sich flüssiger Stickstoff

Anschlag erfolgt und daß der Kryogenbehälter bzw. (LN2) 3 als Kryogen. Nach Fig. la wird bei einem Sy-

Metallspiegel durch eine stetig im Eingriff befindliche stein zur Immersions-Kryofixation durch eine Hülse 4

mechanische Bremse in der erreichten Grenzposition im Stand-by-Betrieb ein direkter Kontakt zwischen dem

verbleiben. , Kryogen 3 und der Oberfläche des Behälters 5 für das

Da bei einem manuellen Anheben des Kühlbades 45 Kühlmedium 7 verhindert so daß die Temperatur des

bzw. Metallspiegels die Gefahr besteht daß dieses EIe- Kühlmediums mittels eines Heizwiderstandes 6 in tech-

ment nach vollzogener Kryofixation versehentlich in nisch bekannter Weise thermostatisch auf Werten ge-

dieser angehobenen Position verbleibt und demnach ei- halten werden kann, welche über der Siedetemperatur

ne weitere Fortsetzung der Arbeit unmöglich wird, kann des LN2 (-196⁰C) liegen. Das laufend aus dem LN2

eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin beste- so abrauchende kalte, trockene Stickstoffgas (GN2) 8 bil-

hen, daß über einen geeigneten Kontakt und eine »Tot- det im Behälter 2 einen »Kältesee« mit einer klar defi-

mann-Schaltung« in technisch bekannter Weise in einer nierten Grenzschicht 9. Die Grenzschicht 9 das

bestimmten vorgegebenen oder vorwählbaren Zeit- GN2-Sees 8 ist durch einen Temperatursprung defi-

spanne nach dem Anheben ein geeignetes Signal den niert, der in einem Höhenbereich mit einer Ausdehnung

Benutzer auf diesen Umstand aufmerksam macht, so 55 von etwa 1 mm mehr als 100° C betragen kann. Die

daß er rechtzeitig in der Lage ist das Kühlbad oder den durch diesen Temperatursprung definierte Oberfläche

Metallspiegel wieder in die Stand-by-Stellung zurück- des LN2-Sees 8 liegt knapp über dem oberen Rand des

zusetzen. Behälters 2 und verdeutlicht daß das laufend aus dem

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin- LN2 entstehende .''alte GN2 über diesen Behälterrand

dung kann darin bestehen, daß zwischen dem Auslösen 60 abfließt (Pfeile —► GN2). Bei der Immersions-Kryofixa-

des Injektionsvorganges und dem Anheben des Flüssig- tion tritt das an einem Injektor 11 befestigte Objekt 10

keits- bzw. Metallspiegels in der Weise eine Wirkver- nach Betätigen des am Führungselement. 12 befindli-

bindung hergestellt wird, daß die Vorrichtung nach Be- chen Auslösers 13 zunächst durch die Grenzschicht 9 in

dienen eines Starters zunächst den Flüssigkeits- bzw. das kalte GN2 8, bevor es auf den Spiegel T des Kühl-

Metallspiegel anhebt und im Sinne einer Wirkverbin- 65 mediums auftrifft Innerhalb der Weglänge A zwischen

dung erst nach dem vollzogenen Hub die Injektion des der Oberfläche 9 des Kältesees 8 und dem Flüssigkeits-

Objektes auslöst sowie fiß die Vorrichtung nach voll- spiegel 7' bewegt sich das Objekt durch kaltes GN2 8,

zogener Injektion den Flüssigkeits- bzw. Metallspiegel welches eine oberflächliche Abkühlung des Objektes 10

