DE968399C

DE968399C - Heizbarer Objekttraeger

Info

Publication number: DE968399C
Application number: DE1952P0007784
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Stuermer
Original assignee: PYCHLAU KG DR
Current assignee: PYCHLAU KG DR
Priority date: 1952-06-07
Filing date: 1952-06-07
Publication date: 1958-02-13

Description

Heizbarer Objektträger Die Erfindung betrifft einen durchsichtigen Objektträger, insbesondere für Mikrountersuchungen. Für eine Reihe von mikroskopischen Untersuchungen ist es erforderlich, daß das zu untersuchende Objekt unter einer genauen vorher bestimmten Temperatur gehalten wird, so z. B. bei bakteriologischen Untersuchungen. Bei anderen Feststellungen, z. B. Mikro-Schmelzpunktbestimmungen oder Kristalluntersuchungen sowie Untersuchungen von Oberflächen und Strukturen von Werkstoffen usw. kommt es darauf an, zu jedem Zeitpunkt dieser Untersuchungen die genaue Temperatur des Objektes feststellen zu können.
Die Bedingungen derartiger Untersuchungen sind außerordentlich verschieden. Bei bakteriologischen Untersuchungen wird die Temperatur meist zwischen q. und q.0° liegen, bei Schmelzpunktbestimmungen in weit höheren Grenzen, und bei Oberflächenuntersuchungen kann sie im Negativen und Positiven die verschiedensten Werte aufweisen. Für exakte Bestimmungen ist es dabei unerläßlich, daß das zu einem Zeitpunkt vorhandene Bild mit der im gleichen Augenblick wirklich vorhandenen Temperatur übereinstimmt. Dies setzt voraus, daß vom Objekt bis zur Meßstelle kein Temperaturgefälle vorhanden ist und die Meßvorrichtung selbst ohne jede Trägheit arbeitet. Außerdem muß die Wärmequelle für die Heizung des Objektträgers so regelbar sein, daß jederzeit eine willkürliche stetige Temperaturänderung möglich ist. Die bisher bekannten heizbaren Objekttische erfüllen diese Forderung nur sehr unvollkommen. Sie bestehen meist aus einem die Wärme gut leitenden Metallkörper mit einer Bohrung, durch den in kontinuierlichem Fluß eine in ihrer Wärme regulierbare Flüssigkeit geleitet wird. Dabei erfolgt die Temperaturmessung durch ein Thermometer oder ein Thermoelement in großmöglicher Nähe des Objektes, das sich auf einem Glasplättchen über der Bohrung befindet. Gleichartig gestaltete Objekttische sind auch bekannt, bei denen die Heizung durch eine elektrische Heizwicklung erfolgt.
Der Nachteil dieser Ausführung liegt einmal darin, daß die Beheizung des eigentlichen Objektträgers mittelbar über den Metallkörper erfolgt und daher eine gewollte Temperatur nur mit großer Verzögerung eintritt, und zum anderen darin, daß die Temperaturmessung infolge thermischer Trägheit nicht mit dem Augenblicksbild übereinstimmt und außerdem dadurch eine Ungenauigkeit mit sich bringt, daß die Temperatur des Objektträgers mittelbar über dessen Unterlage gemessen wird. Die Nachteile dieser bekannten Vorrichtung werden durch die vorliegende Erfindung in vollem Umfange beseitigt.
Sie macht von der an sich bekannten Widerstandsbeheizung durchsichtiger Scheiben durch aufgebrachte Halbleiterschichten Gebrauch und besteht darin, daß der Objektträger aus einer Platte aus Hartglas oder Quarz besteht, die mit einer als elektrischer Widerstand wirkenden durchsichtigen Halbleiterschicht belegt ist, die gleichzeitig als Heizwiderstand und für Widerstandstemperaturmessung dient.
Um diese Halbleiterschicht gegen chemische Einflüsse zu schützen, wird zweckmäßig auf sie eine dünne Quarzschicht aufgedampft. Die Temperatur eines solchen Objektträgers nach der Erfindung kann durch direkte Widerstandsmessung der Halbleiterschicht ermittelt werden, da der Widerstands-Temperaturkoeffizient derartiger Halbleiter sehr groß ist.
