DE3789439T2 - Immersionsöl für Mikroskopie. - Google Patents

Immersionsöl für Mikroskopie.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Immersionsöl für die Mikroskopie und insbesondere betrifft sie ein Immersionsöl geringer Fluoreszenz für die Mikroskopie.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Ein Immersionsöl, welches die numerische Apertur einer Objektivlinse vergrößert, wird manchmal zur Verstärkung des Vergrößerungsvermögens bei der Mikroskopie verwendet. Als Immersionsöl waren solche bekannt, welche hauptsächlich aus Glyzerin, Sliconöl oder Polybiphenylchlorid (PCB). zusammengesetzt sind.
  • Glyzerin ist jedoch hygroskopisch und besitzt einen geringen Brechungsindex, und Siliconöl weist ebenso die Nachteile einer hohen Viskosität und eines geringen Brechungsindex auf. Andererseits ist PCB für den menschlichen Körper schädlich.
  • Zur Lösung dieser Probleme wurde gemäß der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. 35053/80 ein Immersionsöl vorgeschlagen, welches sich aus einem Diphenylmethanderivat und flüssigem Paraffin zusammensetzt.
  • Weiterhin beschreibt das US-Patent Nr. 4465 621 ein Immersionsöl für die Mikroskopie, welches Butylbenzylphthalat vermischt mit chloriertem Paraffin und/oder Dialkylphthalat umfaßt.
  • Diese Immersionsöle erfüllen nahezu verschiedene Eigenschaften, wie sie für Immersionsöle für die Mikroskopie erforderlich sind, wie etwa Brechungsindex, Abbe-Zahl, Viskosität und Auflösungsvermögen, sind jedoch immer noch darin problematisch, daß sie eine zu starke Fluoreszenz bei der Messung durch ein Spektrophotometer aufweisen.
  • Das heißt, bei der Fluoreszenzmikroskople wird als Lichtquelle eine Ultrahochdruck-Quecksilberlampe verwendet, welche ultraviolette Strahlen emittiert, welche Fluoreszenz anregen. In diesem Fall verwendete Einstrahlungs- bzw. Anregungslichter umfassen U-Anregung, welche die Anregung von Fluoreszenz durch ein Filter von hauptsächlich 365 nm Wellenlänge umfaßt, V-Anregung, welche Anregung durch helle Ultraviolettstrahlen von 405 nm oder 435 nm oder durch breites Anregungslicht der VB-Anregung umfaßt, B-Anregung, welche die Anregung von Fluoreszenz durch ein Anregungsfilter von hauptsächlich 410 nm umfaßt, sowie G-Anregung, welche die Anregung der Fluoreszenz durch ein Anregungsfilter von hauptsächlich 546 nm umfaßt. Da aus einer Probe durch diese Anregungslichter emittierte Fluoreszenz durch die Fluoreszenzmikroskopie beobachtet wird, weist ein zu verwendendes Immersionsöl eine wünschenswert geringe Emission von Fluoreszenz auf. Ein Immersionsöl, welches hauptsächlich aus einer Verbindung mit einer Vielzahl aromatischer Ringe zusammengesetzt ist, wie etwa in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. 35053/80 und im US-Patent Nr. 4465621 beschrieben, emittiert viel Fluoreszenz und kann nicht in wirksamer Weise für die Fluoreszenzmikroskople verwendet werden. Das im US-Patent Nr. 4465 621 beschriebene Immersionsöl besitzt weiterhin das Problem eines schlechten Farbtons.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Immersionsöl für die Mikroskopie bereitzustellen, welches hinsichtlich den für ein Immersionsöl für die Mikroskopie erforderlichen Eigenschaften überlegen ist, wie etwa Brechungsindex, Abbe-Zahl, kinematische Viskosität, Nichttrocknungsverhalten, Witterungsbeständigkelt, Korrosionsbeständigkeit, Kontrast, Auflösungsvermögen und chromatische Aberration, welches eine geringe Fluoreszenz, einen guten Farbton sowie eine hohe Transparenz aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung, gemäß der die obigen Probleme überwunden werden, besteht in einem Immersionsöl für die Mikroskopie, welches im wesentlichen aus einem Phthalsäuredialkylester und einem chlorierten Paraffin besteht und nicht Butylbenzylphthalat in mehr als Spurenmengen enthält.
