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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit
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das für die Beleuchtung verwendete Lichtstrahlenbündel durch den
in jedem Fall erforderlichen stabilen Injcktorträger und einen in oder an dem Injektorträger
angeordneten Umlenkspiegel von hinten auf den Metallspiegel gelenkt und dieser mit
der Lichtintensität beleuchtet, die für die Präparationsarbeiten notwendig ist.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung gewährleistet eine einwandfreie
Präparationsarbeit sowohl mit unbewaffnetem Auge wie bei Bedarf unter einem optischen
vergrößernden System (Linse oder Fernrohr), das ebenfalls am Injektor oder am Gehäuse
der Kryofixationsvorrichtung so verstellbar angeordnet, z. B. angelenkt, ist, daß
es zur Beobachtung jederzeit eingeschwenkt und justiert, bei Nichtgebrauch jedoch
außerhalb des Arbeitsbereiches verstellt werden kann. Da durch die gewählte Anordnung
der Lichtquelle unmittelbar am oder im Injektorträger diese vollständig außerhalb
des Arbeitsbereiches bei der Präparation liegt, kann auch sie die Präparationsarbeiten
nicht behindern und zusätzlicher Platzbedarf hierfür ist praktisch nicht erforderlich.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, daß der lJmlenkspiegel in
einer Ausnehmung an der Unterseite des Injektorträgers angeordnet ist, die dem Metallspiegel
zugewendet ist. Der Umlenkspiegel ist zweckmäßigerweise zur gezielten Beleuchtung
des Objekts oder bestimmter Objektstellen auch zumindest um eine Achse schwenkbar
angeordnet und mit mechanischen Zwischengliedern bzw. einer Handhabe verbunden,
die eine Schwenkverstellung des Umlenkspiegels von außerhalb des Injektorträgers
erlauben. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß in den Strahlengang der Lichtquelle
zumindest eine Linse zur Fokussierung oder zur Verteilung des Lichts auf den jeweils
interessierenden Bereich innerhalb der Kühlkammer eingeschaltet ist, wobei die Einstellung
der Linse bzw. Linsen eine Veränderung sowohl der Größe der beleuchteten Fläche
als auch der Lichtintensität am jeweils interessierenden Bereich ermöglichen kann.
Schließlich kann nach einer Weiterbildung ein Wärmesperrfiltcr zwischen der Lichtquelle
und dem Metallspiegel zum Schutz besonders wärmeempfindlicher Objekte eingeschaltet
sein.
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Als Lichtquelle eignet sich vor allem eine Mikroskopier- und Projektionslampe
mit Glasreflektor, z. B. eine Halogenlampe. Der Infrarotanteil der Strahlung dieser
Lampe ist vergleichsweise gering und stört daher bei der üblichen Kryopräparation
nicht.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Lampe
in einem Lampenhaus angeordnet ist, das lösbar am Injektorträger befestigt ist und
z. B.
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zum Lampenwechsel von diesem abgenommen werden kann. Beispielsweise
ist das Lampenhaus in einer Stecköffnung des Injektorträgers auswechselbar angeordnet.
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Schließlich kann eine weitere Ausbildung darin bestehen, daß für
das Lampenhaus an dem Gehäuse der Vorrichtung eine weitere Aufnahme vorgesehen ist,
so daß bei der Anordnung der Lichtquelle an dieser Stelle deren Strahlengang über
einen im Gehäuse vorgesehenen Umlenkspiegel von unten her in einen anstelle des
austauschbaren Metallspiegels vorgesehenen Immersions-Kühlbad-Behälter eingeleitet
werden kann (vgl. DE-OS 33 32 741). Damit ist die Lichtquelle in dem Lampenhaus
sowohl für die Auflichtbeleuchtung des Metallspiegels als auch zur Durchlichtbeleuchtung
der entsprechend umgewandelten Vorrichtung zu einer solchen für die Immersions-Kryofixation
geeignet, so daß die Beleuchtung ohne Mehrkosten für zwei unterschiedliche Kryofixationsmethoden
zur Verfügung steht.
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Die erfindungsgemäß an dem Injektorträger oder am Gehäuse angeordnete
vergrößernde optische Einrichtung besteht im einfachsten Fall aus einer Sammellinse,
die zwischen dem Beobachter und dem Metallspiegel eingeschwenkt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine
schematische Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Vorrichtung zur Metallspiegel-Kryofixation
nach einem internen Stand der Technik; F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende
Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und F i g. 2a einen Längsschnitt
durch einen Immersions-Kühlbad-Behälter, der gegen den Metallspiegel der Vorrichtung
gemäß F i g. 2 ausgetauscht werden kann.