Entsprechende Messungen haben z. B. ergeben, daß bei einer Quarzplatte mit Indiumoxyd als Halbleiter ohne aufgedampfte Schutzschicht der Widerstand bei 2o° 16oo Ohm, bei i2o° iioo Ohm beträgt. Die Temperatursteigerung von Zimmertemperatur bis auf 15o° läßt sich in etwa q. Sekunden erreichen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Fig. i zeigt einen Schnitt durch den Objektträger; Fig. 2 zeigt ein Schaltbild für Heizung und Temperaturmessung des Objektträgers.
Auf die Hartglas- oder Quarzplatte i ist die Halb- j, leiterschicht 3 aufgebracht, die mit den Anschlußelektroden 2 in Verbindung steht. Über die Halbleiterschicht 3 ist eine dünne Schutzschicht q. aus Quarz aufgedampft. Auf diese wird in üblicher Art das zu betrachtende Objekt 5 gelegt, das mit einem Deckplättchen 6 abgedeckt wird.
Fig. 2 zeigt die außerordentlich einfache Heizung des Objektträgers. Eine regelbare Heizstromquelle ist über die Anschlußelektroden direkt mit der die Trägerplatte bildenden Halbleiterschicht verbunden. Ebenso wird durch eine einfache Widerstands-Temperaturmessung in jedem Augenblick ohne jede Trägheit die Temperatur des Objektträgers und damit des mit diesem in Kontaktberührung stehenden Objektes selbst angegeben.
Aus der Reihe der verschiedenen Halbleiter hat sich eine Indiumoxydschicht als besonders günstig erwiesen, weil sich diese selbst ohne Beimischung anderer Stoffe, z. B. Antimon- oder Wismutoxyd, in einen gut leitenden, glasklaren Belag niederschlägt. Im Bedarfsfalle kann der Objektträger z. B. durch flüssige Luft stark vorgekühlt und dann durch die beschriebene Vorrichtung langsam bis zu der gewünschten Temperatur aufgeheizt werden, so daß es ohne weiteres möglich ist, Untersuchungen auch unterhalb des Gefrierpunktes durchzuführen.
Durch den heizbaren Objektträger nach der Erfindung werden die eingangs festgestellten Forderungen für die angegebenen Untersuchungen in vollem Umfange erfüllt und alle Nachteile der bekannten heizbaren Objekttische vermieden. Die besonderen Vorteile sind die außerordentlich geringe Wärmeträgheit, die völlig gleichmäßige Erwärmung der ganzen Trägerfläche, der direkte Kontakt der beheizten Fläche mit dem Objekt selbst, die Eignung für niedrigste und höchste Temperaturen und die sehr kleine Ausführungsform bei außerordentlicher Genauigkeit und Betriebssicherheit.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Durchsichtiger Objektträger, insbesondere für Mikrountersuchungen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Platte (i) aus Hartglas oder Quarz besteht, die mit einer als elektrischer Widerstand wirkenden durchsichtigen Halbleiterschicht (3) belegt ist, die gleichzeitig als Heizwiderstand und für Widerstandstemperaturmessung dient.
2. Durchsichtiger Objektträger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht aus Indiumoxyd, gegebenenfalls mit Zusätzen von Wismut- oder Antimonoxyd besteht.
3. Durchsichtiger Objektträger nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein regelbarer Heizstrom über Anschlußelektroden (2) direkt an die Halbleiterschicht gelegt ist. q.. Durchsichtiger Objektträger nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (3) mit einer dünnen aufgedampften Schutzschicht (q.) aus Quarz überzogen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1616 391,1 639 656; Deutsche Patentschriften Nr. 599 6oo, 704 961; The Rev. of Scientific. Instru., 1950, Bd. 21, S. 7q.7.