JP2006313138A - 真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ケース11と、複数の隔離板12によりケース11の内部を分割して形成される液体室14と、液体室14の外部に形成される少なくとも一つの蒸気室16と、蒸気室16の外部に形成される少なくとも一つの緩衝室18と、液体室14の頂面と底面との間の隔離板12に位置付けられる蒸気孔141と、隔離板12に形成されて蒸気孔141の上方と下方に位置付けられる二つの内孔161と、ケース11の頂面と底面に位置付けられる外孔111とを備える。液体室14は内部が液体試料により充填され、蒸気孔141と内孔161と外孔111とは同軸に位置し、ケース11は蒸気室16に対応する送気孔162と緩衝室18に対応する抽気孔182とを有する。
【選択図】 図2
Description
前述の構造と技術は、環境槽96内の環境は気体または蒸気となるように制御することしかできないため、液体環境とすることができない。
またCai P.L.の設計は、顕微鏡の本体を分解する必要がある。顕微鏡を分解しないと、これらの部品を装着できないため、量産の可能性が低い。
前述の諸技術では、真空また低圧環境下で液体環境を安定させるように保持し、かつ操作と観察ができる方法を得ることができない。
図1は、本発明の第一実施例の外観を示す斜視図である。
図3は、本発明の第一実施例の操作状態を示す模式図である。
図4は、本発明の第二実施例を示す断面図である。
図6は、本発明の第二実施例を示すまたもう一つの断面図である。
図7は、図6の立体状態を示す斜視図である。
図9は、図8の一部分を拡大した図である。
図10は、本発明の第四実施例を示す断面図である。
図12は、本発明の第四実施例の部分的なユニットの液体ボックスを示す断面図である。
ステップa)は、ケース11を用意し、図1と図2に示すように、ケース11の内部を複数の隔離板12により分割して液体室14を形成する。液体室14は、高さが30um以下で、内部が水または液体試料により充填される。続いて、液体室14外部の上下方に別々に蒸気室16を形成し、かつ上方の蒸気室16の上方に緩衝室18を形成し、下方の蒸気室16の下方にも緩衝室18を形成し、また、液体室14の上下方の隔離板12に別々に蒸気孔141を設け、上方の蒸気室16の上方の隔離板12及び下方の蒸気室16の下方の隔離板12に内孔161を設ける。この二つの内孔161は、二つの蒸気孔141の上方と下方に位置付けられる。続いて、ケース11の頂面と底面に別々に外孔111を設け、蒸気孔141を内孔161と外孔111とともに同軸に位置させる。本実施例では、蒸気孔141の直径は5um−100umで、内孔161の直径は10um−200umで、外孔111の直径は20um−800umである。続いて、ケース11に二つの蒸気室16に対応する二つの送気孔162と二つの緩衝室18に対応する二つの抽気孔182とを設ける。
ケース21は内部に複数の隔離板22を有することで、ケース21内部が分割されて液体室24が形成され、液体室24は内部が液体試料により充填され、液体室24の外部の上方と下方に蒸気室26を二つ有し、二つの蒸気室26は外部の上下方に別々に緩衝室28を少なくとも一つ有し、また、液体室24は頂面と底面の隔離板22に別々に蒸気孔241(直径は5um−100umの間)を有し、また、二つの蒸気室26と緩衝室28との間のぞれぞれの隔離板22には内孔261(直径は10um−200umの間)を有し、二つの内孔261は二つの蒸気孔241の上方と下方に位置し、また、ケース21は頂面と底面に外孔211(直径は20um−800umの間)を有する。蒸気孔241と内孔261と外孔211とは同軸であり、二つの送気孔262は二つの蒸気室26に対応し、二つの抽気孔282は別々に緩衝室28に対応し、外孔211の直径は内孔261の直径より大きい。ケース21全体の高さは、1センチ(cm)以内である。
ケース51は内部に複数の隔離板52を有することで、ケース51の内部が分割されて蒸気室56を形成され、蒸気室56の外部の上下方に緩衝室58を有し、蒸気室56と緩衝室58との間のぞれぞれの隔離板52に内孔561を有し、また、ケース51の頂面と底面に別々に外孔511を有し、また、ケース51は蒸気室56と繋がる送気孔562と別々に緩衝室58に対応する二つの抽気孔582とを有する。また、ケース51は一側に扁平部512を有し、内孔561と外孔511は扁平部512に位置付けられる。
一、真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする環境を提供し、かつ電子顕微鏡による観察を進行させることが可能であるため、いまだかつてない独創性を有し、医学、生物、物理、化学、材料など分野の進歩を促進する。
Claims (21)
- ケースを用意し、ケースの内部を複数の隔離板により分割して液体室を形成し、液体室の外部に少なくとも一つの蒸気室を形成し、蒸気室の外部に少なくとも一つの緩衝室を形成し、液体室は内部が液体試料により充填され、液体室の頂面と底面の隔離板には別々に蒸気孔を設け、蒸気室と緩衝室との間の隔離板には蒸気孔の上方と下方に位置する二つの内孔を設け、ケースの頂面と底面には別々に外孔を設けて、蒸気孔を内孔と外孔とともに同軸に位置させ、ケースには蒸気室に対応する送気孔と緩衝室に対応する抽気孔とを設けるステップa)と、
ケースを真空または低圧環境に配置して液体室と蒸気室と緩衝室の温度を同じ温度に制御するステップb)と、
送気孔により蒸気室に蒸気を注入し、蒸気室内の蒸気圧力と液体室の同じ温度の飽和蒸気圧とを一致させるように制御することで、液体室内の液体を蒸気孔から揮発させることを抑制し、即ち、液体室内の液体を減少させずに定量に維持すると同時に蒸気室内の蒸気を内孔から緩衝室へ徐々に拡散させるステップc)と、
所定の速度で抽気孔から緩衝室の気体を抽出することで、内孔から緩衝室へ拡散した蒸気を外孔からケースの外部へ拡散させないように抽出するステップd)と、
を含むことにより、真空または低圧環境下で液体を操作する効果を達成することが可能であることを特徴とする真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする方法。 - ステップc)では、蒸気室内に注入される蒸気温度は蒸気室の温度に等しいか、それより低いことを特徴とする請求項1に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする方法。