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Die einem internen Stand der Technik entsprechende Vorrichtung gemäß
F i g. 1 dient zur Metallspiegel-Kryofixation eines Objekts 1, das über eine anti-adhäsive
Folie 4 an einer elastischen Zwischenlage 2 befestigt ist, die ihrerseits an einem
Injektor 3 fixiert ist. Die anti-adhäsive Folie 4 dient zum erleichterten Abtrennen
des Objekts 1 von der Zwischenlage 2 nach dem Durchfrieren anschließend an die Injektion.
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Der Injektor 3 ist in einem weitgehend starren Injektorträger 11
gleitend verschiebbar, welcher seinerseits mit einem Gehäuse 12 der Vorrichtung
fest verbunden ist. Der Injektor 3 hat die Form einer bodenseitig geschlossenen
Hülse, mit deren Boden ein nicht näher bezeichneter Schaft fest verbunden ist, der
an seinem oberen Ende einen ebenfalls nicht bezeichneten Handgriff trägt. Im Inneren
des Injektors 3 ist eine Druckfeder 14 angeordnet, die sich zwischen dem Boden des
hülsenförmigen Injektors 3 und einem am Injektorträger 11 festgeschraubten Teil
abstützt. In dem in F i g. 1 gezeigten Zustand ist der Injektor 3 durch einen im
Injektorträger 11 längsverschieblich geführten Auslösestift 13 festgehalten, der
formschlüssig in eine Ringnut auf der Außenseite der Injektors 3 eingreift.
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In dem Gehäuse 12 befindet sich ein Behälter 8, der von einer Wärmeisolation
9, z. B. Polyurethanschaum, umgeben und mit flüssigem Stickstoff 10 gefüllt ist.
Mit dem Boden des Behälters 8 ist ein metallischer Hohlzylinder 7 fest verbunden,
in dessen zylindrische Bohrung ein Metallzylinder 7' in gut wärmeleitender Verbindung
eingefügt ist. Der Metallzylinder 7' ist in seinem oberen Endbereich zu einem dem
Außendurchmesser des Hohlzylinders 7 entsprechenden Durchmesser erweitert und trägt
am oberen Ende eine Ausnehmung, in welche eine beispielsweise aus Kupfer bestehende
Metallplatte 6, ebenfalls mit gut wärmeleitender Verbindung, eingelegt ist. Die
Metallplatte 6 ist an ihrer Oberseite hochglanzpoliert und bildet mit dieser Fläche
den Metallspiegel 5.
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Durch Zurückziehen des Auslösestiftes 13 aus der Ringnut des Injektors
3 wird der Injektor 3 von der Druckfeder 14 sehr rasch in Pfeilrichtung beschleunigt.
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Das Objekt 1 prallt auf den durch den flüssigen Stickstoff 10 auf
eine Temperatur unter - 1800C gekühlten Metallspiegel 5 auf. Hierdurch erstarrt
diejenige Oberflächenschicht des Objekts 1, die zuerst mit dem kalten Metallspiegel
5 in Kontakt tritt, augenblicklich ohne irgendwelche Entmischungsphänomene oder
sonstige Veränderungen und muß nachträglich von den anderen, deformierten und verquetschten
Objektpartien getrennt werden. Hierzu löst man das gefrorene Objekt 1 mittels der
antiadhäsiven Trennfolie 4 von der Zwischenlage 2 ab, wendet es nach oben und präpariert
es nun in dem Raum des Behälters 8 über dem flüssigen
Stickstoff
10, der mit dem kalten trockenen Stickstoffgas gefüllt ist. Durch die Präparation
wird das Objekt 1 auf die Größe zugerichtet, die für die jeweils vorgesehene Folgepräparation
erforderlich ist. Derartige Präparationsarbeiten erfordern eine sehr helle Beleuchtung
mit einem Licht, dessen Infrarotanteil möglichst gering sein muß, um Wärmeartefakte
an dem Objekt 1 mit Sicherheit auszuschließen. Für diese Beleuchtung verwendet man
im einfachsten Fall eine, häufig jedoch zwei Punktlichtleuchten 16 mit Kollektorlinsen
und einem Wärmesperrfilter 17 auf einem gesonderten Stativ 18.
