JP2009085981A - Sample stage device having temperature gradient - Google Patents

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Hideji Tsuchiya
秀治 土屋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample stage device which has a sample stage surface where a temperature gradient is formed and the temperature gradient can be intentionally controlled unlike conventional heaters for microscopes, since recently, it has been found out that nematomorph M and tick exhibit thermotaxic behavior. <P>SOLUTION: A sample stage device 1 comprises the sample stage surface 31 where a sample is placed and a heating means for heating the sample stage surface 31. The heating means forms a desired temperature gradient in the sample stage surface 31. The temperature gradient is formed by using a transparent resistance heating film region 35 made of a single material and demarcating the transparent resistance heating film into small regions 39 having different temperatures by varying the separation distance between a pair of feeding electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は温度勾配の形成された試料載置装置に係り、特に顕微鏡観察に適した温度勾配の形成された試料載置装置に関するものである。   The present invention relates to a sample mounting device having a temperature gradient, and more particularly to a sample mounting device having a temperature gradient suitable for microscope observation.

動物の人工授精等は、精子や卵子などの試料を所定温度に保ち、それを顕微鏡で観察しながら作業を行わなければならない。この要求を満たすための装置として、顕微鏡観察用加温装置がある。この種の装置の出願には、特許文献1、2等がある。
この種の装置では、基本的には透明板に蒸着法等によって透明抵抗発熱膜が形成されており、その膜の発熱により透明板が加温されることでその透明板に載置された試料が所定温度に加温されることになる。
For artificial insemination of animals, samples such as sperm and eggs should be kept at a predetermined temperature and observed while observing them with a microscope. As a device for satisfying this requirement, there is a microscope observation heating device. There are Patent Documents 1, 2 and the like in applications for this type of device.
In this type of device, a transparent resistance heating film is basically formed on a transparent plate by vapor deposition or the like, and the sample placed on the transparent plate is heated by heating the film. Is heated to a predetermined temperature.

特許第2835422号公報Japanese Patent No. 2835422 実用新案登録第3016894号公報Utility Model Registration No. 3016894

上記した顕微鏡用加温装置は、どのようなタイプのものであっても試料の載置面が一定温度に加温されることが要求され、それがこの種の装置の性能を決定することになっている。
ところで、最近では、線虫やダニなどの行動が温度走性であることが分かってきている。
The above-described microscope heating apparatus is required to heat the sample mounting surface to a certain temperature regardless of the type, and this determines the performance of this type of apparatus. It has become.
By the way, recently, it has been found that behaviors such as nematodes and ticks are thermotaxis.

そのため、上記のような生体試料の評価にも対応できるよう、従来の装置とは異なり、試料載置面に温度勾配が形成されしかもその温度勾配を意図的に制御できる試料載置装置が求められている。   Therefore, unlike conventional devices, a sample mounting device is required in which a temperature gradient is formed on the sample mounting surface and the temperature gradient can be intentionally controlled so as to be able to cope with the evaluation of biological samples as described above. ing.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1の発明は、試料を載置する試料載置面と、前記試料載置面を加温する加温手段とを備えた試料載置装置において、前記加温手段は前記試料載置面に所望の温度勾配を形成するものであることを特徴とする温度勾配の形成された試料載置装置である。   The present invention has been made in order to solve the above problems, and the invention of claim 1 includes a sample mounting surface on which a sample is mounted and a heating means for heating the sample mounting surface. In the sample mounting device, the heating means forms a desired temperature gradient on the sample mounting surface, and the sample mounting device has a temperature gradient.

請求項2の発明は、請求項1に記載した試料載置装置において、加温手段は試料載置面の裏側に施された抵抗発熱膜領域と、前記抵抗発熱膜領域に接触して設けられた一対の給電用電極とからなり、前記抵抗発熱膜領域内で通電量分布が異なっていることを特徴とする試料載置装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the sample mounting apparatus according to the first aspect, the heating means is provided in contact with the resistance heating film region provided on the back side of the sample mounting surface and the resistance heating film region. The sample mounting device is characterized in that the distribution of energization amounts is different within the resistance heating film region.

請求項3の発明は、請求項2に記載した試料載置装置において、抵抗発熱膜領域は単一の材料で構成されており、一対の給電用電極の離間距離を変えることで通電量分布を異ならせていることをと特徴とする試料載置装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the sample mounting device according to the second aspect, the resistance heating film region is made of a single material, and the current distribution is changed by changing the distance between the pair of power supply electrodes. The sample mounting device is characterized by being different.