    • Detaillierte Erläuterung der Erfindung
  • Als Phthalsäuredialkylester, welcher eine das erfindungsgemäße Immersionsöl für die Mikroskopie aufbauende Komponente ist, wird normalerweise ein Alkylester mit 1-5 Kohlenstoffatomen verwendet. Wenn es sich nicht um einen Alkylester handelt, beispielsweise wenn er eine Doppelbindung oder einen aromatischen Ring enthält, neigt das Immersionsöl zu einer Zunahme in der Fluoreszenz, so daß solche Verbindungen nicht erwünscht sind. Alkylester mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen neigen zu einer Verringerung der Stabilität und einer Erhöhung der Viskosität des Immersionsöls und verringern den Brechungsindex des Immersionsöls.
  • Die zwei Alkylgruppen des Phthalsäuredialkylesters können verschieden sein, sie sind jedoch wünschenswerterweise identisch.
  • Als bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende Phthalsäuredialkylester können beispielsweise Dimethylphthalat, Diethylphthalat, Dipropylphthalat, Di-nbutylphthalat, Di-tert-butylphthalat und Dipentylphthalat genannt werden, unter welchen Dimethylphthalat und Diethylphthalat bevorzugt sind. Diese können alleine oder in Kombination verwendet werden.
  • Das erfindungsgemäße Immersionsöl für die Mikroskopie enthält diesen Phthalsäuredialkylester und ein chloriertes Paraffin.
  • Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete chlorierte Paraffin kann ein gewöhnliches sein, das heißt, es kann durch Chlorierung von beispielsweise flüssigem Paraffin hergestellt werden. Das flüssige Paraffin kann durch Reinigung von beispielsweise Schmierölfraktionen, wie etwa Spindelölfraktion, Gefrierschrank- Ölfraktion, Dynamoölfraktion, Maschinenölfraktion und Turbinenölfraktion erhalten werden, indem diese einer Waschbehandlung mit Schwefelsäure oder einer Behandlung mit Ton unterzogen werden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann in geeigneter Weise ein solches chloriertes Paraffin verwendet werden, welches eine Säurezahl unterhalb 0,50 KOH mg/g, eine Viskosität bei 25ºC innerhalb des Bereichs von 0,05-4000 Pa·s (0,5-40000 Poises), eine relative Dichte bei 25ºC innerhalb des Bereichs von 1,10-1,80 und eine Chromatizität (ABHA) unterhalb 350 aufweist.
  • Weiterhin ist es bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, mindestens zwei Arten eines chlorierten Paraffins zu verwenden, welche hinsichtlich des Chlorgehalts verschieden sind. Insbesondere die Viskosität und Abbe-Zahl des erfindungsgemäßen Immersionsöls für die Mikroskopie können in wirksamer Weise verringert werden, indem in geeigneter Weise mindestens zwei Arten eines chlorierten Paraffins mit unterschiedlichem Chlorgehalt vermischt werden.
  • Wenn zwei Arten von chloriertem Paraffin verwendet werden, werden diese normalerweise unterteilt in solche mit einem Chlorgehalt von 55 Gew.-% oder weniger (nachfolgend manchmal als "niedrigchloriertes Paraffin" bezeichnet) und solche mit einem Chlorgehalt von mehr als 55 Gew.-% (nachfolgend manchmal als "hochchloriertes Paraffin" bezeichnet), wobei diese zwei entsprechenden Gruppen in Mischung verwendet werden. Es ist besonders bevorzugt, ein chloriertes Paraffin mit einem Chlorgehalt von 55 Gew.-% oder weniger (geeigneterweise 55-35 Gew.-%) als niedrigchloriertes Paraffin und ein chloriertes Paraffin mit einem Chlorgehalt von 55 Gew.-% oder mehr (geeigneterweise 60-75 Gew.-%) als hochchloriertes Paraffin zu verwenden.