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bewirkt, ohne es rapide einzufrieren, da die spezifische rangen hervorruft Unmittelbar nach der Injektion des Wärme und Dichte des Gases 8 für eine rapide »Vitrifi- Objektes 10 in das Kühlmedium 7 bzw. auf dem Metall- : zierung« keinesfalls ausreicht Das Objekt 10 wird viel- spiegel 17' können die Spiegel T bzw. 17' wieder abge- , mehr gerade in den bei einer rapiden Kryofixation opti- senkt werden. Da der Injektionsvorgang binnen kürze- ;fi mal vitrifizierbaren Randzonen vor der definitiven Vi- 5 ster Zeit abgeschlossen ist befindet sich das System zu trifikation durch eine Vorkühlung teilweise erheblich über 99% seiner Betriebszeit im Kryobetrieb in der .; ' thermisch geschädigt und befindet sich beim Eintritt in Stand-by-Position, welche den Positionen der F i g. 1 U) das Kühlmedium 7 bereits in einem »arteffiziell« verän- entspricht, wobei der Abstand A (Spiegelflächen in ^!|. derten Zustand, welcher dem natürlichen Zustand vor Stand-by-Position in Fig.2a und 2b strichliert einge- ' der Injektion nicht mehr entspricht Ähnliches gilt für io zeichnet) analog zu F i g. 1 so gewählt ist, daß jede Akdie Metallspiegel-Kryofixation, welche in F i g. Ib nach kumulation von H2O, CO2 oder O2 ausgeschaltet wird. %\ dem Stand der Technik vereinfacht in einem schemati- Zur Realisierung des Erfindungsgedankens ist es erforschen Querschnitt dargestellt ist Hier ist ein Block Ί4 derlich, das Kühlmedium 7 in einem Behälter 15 anzuaus geeignetem Metall in einem Behälter 2' montiert, ordnen, der seinerseits von einem Metallteil 16 aufge- ;i der von einer Wärmeisolation 1' umgeben und mit LN2 15 nommen wird, welcher ansonsten dem Metallbehälter 5 ;. 3 als Kryogen gefüllt ist Die plane Oberfläche 14' dieses nach F i g. la weitgehend entspricht. Das Anheben der ' Blockes ist hochglanzpoliert und bildet den »Metallspie- Flüssigkeit 7 mit ihrem Spiegel T erfolgt durch einen gel«, auf den das Objekt 10 in der bereits beschriebenen Hub des Röhrchens 15 relativ zum ortsfesten Aufnah-Weise nach Betätigen des Auslösers 13 aufgebracht meteil 16. In ähnlicher Weise wird das erfindungsgemäwird, wobei das Aufbringen in der Regel in technisch 20 ße System für die Metallspiegel-Kryofixation nach bekannter Weise mit hoher Geschwindigkeit erfolgt Fig. 2b durch einen Metallblock 17 mit einer Spiegelflä-Wie bei der Immersions-Kryofixation nach Fig. la, so ehe 17' gebildet, der im Aufnahmeteil 18 in analoger tritt auch bei der Metallspiegel-Kryofixation nach Weise angeordnet ist und so angehoben werden kann, Fig. Ib das Objekt zunächst durch die Grenzschicht 9 daß die Spiegelfläche 17' eben noch jenen Minimalabin den GN2-Kältesee 8 ein und legt im kalten Gas die 25 stand B zur Grenzschicht 9 aufweist, der ein Risiko einer Wegstrecke A zurück, bevor es auf den Metallspiegel Frostbildung während jener kurzen Zeitspanne aus-14' trifft und definitiv vitrifiziert wird. In beiden Fällen schließt, die für das Aufbringen des Objektes auf den ist es nicht möglich, den Flüssigkeits- T bzw. Metallspie- Metallspiegel 17' erforderlich ist Auch in diesem Fall gel 14' auf die Höhenlage der Grenzschicht 9 zwischen kann der Metallblock 17 mit dem Spiegel 17' nach dem dem kalten GN2 8 und der darüber befindlichen Raum- 30 Durchführen der Kryofixation wieder in die Stand-byatmosphäre anzuheben, weil hierbei sofort eine Akku- Position zurückgeführt werden, in welcher die Spiegel- * mulation von H₂O, CO2 und O2 am Flüssigkeits- T bzw. fläche (strichlierte Linie in F i g. 2b) einen hinreichenden ^r Metallspiegel 14' stattfinden würde. Hierdurch würde Abstand A von der Grenzschicht 9 aufweist, sich die Zusammensetzung