請求項4の発明は、請求項2に記載した試料載置装置において、抵抗発熱膜領域は互いに絶縁された状態で複数の領域に区画されていることを特徴とする試料載置装置である。   A fourth aspect of the present invention is the sample mounting apparatus according to the second aspect, wherein the resistance heating film region is partitioned into a plurality of regions while being insulated from each other.

請求項5の発明は、請求項1から4のいずれかに記載した試料載置装置において、さらに、試料載置面の温度を一律に下げる温度降下手段が設けられていることを特徴とする試料載置装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the sample mounting apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising temperature lowering means for uniformly reducing the temperature of the sample mounting surface. It is a mounting device.

請求項6の発明は、請求項5に記載した試料載置装置において、温度降下手段は試料載置面の裏側に形成された抵抗発熱膜領域に対向して配置され、互いに離間配置された2つの仕切り板と前記仕切り板の間に充填された冷媒とからなることを特徴とする試料載置装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the sample mounting device according to the fifth aspect, the temperature lowering means is disposed so as to face the resistance heating film region formed on the back side of the sample mounting surface, and is spaced apart from each other. It is a sample mounting device comprising two partition plates and a refrigerant filled between the partition plates.

請求項7の発明は、請求項6に記載した試料載置装置において、仕切り板の間に冷媒を流通させる冷媒流通手段を備えることを特徴とする試料載置装置である。   A seventh aspect of the present invention is the sample mounting apparatus according to the sixth aspect, further comprising a refrigerant circulation means for circulating a refrigerant between the partition plates.

請求項8の発明は、請求項6または7に記載した試料載置装置において、抵抗発熱膜領域と温度降下手段との間には空気層が設けられていることを特徴とする試料載置装置である。   The invention according to claim 8 is the sample placement apparatus according to claim 6 or 7, wherein an air layer is provided between the resistance heating film region and the temperature drop means. It is.

請求項9の発明は、請求項1から8のいずれかに記載した試料載置装置において、試料載置部分は透明になっていることを特徴とする試料載置装置である。   A ninth aspect of the present invention is the sample mounting apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the sample mounting portion is transparent.

請求項10の発明は、請求項9に記載した試料載置装置において、顕微鏡ステージに設置して試料を顕微鏡観察するものであることを特徴とする試料載置装置である。   A tenth aspect of the present invention is the sample placement apparatus according to the ninth aspect, wherein the sample placement apparatus is placed on a microscope stage and the sample is observed with a microscope.

本発明の試料載置装置によれば、試料載置面に温度勾配が形成され、しかもその温度勾配を所望のものにできるので、線虫などの温度走性を評価したりするのに適している。   According to the sample mounting device of the present invention, a temperature gradient is formed on the sample mounting surface, and the temperature gradient can be set to a desired value, so that it is suitable for evaluating the thermal mobility of nematodes and the like. Yes.

本発明の実施の形態に係る試料載置装置1を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、この試料載置装置1は線虫Mを試料とし、線虫Mの温度走性を顕微鏡観察により評価するものである。
この実施の形態では、試料載置装置1が実体顕微鏡ステージSの穴に嵌め込まれて設置されており、上方から対物レンズRを対向させて観察する。
A sample placement device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this sample mounting apparatus 1 uses a nematode M as a sample, and evaluates the thermotaxis of the nematode M by microscopic observation.
In this embodiment, the sample mounting device 1 is installed by being fitted into a hole of the stereomicroscope stage S, and observation is performed with the objective lens R facing from above.

試料載置装置1の構造を説明する。
符号3はフレームを示し、このフレーム3は矩形の枠状に形成され、矩形の開口9を有している。図2、図3に詳細に示すように、フレーム3の対向する長手辺側には矩形のウォータケース11、13が形成されている。ウォータケース11、13はほぼ同一構造となっているが、幅寸法がウォータケース11の方がウォータケース13より小さく設定されており、その分だけウォータケース11の容量がウォータケース13の容量より小さくなっている。
The structure of the sample mounting device 1 will be described.
Reference numeral 3 denotes a frame. The frame 3 is formed in a rectangular frame shape and has a rectangular opening 9. As shown in detail in FIGS. 2 and 3, rectangular water cases 11 and 13 are formed on the opposite longitudinal sides of the frame 3. Although the water cases 11 and 13 have substantially the same structure, the width dimension of the water case 11 is set smaller than that of the water case 13, and the capacity of the water case 11 is smaller than that of the water case 13. It has become.