  • Das Gewichtsverhältnis des niedrigchlorierten Paraffins und des hochchlorierten Paraffins, welche zu vermischen sind, liegt gewöhnlicherweise im Bereich von 10 : 90-80 : 20, insbesondere bevorzugt von 10 : 90-50 : 50. Wenn die Menge des hochchlorierten Paraffins erhöht wird, neigen die Eigenschaften des resultierende Immersionsöls zur weiteren Verbesserung.
  • Das Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) des Phthalsäuredialkylesters und des chlorierten Paraffins kann wahlweise eingestellt werden, beträgt jedoch bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 20 : 80-70 : 30. Wenn sowohl das niedrigchlorierte Paraffin als auch das hochchlorierte Paraffin verwendet werden, ist das Gewicht des chlorierten Paraffins die Summe der Gewichte dieser chlorierten Paraffine.
  • Wenn das Mischungsverhältnis des Phthalsäuredialkylesters und des chlorierten Paraffins innerhalb des Bereichs von 25 : 75-60 : 40 eingestellt wird, neigen die Eigenschaften des Immersionsöls für die Mikroskopie zur weiteren Verbesserung.
  • Das erfindungsgemäße Immersionsöl für die Mikroskopie kann durch bloßes Mischen des Phthalsäuredialkylesters und des chlorierten Paraffins hergestellt werden.
  • Das Mischen kann normalerweise durch Rühren dieser bei Raumtemperatur oder unter Erwärmung während 1 Minute oder mehr durchgeführt werden.
  • Das so erhaltene Immersionsöl für die Mikroskopie gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Abbe-Zahl (welche die Dispergierbarkeit zeigt) von 40-58 (geeigneterweise 42-46).
  • Das Immersionsöl hat normalerweise einen Brechungsindex von 1,5-1,6. Weiterhin kann durch Einstellen der Komponenten des Immersionsöls der Brechungsindex auf 1,515 ± 0,0005 eingestellt werden, was nahe dem Brechungsindex einer Objektivlinse liegt.
  • Die kinematische Viskosität bei 25ºC des erfindungsgemäßen Immersionsöls für die Mikroskopie beträgt normalerweise 0,05 m²/s (50000 centistokes) oderweniger. Insbesondere wenn beispielsweise Dimethylphthalat verwendet wird, kann die kinematische Viskosität auf weniger als 1 · 10&supmin;&sup4; m²/s (100 centistokes) verringert werden, und wenn beispielsweise Diethylphthalat verwendet wird, kann sie auf weniger als 3 · 10&supmin;&sup4; m²/s (300 centistokes) verringert werden.
  • Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Immersionsöls für die Mikroskopie gegenüber herkömmlichen Immersionsölen (beispielsweise dasjenige, welches hauptsächlich aus Benzylbutylphthalat zusammengesetzt ist, welches zwei aromatische Ringe im Molekül enthält) beruht in der geringeren Fluoreszenz, einem guten Farbton mit geringer Trübung und einer hohen Transparenz.
  • Das heißt, das erfindungsgemäße Immersionsöl für die Mikroskopie emittiert eine geringere Menge an Fluoreszenz durch Anregung mit U-Anregungslicht und V-Anregungslicht durch ein Licht von einer Ultrahochdruck-Quecksilberlampe. Daher kann das erfindungsgemäße Immersionsöl in wirksamer Weise für die Fluoreszenzmikroskople verwendet werden, durch welche eine ausreichende Beobachtung mit herkömmlichen Immersionsölen nicht durchgeführt werden kann.
  • Weiterhin besitzt das erfindungsgemäße Immersionsöl für die Mikroskopie eine hohe Transparenz und einen guten Farbton und ist somit äußerst brauchbar als Immersionsöl für die Fluoreszenzmikroskopie.