- ステップc)では、蒸気室に注入される蒸気は特定気体、蒸気または蒸気と特定気体の混合物のいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする方法。
- 蒸気の温度は、特定気体の温度に等しいか、それより低いことを特徴とする請求項3に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする方法。
- 特定気体は、窒素(N2)、酸素(O2)、二酸化炭素(CO2)、不活性気体または前記気体の混合物のいずれか一つであることを特徴とする請求項3に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする方法。
- ケースと、複数の隔離板によりケースの内部を分割して形成される液体室と、液体室の外部に形成される少なくとも一つの蒸気室と、蒸気室の外部に形成される少なくとも一つの緩衝室と、液体室の頂面と底面との間の隔離板に位置付けられる蒸気孔と、蒸気室と緩衝室との間の隔離板に形成されて蒸気孔の上方と下方に位置付けられる二つの内孔と、ケースの頂面と底面に位置付けられる外孔とを備え、液体室は内部が液体試料により充填され、蒸気孔と内孔と外孔とは同軸に位置し、ケースは蒸気室に対応する送気孔と緩衝室に対応する抽気孔とを有することを特徴とする真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 緩衝室内の二つの内孔の上方と下方に斜面隔離板を有することで、緩衝室の内部を分割して二つの副緩衝室が形成され、斜面隔離板は内孔と外孔とともに同軸に位置する緩衝孔を有し、副緩衝室はケース上の抽気孔に対応することを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 二つの副緩衝室は、二つの外孔と繋がり、緩衝室は二つの緩衝孔により二つの副緩衝室と繋がり、二つの副緩衝室の抽気速度は緩衝室の抽気速度より速いことを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 蒸気室に注入される気体は、蒸気室内の気圧を760トル(torr)以上に保持し、内側に位置する緩衝室に対する抽気速度は160リットル/秒(L/sec)以上で、二つの副緩衝室に対する抽気速度は240リットル/秒(L/sec)以上であることを特徴とする請求項7に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 緩衝孔の直径は、10um−400umであり、緩衝孔の直径は内孔と外孔の直径の間であることを特徴とする請求項7に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- さらに内部が中空を呈する試料治具を含み、試料治具は末端に箱体を有し、箱体は一側に試料治具と連接する開口部を有し、内部に蒸気室を有し、試料治具は蒸気室と繋がる送気孔を有し、箱体は内部に若干の隔離板により形成される液体室を有し、頂面と底面に別々に内孔を有し、ケースは隔離板により試料治具の外部において緩衝室を形成し、緩衝室と上部外緩衝室と下部外緩衝室とは別々に抽気孔に対応し、緩衝室は上方と下方に別々に上部外緩衝室と下部外緩衝室を有し、ケースは抽気孔を複数有し、緩衝室と上部外緩衝室及び下部外緩衝室との間の隔離板には別々に緩衝孔を有し、外孔と緩衝孔と内孔と蒸気孔とは同軸であることを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 蒸気孔の厚さは、周縁から中央へ漸減することを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 外孔の直径は、内孔の直径より大きいことを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 蒸気孔の直径は、5um−100umで、内孔の直径は10um−200umで、外孔の直径は20um−800umであることを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 液体室内の液体試料の厚さは、30um以下であることを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- ケース全体の高さは、1センチ(cm)以下であることを特徴とする請求項6に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- ケースは、内部が複数の隔離板により分割されて蒸気室が形成され、蒸気室の外部に少なくとも一つの外緩衝室を有し、蒸気室の頂面と底面の隔離板に別々に内孔を有し、ケースの頂面と底面に別々に外孔を有し、ケースは蒸気室と繋がる送気孔と緩衝室に対応する抽気孔とを有し、
試料治具は設置台を有し、設置台が開口部を有し、ケースは蒸気室と繋がる設置孔を有し、試料治具は設置孔を貫通して蒸気室内に置かれ、内孔の同軸軸心を開口部から通過させ、
液体ボックスは設置台に置かれ、液体ボックスの内部が液体試料により充填され、液体ボックスは頂面と底面に別々に蒸気孔を有し、蒸気孔が内孔と外孔とともに同軸に位置することを特徴とする真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。 - 蒸気孔の厚さは、周縁から中央へ漸減することを特徴とする請求項17に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- ケースは、一側に扁平部を有し、内孔と外孔は扁平部に位置付けられることを特徴とする請求項17に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 設置台は、周囲において液体ボックスを囲む縦壁を有することを特徴とする請求項17に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
- 液体ボックスと設置台との間には、接着剤を有することを特徴とする請求項17に記載の真空または低圧環境下で液体の操作及び観察を可能にする装置。
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