これらウォータケース11、13の上面には上面開口15、下面には下面開口17がそれぞれ形成されている。
ウォータケース11、13の上面開口15、15はそれぞれ蓋体19、19によって閉塞される。各蓋体19にはそれぞれ2本の接続パイプ21が取り付けられ、各接続パイプ21にはホース23の一端が接続されている。ホース23には図示しない冷媒としての水を収容したタンクとポンプを介して接続されている。
ウォータケース11、13の上面はフレーム3の上面5より一段高くなっている。
An upper surface opening 15 is formed on the upper surface of the water cases 11 and 13, and a lower surface opening 17 is formed on the lower surface.
Upper openings 15 and 15 of the water cases 11 and 13 are closed by lids 19 and 19, respectively. Two connection pipes 21 are attached to each lid 19, and one end of a hose 23 is connected to each connection pipe 21. The hose 23 is connected to a tank containing water as a refrigerant (not shown) via a pump.
The upper surfaces of the water cases 11 and 13 are higher than the upper surface 5 of the frame 3.

図5に示すように、ウォータケース11、13の下面開口17側の下面はフレーム3の下面7より一段高くなっている。
ウォータケース11の下面開口17の形成された下面とフレーム3の下面7との間にはフレーム3の内面が内方に膨出して段差面25が形成されている。また、ウォータケース13の開口17の形成された下面とフレーム3の下面7との間にもフレーム3の二重壁のうち内方の側壁4の内面が内方に膨出して同様に段差面25が形成されている。
また、フレーム3の下面7の短手辺の両端部には段差面27が形成されている。
As shown in FIG. 5, the lower surface of the water cases 11 and 13 on the lower surface opening 17 side is one step higher than the lower surface 7 of the frame 3.
Between the lower surface of the water case 11 where the lower surface opening 17 is formed and the lower surface 7 of the frame 3, the inner surface of the frame 3 bulges inward to form a step surface 25. Also, the inner surface of the inner side wall 4 of the double wall of the frame 3 bulges inwardly between the lower surface of the water case 13 where the opening 17 is formed and the lower surface 7 of the frame 3, and the step surface is similarly 25 is formed.
Further, stepped surfaces 27 are formed at both ends of the short side of the lower surface 7 of the frame 3.

図3、4に示すように、試料載置部29をフレーム3の開口9に収納することにより試料載置装置1を組み立てる。
矩形状の試料載置部29を構成する各層を、図5、図6にしたがって説明する。
符号33は第1透明ガラス板を示し、この透明第1ガラス板33の見える面に蒸着法によりITOなどで構成される透明抵抗発熱膜領域35が形成されている。透明抵抗発熱膜領域35の構造については後で詳述する。
符号41、41は一対の給電用電極を示し、これらの給電用電極41、41は透明抵抗発熱膜領域35に接触配置されている。各給電用電極41は短冊状をなしており、両端部は引き出し用に第1透明ガラス板33の縁から若干はみ出している。図示を省略するが、給電用電極41、41には送電線の一端がそれぞれ接続され、送電線の他端は温度コントローラに接続されている。
符号43は遮蔽用の黒紙を示し、この黒紙43には四隅が丸められた矩形の開口部45が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the sample mounting device 1 is assembled by storing the sample mounting portion 29 in the opening 9 of the frame 3.
Each layer constituting the rectangular sample mounting portion 29 will be described with reference to FIGS.
Reference numeral 33 denotes a first transparent glass plate, and a transparent resistance heating film region 35 made of ITO or the like is formed on the surface of the transparent first glass plate 33 which is visible by vapor deposition. The structure of the transparent resistance heating film region 35 will be described in detail later.
Reference numerals 41 and 41 denote a pair of power supply electrodes, and these power supply electrodes 41 and 41 are disposed in contact with the transparent resistance heating film region 35. Each power supply electrode 41 has a strip shape, and both end portions slightly protrude from the edge of the first transparent glass plate 33 for extraction. Although not shown, one end of the power transmission line is connected to each of the power supply electrodes 41 and 41, and the other end of the power transmission line is connected to the temperature controller.
Reference numeral 43 denotes a black paper for shielding, and the black paper 43 is formed with a rectangular opening 45 having four rounded corners.