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Häufig werden auch Lichtquellen 19 verwendet, an die ein oder zwei
flexible Glasfaser-Lichtleiter 20, 20' angeschlossen werden können. Außerdem wird
zur Beobachtung des Objekts häufig ein Vergrösserungsglas 21 auf einem Stativ 22
eingesetzt, daß eine Justage des Vergrößerungsglases ermöglicht.
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Durch die Beleuchtungs- und Beobachtungsgeräte 19 bis 22 wird die
beidhändige Präparation im kalten Innenraum des Behälters 8 so erschwert, weil die
Zugänglichkeit behindert wird, daß man häufig vor der Kompromißentscheidung steht,
entweder auf die erforderliche gute Sichtbarkeit des Objekts (Beleuchtung und vergrößerndes
optisches System) zu verzichten oder die Behinderung bei der Präparation in Kauf
zu nehmen, dadurch aber Gefahr zu laufen, daß eine einwandfreie Präparation nicht
durchführbar ist.
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Diese Unzulänglichkeiten lassen sich durch die in F i g. 2 dargestellte
erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache Weise eliminieren. Die Vorrichtung gemäß
F i g. 2 entspricht bezüglich ihres grundsätzlichen Funktionsaufbaues weitgehend
derjenigen nach F i g. 1 und bedarf deshalb keiner eigenen Erläuterung; übereinstimmende
Teile der Vorrichtung sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Die Erläuterung beschränkt sich auf die erfindungsgemässe Ausgestaltung.
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In den Injektorträger 11' der Vorrichtung ist eine Halogen-Mikroskopier-
und Projektorlampe 24 mit Glasreflektor eingebaut, deren Strahlenbündel aufgrund
des speziellen Aufbaues des Reflektors einen sehr geringen Infrarotanteil aufweist.
In dem Injektorträger 11' ist eine Ausnehmung 23 ausgebildet, in deren einer Seitenwand,
die in F i g. 2 zu sehen ist, ein Umlenkspiegel 25 um eine zur Zeichenebene (in
F i g. 2) senkrecht stehende Achse verschwenkbar gelagert ist. Durch die Seitenwand
ist eine Welle 34 des Umlenkspiegels 25 hindurchgeführt, auf der eine Schwenk-Handhabe
25' sitzt, mittels der die Spiegelverschwenkung ausgeführt werden kann. Der Umlenkspiegel
25 liegt im Strahlengang der Lampe 24, der von hinten durch eine Bohrung des Injektorträgers
11' verläuft und durch den Umlenkspiegel 25 in den Kaltraum des Behälters 8, insbesondere
auf den Metallspiegel 5 umgelenkt wird. An ihrer Unterseite ist die Ausnehmung 23
durch ein Wärmesperrfilter 35 verschlossen.
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In dem Strahlengang der Lampe 24 ist eine auf beiden Seiten konkave
Streulinse 32 eingeschaltet, die das Lichtbündel der Lampe 24 auf eine größere Fläche
zerstreut. Die Wirkung der Streulinse 32 ist durch deren Bewegung in Pfeilrichtung
mittels eines durch eine Öffnung des Injektorträgers 11' nach oben geführten Handgriffes
33 veränderbar. Zum Zweck der besseren Verstellung ist die Streulinse 32 in einer
nicht bezeichneten Hülse angeordnet, die gleitend in der den Strahlengang der Lampe
24 führenden Bohrung des Injektorträgers 11' verschiebbar ist.
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Die Lampe 24 ist in einem Lampenhaus 30 angeordnet, dessen Gestaltung
aus F i g. 2 hervorgeht und das mittels eines Ansatzes in die an der Rückseite des
Injektorträgers 11' offene Bohrung einschiebbar und darin mittels einer Klemmschraube
31 fixierbar ist.
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Am vorderen (in Fig. 2 linken) Ende des Injektorträgers 11' ist ein
in einer Gelenkfassung gehaltenes Vergrößerungsglas 25 mittels zweier Verbindungshebel
28 (von denen in Fig. 1 nur einer zu sehen ist) um die zur Zeichenebene senkrecht
stehenden Achsen 27 und 29 verschwenkbar befestigt. Die Achse 29 ist durch an der
Außenseite der Fassung des Vergrößerungsglases 26 angebrachte Zapfen verwirklicht,
die in entsprechende Bohrungen der Verbindungshebel eingreifen; die Achse 27 ist
durch einen Stift gebildet, der eine Querbohrung des Injektorträgers 11' durchsetzt
und fest mit den Enden der Verbindungshebel 28 verbunden ist. Durch eine entsprechende
Reibpassung des Stiftes 27 in der Bohrung des Injektorträgers 11' bzw. der Zapfen
29 in den Bohrungen der Verbindungshebel 28 ist dafür gesorgt, daß die Verbindungshebel
relativ zum Injektorträger 11' und das Vergrößerungsglas 26 mit seiner Fassung relativ
zu den Verbindungshebeln 28 verschwenkbar ist, jedoch eine eingestellte Lage beibehält.