  • Daneben ist das erfindungsgemäße Immersionsöl herkömmlichen Immersionsölen ebenso in anderen Eigenschaften, wie etwa dem Nichttrocknungsverhalten, der Ungiftigkeit, dem Aussehen, der Witterungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, dem Kontrast und Auflösungsvermögen, ähnlich oder überlegen.
  • Wie oben erwähnt, kann das erfindungsgemäße Immersionsöl aufgrund der geringen Fluoreszenz geeigneterweise als Immersionsöl für die Fluoreszenzmikroskopie verwendet werden, jedoch kann es natürlich auch ebenso in geeigneter Weise als Immersionsöl für die normale Mikroskopie eingesetzt werden.
  • Wie oben angegeben, kann das erfindungsgemäße Immersionsöl ein solches sein, welches einen Phthalsäuredialkylester und ein chloriertes Paraffin enthält und braucht nicht andere Komponenten zu enthalten, es kann jedoch andere Komponenten enthalten, solange die Erreichung des der Erfindung zugrundeliegenden Ziels nicht verhindert wird.
  • Als die anderen, obengenannten Komponenten können beispielsweise die folgenden erwähnt werden: flüssige gesättigte Kohlenwasserstoffe (beispielsweise Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan und flüssiges Paraffin), flüssige Olefinpolymere (beispielsweise flüssiges Polyethylen, flüssiges Polypropylen und flüssiges Polybuten), flüssige Diencopolymere (beispielsweise flüssiges Polybutadien, flüssiges Polyisopren und flüssiges Polychloropren), aliphatische gesättigte Alkohole (beispielsweise Methanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol und Octanol), alicyclische Alkohole (beispielsweise Cyclobutanol, Cyclopentanol, Cyclohexanol, Cycloheptanol, Cyclooctanol, Cyclobutenol, Cyclopentenol, Cyclohexenol, Cycloheptenol, Cyclooctenol, Tricyclodecanol Tricyclododecanol, Tricyclodecenol und Tricyclododecenol) und Carbonsäureester (beispielsweise Methylacetat, Ethylacetat und Dicyclopentadienacetat).
  • Die vorliegende Erfindung weist die folgenden technischen Vorteile auf.
  • Das erfindungsgemäße Immersionsöl für die Mikroskopie ist hinsichtlich den Eigenschaften, welche allgemein für ein Immersionsöl für die Mikroskopie erforderlich sind, auf dem gleichen Niveau oder sogar höher wie herkömmliche Immersionsöle.
  • Insbesondere ist das erfindungsgemäße Immersionsöl sehr gering hinsichtlich der Emission von Fluoreszenz, welche durch U-Anregungslicht und V-Anregungslicht verursacht wird. Daher ist das erfindungsgemäße Immersionsöl für die Mikroskopie insbesondere geeignet als Immersionsöl für die Fluoreszenzmikroskopie.
  • Weiterhin besitzt das erfindungsgemäße Immersionsöl die Eigenschaften einer geringen Viskosität und einer leichten Handhabung.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele näher erläutert.
    • Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2
  • Die in Tabelle 1 gezeigten Komponenten wurden in den gezeigten Mengen unter Rühren bei 25ºC während 10 Minuten vermischt, um Immersionsöle für die Mikroskopie herzustellen.
  • Der Brechungsindex, die Abbe-Zahl und die kinematische Viskosität der so erhaltenen Immersionsöle wurden gemessen. Weiterhin wurden die Öle Prüfungen hinsichtlich Fluoreszenz, Nichttrocknungsverhalten, Farbton, Wetterbeständigkelt, Korrosionsbeständigkeit und Transparenz unterzogen. Daneben wurden die Öle hinsichtlich Kontrast, Auflösungsvermögen und chromatischer Abberation anhand der obigen Ergebnisse bewertet. Die Ergebnisse der Messung und Bewertung sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1 Beispiele Vergleichsbeispiele Menge an Dimethylphthalat (Gew.-Teile) an Benzylbutylphthalat Chloriertes Paraffin Chlorgehalt Menge in Gew.-Teilen Tabelle 2 Beispiele Vergleichsbeispiele Brechungsindex Abbe-Zahl Kinematische Viskosität Fluoreszenz Nichttrocknungsverhalten Farbton (Aussehen) Wetterbeständigkeit Korrosionsbeständigkeit Kontrast Auflösungsvermögen Transparenz
    • Bewertungsverfahren
  • Die Messung und Bewertung der Eigenschaften der Immersionsöle, wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden durch die folgenden Verfahren vorgenommen.