符号47は第2透明ガラス板を示す。
第1透明ガラス板33と黒紙43と第2透明ガラス板47の長手辺と短手辺の長さ寸法はいずれもほぼ同じに設定されている。
符号49はほぼ矩形の枠状に形成された第1スペーサを示し、この第1スペーサ49の外方縁の長手辺と短手辺の長さ寸法は第2透明ガラス板47より若干小さく設定されている。
Reference numeral 47 denotes a second transparent glass plate.
The lengths of the long side and the short side of the first transparent glass plate 33, the black paper 43, and the second transparent glass plate 47 are all set to be substantially the same.
Reference numeral 49 denotes a first spacer formed in a substantially rectangular frame shape. The length of the long side and the short side of the outer edge of the first spacer 49 is set slightly smaller than that of the second transparent glass plate 47. ing.

符号51は第3透明ガラス板を示し、この第3透明ガラス板51の短手辺の長さ寸法だけ第2透明ガラス板47より大きくなっており、図3に示すように、その差部分が積層されたときに第2透明ガラス板47に対する段差面53となる。
符号55、55は一対の第2スペーサを示し、各第2スペーサ55は細長の薄板状をなしている。第2スペーサ55、55は矩形の第1スペーサ49の長手辺が欠けた形状になっており、残りの短手辺に相当する部分が互いに所定距離離間して対向している。各第2スペーサ55の長さ寸法は第3透明ガラス板51の短手辺の長さ寸法より若干小さく設定されている。
Reference numeral 51 denotes a third transparent glass plate, which is larger than the second transparent glass plate 47 by the length of the short side of the third transparent glass plate 51. As shown in FIG. When laminated, it becomes a stepped surface 53 with respect to the second transparent glass plate 47.
Reference numerals 55 and 55 denote a pair of second spacers, and each second spacer 55 has an elongated thin plate shape. The second spacers 55 and 55 have a shape in which the long side of the rectangular first spacer 49 is missing, and the portions corresponding to the remaining short sides are opposed to each other with a predetermined distance therebetween. The length dimension of each second spacer 55 is set slightly smaller than the length dimension of the short side of the third transparent glass plate 51.

符号57、61はそれぞれ第4、第5透明ガラス板を示し、この第4、第5透明ガラス板57、61の長手辺と短手辺の長さ寸法はいずれもほぼ同じに設定されており、それらの短手辺の長さ寸法だけ第3透明ガラス板51より若干大きくなっており、第4透明ガラス板57のその差部分が第3透明ガラス板51に対する段差面59となっている。
符号63はほぼ矩形の枠状に形成された第3スペーサを示し、この第3スペーサ63は第4、第5透明ガラス板57、61の間に配置される。この第3スペーサ63の外方縁の長手辺と短手辺の長さ寸法は第4、5透明ガラス板57、61より若干小さく設定されている。
Reference numerals 57 and 61 denote fourth and fifth transparent glass plates, respectively, and the lengths of the long side and the short side of the fourth and fifth transparent glass plates 57 and 61 are set to be substantially the same. The length of the short side is slightly larger than the third transparent glass plate 51, and the difference portion of the fourth transparent glass plate 57 is a stepped surface 59 with respect to the third transparent glass plate 51.
Reference numeral 63 denotes a third spacer formed in a substantially rectangular frame shape, and the third spacer 63 is disposed between the fourth and fifth transparent glass plates 57 and 61. The lengths of the long side and the short side of the outer edge of the third spacer 63 are set slightly smaller than the fourth and fifth transparent glass plates 57 and 61.

上記した部材が積層されてフレーム3に収納される。
試料載置部29の短手辺部分の収納状態について、図3にしたがって説明する。なお、ウォータケース11、13付近の構造はほぼ同じであることから、ウォータケース11付近についてのみ拡大図を併せて示している。
第1ガラス板33、黒紙43、第2透明ガラス板47のそれぞれの一対の短手辺の両端部がフレーム3より内方に膨出したウォータケース11、13の内面に近接する。
第3透明ガラス板51の段差面53はウォータケース11、13の内方側下面と当接し、さらに、フレーム3側に延びてウォータケース11、13の下面開口17の一部を閉塞している。
また、第4、第5透明ガラス板57、61のそれぞれの短手辺の両端部はフレーム3の内面に近接する。そして、第4透明ガラス板57の段差面59がフレーム3の段差面25と当接する。なお、ウォータケース13側はフレーム3の側壁が二重になっており、上記したフレーム3の内面は内方側壁4の内面になる。
The above-described members are stacked and stored in the frame 3.
The accommodation state of the short side part of the sample mounting part 29 is demonstrated according to FIG. Since the structure in the vicinity of the water cases 11 and 13 is substantially the same, only the vicinity of the water case 11 is shown in an enlarged view.
Both ends of the pair of short sides of the first glass plate 33, the black paper 43, and the second transparent glass plate 47 are close to the inner surfaces of the water cases 11 and 13 that bulge inward from the frame 3.
The step surface 53 of the third transparent glass plate 51 is in contact with the inner lower surface of the water cases 11 and 13, and further extends toward the frame 3 to close a part of the lower surface opening 17 of the water cases 11 and 13. .
Further, both ends of the short sides of the fourth and fifth transparent glass plates 57 and 61 are close to the inner surface of the frame 3. Then, the step surface 59 of the fourth transparent glass plate 57 contacts the step surface 25 of the frame 3. The side wall of the frame 3 is doubled on the water case 13 side, and the inner surface of the frame 3 is the inner surface of the inner side wall 4.