des Kühlmediums 7 rapide Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtunverändern bzw. am Metallspiegel 14' eine störende 35 gen sind in verschiedener Weise möglich. Da hierbei »Frostschicht« bilden. Beide Phänomene schließen eine stets das Anheben eines mit einem flüssigen Kühlmediweitere Verwendung des Kühlmediums 7 bzw. des Me- um 7 gefüllten Röhrchens 15 dem Anheben eines Metallspiegels 14' aus. Bei der Verwendung von verflüssig- tallblockes 17 mit einer Spiegelfläche 17' entspricht tem Propan als Kühlmedium 7 für eine Immersions- wird zu den F i g. 3 und 4 im Zuge der Erläuterungen Kryofixation bewirkt die Akkumulation von O2 durch 40 lediglich vom »Anheben der Elemente 15/17 bzw. der das Kühlmedium zudem ein akutes Explosionsrisiko, das Spiegel 7717' in den öffnungen der Teile 16718'« geunbedingt zu vermeiden ist Durch ein Anheben des sprochen und im Zuge einer Vereinfachung keines der Flüssigkeits- T bzw. Metallspiegels 14' auf ein Niveau, beiden damit bezeichneten Systeme gesondert erwähnt welches sich unmittelbar unterhalb der Grenzschicht 9 Nach F i g. 3 ist eine sinnvolle Ausgestaltung des Sybefindet kann dieses Risiko nicht ausgeschlossen wer- 45 stems dadurch möglich, daß eine gefederte Kugel (Kuden, weil sich die Grenzschicht 9 bei Luftströmungen im gelraste mit Kugel 19 in Halterung 20) oder ein gleich-Raum sowie durch den Siedevorgang an der Oberfläche wertiges Element (z. B. gefederter Bolzen) beim Anhedes LN2 3 in dauernder leichter, nicht exakt vorherseh- ben der Elemente 15/17 in eine an diesen Elementen barer Bewegung befindet und dadurch die Oberflächen angebrachte Ringnut 21 oder eine gleichwertige Vertie-T bzw. 14' immer wieder kurzfristig der Raumatmo- so fung eingreift und damit eine klare Position der Elemensphäre exponiert sind. te 15/17 im angehobenen Zustand vorgibt Die ilöhen-Die anhand der F i g. 1 erläuterten Unzukömmlichkei- lage der Kugel 19 kann entweder starr vorgegeben sein ten der nach dem Stande der Technik bekannten Vor- oder in technisch bekannter Weise die Möglichkeit eirichtungen lassen sich durch das erfindungsgemäße Sy- ner Justierung der KugeDiöhe zulassen. F i g. 3a bis 3c stern mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des 55 gibt hierfür eine mögliche technische Verwirklichung Patentanspruchs 1 auf einfache Weise vermeiden. Nach an, bei der die Halterung 20 im Element 16718' um eine F i g. 2a und 2b wird in erfindungsgemäßer Abwandlung horizontale Drehachse DD drehbar angeordnet ist Bei der Vorrichtungen nach dem Stand der Technik der einer in bezug auf die Achse DD mit einem Radius R Flüssigkeitsspiegel T bzw. der Metallspiegel 17' unmit- exzentrischen Lage der Kugel 19 ergibt sich durch das telbar vor der Injektion des Objektes 10 so weit angeho- 60 Drehen der Kugelraste 19/20 die Möglichkeit einer Höben, daß zwischen dem Spiegel T bzw. 17' und der heneinstellung mit einem Bereich von 2R. Die vorge-Grenzschicht 9 nurmehr jener Minimalabstand B beste- wählte Position kann in bekannter Weise (z. B. durch in hen bleibt, der nach den .vorliegenden Erfahrungen auf eine Ringnut der Halterung 20 eingreifende Feststell- ·! Grund der Abmessungen und der Konstruktion der schraube 22) fixiert werden. Fig.3a zeigt dieses AusVorrichtung noch eine hinreichende Gewähr dafür gibt, 65 fühningsbeispiel im schematischen Querschnitt bei ab- Q daß die oben beschriebene Akkumulation von H₂O, CO2 gesenktem Element 15/17 (Stand-by-Position), F i g. 2b : und O2 auf dem Spiegel T bzw. 17' in jener kurzen und F i g. 2c im angehobenen Zustand zur Injektion und Zeitspanne nicht in einem Umfang eintritt, welcher Stö- Kryofixation, wobei F i g. 2b innerhalb der beschriebe-