    • Brechungsindex (nD²³), Abbe-Zahl (vD²³)
  • Diese wurden gemäß JIS K2101 gemessen.
    • Kinematische Viskosität (25ºC)
  • Diese wurde gemäß JIS K2283 gemessen.
    • Nichttrocknungsverhalten
  • Die Prüfung wurde bei 30ºC · 24 Stunden gemäß JIS C2 101 "Electrical insulating oil" 12, Evaporation amount test, durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse wurden durch die folgenden zwei Einteilungen bewertet.
    • Bewertungsergebnis Verdampfungsmenge
  • Gut Weniger als 1 Gew. -%
  • Schlecht 1 Gew. -% oder mehr
    • Aussehen
  • Die Probe wurde in einen sauberen Behälter gegeben und die Trübung geprüft.
    • Wetterbeständigkeit
  • Das Immersionsöl wurde einer Bestrahlungsprüfung und Hitzezerstörungsprü - fung unter den folgenden Bedingungen unterzogen, wobei die Bewertung gemäß den folgenden zwei Einteilungen durch Vergleichen des Brechungsindex, der Abbe-Zahl und des Farbtons vor der Prüfung mit denen nach der Prüfung durchgeführt wurde.
  • Bewertung
  • Gut: Es trat keine Änderung auf hinsichtlich Brechungsindex, Abbe-Zahl und Farbton
  • Schlecht: Ein Änderung trat bei mindestens einem aus Brechungsindex, Abbe- Zahl und Farbton auf
    • Bestrahlungsprüfung
  • Eine vorgegebene Menge (40 ± 0,5 g) einer Probe wurde in eine Schale (Durchmesser 0 cm) gegeben und mit einem Licht (Lichtquelle: Highlight White FL 20W von Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. mit einem Abstand zwischen der Lampe und der Probe von 15 cm) während vorgegebenen Zeiträumen (24 Stunden, 72 Stunden, 120 Stunden) bestrahlt und die Änderung des Brechungsindex nach der Bestrahlung wurde gemessen.
    • Wärmezersetzungsprüfung
  • Eine vorgegebene Menge (40 ± 0,5 g) der Probe wurde in einen 50 ml Kolben mit einem Schliffstopfen gegeben und in einem Thermostat bei vorgegebenen Temperaturen (40, 70ºC) während 24 Stunden stehengelassen. Danach wurde die Änderung des Brechungsindex, der Abbe-Zahl und des Farbtons gemessen.
    • Korrosionsbeständigkeit
  • Die Korrosionsbeständigkelt wurde durch Messen der Gesamtsäurezahl (JIS K2501) und des Einflusses auf einen Farbstoff für einen Abstrich gemessen.
  • Bewertung
  • Gut: Immersionsöl zeigte keine Korrosivität
  • Schlecht: Immersionsöl zeigte Korrosivität
    • Kontrast
  • Das Immersionsöl wurde in ein Mikroskop eingebracht, und es wurde eine schwarze und eine weiße Linie, die auf einer mit Chromdampf beschichteten schwarzen und weißen Platte ausgebildet waren, durch das Mikroskop betrachtet. Die Bewertung wurde durch die folgenden zwei Eintellungen in Abhängigkeit der Klarheit der Linie vorgenommen.
    • Bewertung
  • Gut: Klar
  • Schlecht: etwas unklar
    • Auflösungsvermögen
  • Die Bewertung wurde hinsichtlich des Brechungsindex gemäß den folgenden zwei Einteilungen durchgeführt.