また、試料載置部29の長手辺部分の収納状態について簡単に説明する。
第1透明ガラス板33の一対の長手辺の両端部がフレーム3の段差面27に当接し、その上に黒紙43、第2透明ガラス板47、第3透明ガラス板51、第4透明ガラス板57、第5透明ガラス板61が順次積層されている。また、第1透明ガラス板33、黒紙43、第2透明ガラス板47、第3透明ガラス板51、第4透明ガラス板57、第5透明ガラス板61のいずれもフレーム3の内面に近接する。
In addition, the storage state of the longitudinal side portion of the sample mounting portion 29 will be briefly described.
Both ends of the pair of long sides of the first transparent glass plate 33 abut on the stepped surface 27 of the frame 3, and the black paper 43, the second transparent glass plate 47, the third transparent glass plate 51, and the fourth transparent glass are placed thereon. A plate 57 and a fifth transparent glass plate 61 are sequentially laminated. The first transparent glass plate 33, the black paper 43, the second transparent glass plate 47, the third transparent glass plate 51, the fourth transparent glass plate 57, and the fifth transparent glass plate 61 are all close to the inner surface of the frame 3. .

第1透明ガラス板33、黒紙43、第2透明ガラス板47、第1スペーサ49、第3透明ガラス板51、第2スペーサ55、第4透明ガラス板57、第3スペーサ63、第5透明ガラス板61の隣接する各層の間には絶縁性のシリコーン系透明接着剤が充填されており、互いに接着されている。
また、フレーム3やウォータケース11、13の内面との間には絶縁性のシリコーン系黒色接着剤62が充填されており、互いに接着されている。
First transparent glass plate 33, black paper 43, second transparent glass plate 47, first spacer 49, third transparent glass plate 51, second spacer 55, fourth transparent glass plate 57, third spacer 63, fifth transparent Insulating silicone-based transparent adhesive is filled between adjacent layers of the glass plate 61 and bonded to each other.
Further, an insulating silicone black adhesive 62 is filled between the frame 3 and the inner surfaces of the water cases 11 and 13 and bonded to each other.

図3に示すように、上記した積層により、第2透明ガラス板47と第3透明ガラス板51との間は第1スペーサ49によって密閉された空気層65になっている。
また、第4透明ガラス板57と第5透明ガラス板61との間も第3スペーサ63によって密閉された空気層67になっている。
一方、第3透明ガラス板51の段差面53はウォータケース11、13の下面開口17の一部しか閉塞しておらず、しかも、第3透明ガラス板51と第4透明ガラス板57との間に介そうされる一対の第2スペーサ55、55はウォータケース11、13側には配置されていないので、ウォータケース11、13と第3透明ガラス板51と第4透明ガラス板57との間の空間は連通する。その空間には冷媒としての水が流通するので、この実施の形態では、第3透明ガラス板51と第4透明ガラス板57とがそれぞれ仕切り板としての機能を担っている。
As shown in FIG. 3, the air layer 65 sealed by the first spacer 49 is formed between the second transparent glass plate 47 and the third transparent glass plate 51 by the above-described lamination.
An air layer 67 is also sealed between the fourth transparent glass plate 57 and the fifth transparent glass plate 61 by the third spacer 63.
On the other hand, the step surface 53 of the third transparent glass plate 51 closes only a part of the lower surface opening 17 of the water cases 11 and 13, and between the third transparent glass plate 51 and the fourth transparent glass plate 57. Since the pair of second spacers 55, 55 interposed between the water cases 11, 13 are not arranged on the side of the water cases 11, 13, between the water cases 11, 13, the third transparent glass plate 51, and the fourth transparent glass plate 57. The space communicates. Since water as a coolant flows through the space, in this embodiment, the third transparent glass plate 51 and the fourth transparent glass plate 57 each function as a partition plate.