nen Justagemöglichkeit die tiefste Stellung, F i g. 2c die höchste Stellung der Elemente 15/17 darstellt

Eine weitere sinnvolle Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zeigt F i g. 4a im schematischen Querschnitt. Anstelle der Kugelraste 19/20 ist am Aufnahmeteil 5 16718' eine Friktionsbremse angebracht, die im einfachsten Fall aus einer Bremsbacke 23 in einer Hülse 24 besteht wobei eine Feder 25 die Backe 23 gegen das Eierntriit 15/17 preßt und es dadurch in jeder beliebigen Höhenlage festhält Das Anheben und Absenken des to Elementes 15/17 erfolgt im einfachsten Fall manuell über ein geeignetes Werkzeug 26. Hierbei kann der Hub durch einen am Aufnahmeteil 16718' befestigten justierbaren Anschlag 27 begrenzt werden. Eine weitere sinnvolle Ausgestaltung besteht nach F i g. 4a darin, daß ein zweckmäßigerweise mit dem justierbaren Anschlag verbundenes Kontaktelement 28 bei vollzogenem Hub ein Signal an eine Elektronik 29 gibt, welche durch eine Verzögerungsschaltung (»Totmann-Schaltung«) nach einer fest vorgegebenen oder mittels eines EinsteÜ-knopfes 30 vorwählbaren Zeitspanne ein Signal (z. B. durch Lautsprecher 31) abgibt, soweit nicht vor Ablauf dieser Zeitspanne der Kontakt 28 durch Absenken der Elemente 15/17 wieder geöffnet wird. Eine derartige Warnvorrichtung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn verflüssigtes Propan als Kühlmedium 7 verwendet wird, bei dem eine Akkumulation von O₂ ein erhebliches Explosionsrisiko bewirkt

Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung kann in technisch bekannter Weise vorsehen, daß nach Betätigen fines elektrischen oder mechanischen Schaltelementes im Zuge einer Wirkverbindung zunächst das Element 15/17 angehoben wird und daß nach vollzogenem Hub durch ein Signal eines Kontaktelementes (z. B. Element 28) der Auslöser 13 betätigt und hierdurch in weiterer Folge die Injektion ausgelöst wird. Schließlich kann durch eine Verzögerungsschaltung der Elektronik 29730"' (F i g. 4b) das Absenken vollzogen werden. Die Ausbildung einer derart gesteuerten Vorrichtung kann in verschiedenster Weise erfolgen und sich hierbei bekannter mechanischer, elektrischer oder elektromechanischen Hilfselemente bedienen, welche von einer Elektronik 29730' im Zuge des Funktionsablaufes angesteuert werden. Eine mögliche Alternative stellt die in F i g. 4b als eine der vielen Möglichkeiten beispielhaft beschriebene Hubvorrichtung mittels einer Pneumatik dar. Hierbei löst ein elektrisches Signal mit der Start-Taste 32 zunächst eine öffnung des Magnetventils 33 aus, welches komprimiertes GN2 aus einer Druckflasche 34 über ein Reduzierventil 35 und ein Reduzierstück 36 langsam in das Rohrsystem 37 einläßt Der GN2 wird im Rohr 37 durch das LN2 3 im Behälter Γ zunächst vorgekflhlt und hebt dann den als Kolben fungierenden Teil 15/17 so lange an, bis er den Anschlag 37 berührt Danach bleibt er unter aufrechterhaltenem Druck in dieser höchsten Position stehen. Ober den Kontakt 28 kann nun mittelbar oder unmittelbar die Injektion durch den Rückzug des elektromagnetischen Auslösers 13' ausgelöst werden. Nach vollzogener Injektion kann ein nicht dargestellter Verzögerungsschalter das Magnetventil eo 33 in bekannter Weise wieder schließen, wobei das langsame Entweichen des GN2 aus dem vom Element 15/17 und dem Aufnahmezylinder 16718' gebildeten Hohlraum die Absenkung des Elementes 15/17 in die Standby-Position ohne weitere Maßnahmen bewirken kann. Dieses Absenken kann durch eine nicht dargestellte Druck- oder Zugfeder, die auf das Element 15/17 wirkt, in bekannter Weise beschleunigt werden. Im Rahmen der Erfindung können gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen und konstruktiven Kombinationen Abänderungen getroffen werden, ohne daß hiervon der erfindungsgemäße Charakter der Vorrichtung berührt wird. So ist es möglich, mechanische, elektronische, elektromechanische oder pneumatische Elemente in abweichender Weise zu einer Vorrichtung zu kombinieren, welche dem Inhalt des Patentanspruchs 1 genügt. Es ist unmöglich und wurde nicht versucht, alle möglichen Vorrichtungen zur Ausführung sowie zur justierbaren Begrenzung des Hubes der Elemente 15/17 erschöpfend zu beschreiben. Gleiches gilt für die Warnvorrichtung, welche auf ein versehentliches Belassen des Elementes 15/17 in angehobener Stellung aufmerksam machen soll sowie insbesondere für die Art und Ausführung der Wirkverbindungen, welche an der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen sinnvollen Funktionsablauf ermöglichen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 einer Injektionsvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit Patentansprüche: in ein Kühlbad injiziert, das sich auf einer entsprechend tiefen Temperatur befindet (vgL DE-OS 32 34 457). Für