  • Bewertung
  • Gut: Brechungsindex betrug 1,5140-1,5160
  • Schlecht: Brechungsindex war außerhalb dieses Bereichs
  • Die Bewertung wurde hinsichtlich der Durchlässigkeit (JIS K0115) gemäß den folgenden drei Einteilungen vorgenommen.
  • Gut: Durchlässigkeit 95%
  • Etwas schlecht: Durchlässigkeit mindestens 90% und weniger als 95% Schlecht: Durchlässigkeit weniger als 90%
  • In Tabelle 2 sind die Bewertungen "Gut", "Etwas schlecht" und "Schlecht" durch " ", " " und "X" wiedergegeben.
  • Als nächstes wurde die Fluoreszenzmenge (relative Intensität), welche von den Immersionsölen emittiert wurde, gemessen.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • Die Messung wurde mittels einem Fluorospektrometer FP-5504 von Nihon Bunko Co. durchgeführt. Tabelle 3 Anregungslicht Beispiele Vergleichsbeispiele

Claims (12)

1. Immersionsöl für die Mikroskopie, welches im wesentlichen aus einem Phthalsäuredialkylester und einem chlorierten Paraffin besteht und nicht Butylbenzylphthalat in mehr als Spurenmengen enthält.
2. Immersionsöl nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis des Phthalsäuredialkylesters und des chlorierten Paraffins innerhalb des Bereichs von 20 : 80 - 70 : 30 liegt.
3. Immersionsöl nach Anspruch 1, wobei die Alkylgruppe des Phthalsäuredialkylesters 1 - 5 Kohlenstoffatome besitzt.
4. Immersionsöl nach Anspruch 1, wobei die zwei Alkylgruppen des Phthalsäuredialkylesters identisch sind.
5. Immersionsöl nach Anspruch 1, wobei der Phthalsäuredialkylester Dimethylphthalat ist.
6. Immersionsöl nach Anspruch 1, wobei der Phthalsäuredialkylester Diethylphthalat ist.
7. Immersionsöl nach Anspruch 1, wobei das chlorierte Paraffin eine Säurezahl von weniger als 0,50 KOH mg/g, eine Viskosität bei 25ºC von 0,05-4000 Pa·s (0,5-40000 poises), ein spezifisches Gewicht bei 25ºC von 1,10-1,80 und eine Chromatizität (APHA) unterhalb 350 aufweist.
8. Immersionsöl nach Anspruch 1, wobei das chlorierte Paraffin ein chloriertes Paraffin mit einem Chlorgehalt von nicht mehr als 55 Gew.-% und ein chloriertes Paraffin mit einem Chlorgehalt von mehr als 55 Gew.-% enthält.
9. Immersionsöl nach Anspruch 8, wobei das chlorierte Paraffin ein chloriertes Paraffin mit einem Chlorgehalt von 35-55 Gew.-% und ein chloriertes Paraffin mit einem Chlorgehalt von 60-75 Gew.-% enthält.
10. Immersionsöl nach Anspruch 8, wobei das Gewichtsverhältnis des chlorierten Paraffins mit einem Chlorgehalt von nicht mehr als 55 Gew.-% und des chlorierten Paraffins mit einem Chlorgehalt von mehr als 55 Gew.-% innerhalb des Bereichs von 10 : 90-80 : 20 liegt.
11. Immersionsöl nach Anspruch 10, wobei das Gewichtsverhältnis des chlorierten Paraffins mit einem Chlorgehalt von nicht mehr als 55 Gew.-% und des chlorierten Paraffins mit einem Chlorgehalt von mehr als 55 Gew.-% innerhalb des Bereichs von 10 : 90-50 : 50 liegt.
12. Immersionsöl nach Anspruch 1 für die Fluoreszenzmikroskopie.
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DE19737501B4 (de) * 1997-08-28 2007-03-08 Carl Zeiss Ag Immersionsöl für Mikroskope

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