Damit kann das Vergrößerungsglas 26 aus der in F i g. 2 erkennbaren, voll ausgezogenen
Beobachtungsstellung in eine gestrichelt gezeichnete Ruhestellung nach oben verschwenkt
werden, in der es die Arbeit nicht behindert.
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Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung ist so eingerichtet, daß
sie wahlweise für eine Metallspiegel-Kryofixation und für eine Immersions-Kryofixation
eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck weist der mit dem Boden des Behälters 8
fest verbundene metallische Hohlzylinder 38 an seinem unteren Ende eine Ausnehmung
auf, unter der im Gehäuse 12 der Vorrichtung ein weiterer Umlenkspiegel 37 angeordnet
ist. Der Metallzylinder 7', der die Metallplatte 6 mit dem Metallspiegel 5 trägt,
kann aus dem Hohlzylinder 38 herausgezogen und gegen einen in F i g. 2a dargestellten
rohrförmiZen Behälter 40 ausgetauscht werden, der mit einem Glasboden 39 versehen
ist und ein flüssiges Kryogen 41, z. B.
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flüssiges Propan, als Kühlbad für die Immersionskryofixation enthält.
Der Außendurchmesser des Behälters 40 entspricht exakt dem Außendurchmesser des
Metailzylinders 7', so daß er nach dem Einschieben in den Hohlzylinder 38 mit diesem
in gut wärmeleitendem Kontakt steht. Durch Vorsprünge oder einen ringförmigen Bund
am oberen Ende des Behälters 40 wird vermieden, daß dieser zu tief in den Hohlzylinder
38 eingeschoben wird.
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An der Rückwand des Gehäuses 12' ist eine Bohrung 42 vorgesehen,
deren Durchmesser gleich dem der den Strahlengang führenden Bohrung im Injektorträger
11' ist. In die Bohrung 42 kann nach dem Lösen der Klemmschraube 31 das Lampenhaus
30 eingesetzt werden, so daß das Strahlenbündel der darin befindlichen Lampe 24
auf den Umlenkspiegel 37 unter dem Behälter 8 trifft und von diesem nach oben umgelenkt
wird. Ist der Mctallzylinder 7' gegen den Kühlbadbehälter 40 ausgetauscht, so tritt
das Strahlenbündel durch den Gtasboden 39 hindurch und beleuchtet das Kühlbad 41
sowie das Objekt 1 von innen bzw. unten.
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Da die Lampe 24, der Umlenkspiegel 25, die Streulinse 32 und das
Wärmesperrfilter 35 unmittelbar im bzw.
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am Injektorträger 11' angeordnet sind, behindern sie die Präparationsarbeiten
in keiner Weise. Die Integration in den Injektorträger 11' garantiert zusätzlich
eine kostengünstige Herstellung, da alle sonst erforderlichen Trägerelemente und
Verschalungen für diese Teile entfallen können. Gleiches gilt für das vergrößernde
optische
System, nämlich das Vergrößerungsglas 26.
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Im Rahmen der Erfindung können gegenüber dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel Abänderungen getroffen werden. So ist es unerheblich, welche
und ggf. ob zusätzliche optische Elemente an bestimmten Stellen des Strahlenganges
eingeschaltet werden, wie sie gehaltert und -angeschlossen sind. Ebenso kann anstelle
der erwähnten Lichtquelle eine andere geeignete Lampe eingesetzt werden, und als
Beobachtungssystem können Ferngläser, Stereomikroskope od. dgl. zur Anwendung kommen.
Es versteht sich weiterhin, daß die Art der Beaufschlagung des Injektors, sei es
durch Schwerkraft, Luftdruck, magnetische Kräfte od. dgl., für die Erfindung keine
Rolle spielt, vorausgesetzt, daß ein Injektorträger vorhanden ist, der die geschilderte
Anordnung der Beleuchtungseinrichtung und ggf. der Beobachtungseinrichtung so erlaubt,
daß ein behinderungsfreies Präparieren möglich ist. Ähnliches gilt für den Einsatz
von flüssigem Helium anstelle des flüssigen Stickstoffs zum Kühlen des Metallspiegels
5.
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