1. Vorrichtung zur KryoFixation nativer Objekte das Kühlbad wird im allgemeinen flüssiges Propan vermittels eines flüssigen Kühlmediums oder eines Me- 5 wendet, das durch ein außerhalb des Kühlbadbehälters tallspiegels, mit einem das Kühlmedium enthalten- befindliches Kryogen, in der Regel flüssiger Stickstoff, den Behälter bzw. mit einem einen Metallspiegel auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird. Bei aufweisenden Metallteil, dadurch gekenn- der sogenannten Metallspiegel-Kryofixation wird das zeichnet, daß zur Kryofixation der Flüssigkeits- Objekt z. B. mittels eines Stempels, an dem es befestigt spiegel des Kühlmediums (7) bzw. der Metallspiegel io ist und zusammen mit diesem so auf eine hochglanzpo-(17') mindestens bis zum Einbringen bzw. Aufbrin- lierte Metalloberfläche geschleudert, daß die mit der gen eines Objektes vorübergehend auf ein Niveau Metalloberfläche in Berührung kommende Objektfläanhebbar ist, das maximal ca. 5 mm unterhalb einer ehe eine entsprechend vollkommen ebene Ausrichtung zwischen kalter Gasatmosphäre und Raumatmo- erhält (vgl. AT-PS 3 34941; DE-OS 28 09 880, Sphäre gebildeten Grenze (9) liegt. /5 2944 806). Der die Metalloberfläche bildende Metall-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- körper ist in der Regel ein Metallzylinder, dessen eine zeichnet, daß die Position des Flüssigkeits- (7') oder Stirnseite zu der genannten Spiegelfläche poliert ist, Metallspiegels (17') während der Injektion und während im übrigen sein Schaft in ein flüssiges Kryogen, Kryofixation durch eine Raste (19 bis 22) oder eine normalerweise flüssiger Stickstoff, eintaucht, um hiergleichartige mechanische Voirichtung definiert ist 20 durch die Metalloberfläche auf der gewünscht tiefen

3. Voirfihtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Temperatur zu halten. Durch den intensiven Kontakt zeichnet, daß ein Bremselement (23 bis 25) den Flüs- des Objektes mit der kalten Metalloberfläche wird dem sigkeits- (7^ oder Metallspiegel (17') bzw. die sie Objekt ausreichend rasch so viel Wärme entzogen, daß aufnehmenden Halterungen (15,17) in einstellbarer die erwünscht rapide Abkühlung im Randbereich einHöhenlage hält und daß Anschläge (27) die Grenz- 25 tritt