図1、図2に示すように、試料載置部29の試料載置面31をなす第1透明ガラス板33の上面は周囲のフレーム3の上面5より一段低くなっている。この試料載置面31のうち、黒紙43の開口部45に対向する部分が顕微鏡観察範囲、すなわち試料載置部分32になっている。
一方、図4に示すように、試料載置部29の下面をなす第5透明ガラス板61の下面は周囲のフレーム3の下面7とほぼ面一になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the upper surface of the first transparent glass plate 33 that forms the sample mounting surface 31 of the sample mounting portion 29 is one step lower than the upper surface 5 of the surrounding frame 3. A portion of the sample placement surface 31 that faces the opening 45 of the black paper 43 is a microscope observation range, that is, the sample placement portion 32.
On the other hand, as shown in FIG. 4, the lower surface of the fifth transparent glass plate 61 that forms the lower surface of the sample mounting portion 29 is substantially flush with the lower surface 7 of the surrounding frame 3.

次に、第1透明ガラス板33に形成される透明抵抗発熱膜領域35と一対の給電用電極41、41の構造について、図7にしたがって詳述する。
第1透明ガラス板33の2つの面のうち試料載置面31と反対側の面に透明抵抗発熱膜領域35が単一の素材で一定の膜厚寸法に形成されており、単位面積当たりの抵抗温度係数が同じになっている。この透明抵抗発熱膜領域35は、線対称の台形状に形成されており、その底辺と上辺がそれぞれ第1透明ガラス板33の長手辺上にある。
台形状の透明抵抗発熱膜領域35は、長手方向に一定距離離間して平行に延びた複数の極細線状の膜欠落部37により、複数の帯状小領域39に区画されている。膜欠落部37は透明抵抗発熱膜領域35を貫通しており、複数の小領域39は互いに電気的に絶縁されている。複数の小領域39の幅寸法は両側のものを除いて同じ大きさになっている。
Next, the structure of the transparent resistance heating film region 35 and the pair of power feeding electrodes 41 and 41 formed on the first transparent glass plate 33 will be described in detail with reference to FIG.
A transparent resistance heating film region 35 is formed of a single material with a constant film thickness on the surface opposite to the sample mounting surface 31 of the two surfaces of the first transparent glass plate 33, Resistance temperature coefficient is the same. The transparent resistance heating film region 35 is formed in a line-symmetric trapezoidal shape, and the bottom side and the top side are respectively on the long side of the first transparent glass plate 33.
The trapezoidal transparent resistance heating film region 35 is partitioned into a plurality of small strip-shaped regions 39 by a plurality of ultrathin line-shaped film missing portions 37 extending in parallel at a predetermined distance apart in the longitudinal direction. The film missing portion 37 penetrates the transparent resistance heating film region 35, and the plurality of small regions 39 are electrically insulated from each other. The width dimensions of the plurality of small regions 39 are the same except for those on both sides.

一対の給電用電極41、41は上記した台形状の透明抵抗発熱膜領域35上に点線で示すように接触した状態で配置されている。従って、各小領域39が電極41、41間の通電領域となる。
小領域39(a)、(b)、(c)、‥‥、(i)のうち、(a)が相対的に最も高温になり、順に温度が下がり、(i)が相対的に最も低温になる。すなわち、温度勾配が形成される。
The pair of power supply electrodes 41, 41 are arranged in contact with each other on the trapezoidal transparent resistance heating film region 35 as indicated by a dotted line. Accordingly, each small region 39 becomes a current-carrying region between the electrodes 41 and 41.
Of the small regions 39 (a), (b), (c),..., (I), (a) is the highest temperature, the temperature decreases in order, and (i) is the lowest temperature. become. That is, a temperature gradient is formed.

このような温度勾配が形成されるのは、小領域39(a)、(b)、(c)、‥‥、(i)毎に電極41、41間の離間距離に違いがあるために通電量分布が異なるからである。小領域39(a)では離間距離が最も短いため電気抵抗が最も小さくなり、通電量が最も大きく、すなわち電流が最も流れ易くなって発熱量が最も大きくなる。一方、小領域39(i)では離間距離が最も長いため電気抵抗が最も大きくなり、通電量が最も少なく、すなわち電流が最も流れ難くなって発熱量が最も小さくなる。
そして、透明抵抗発熱膜領域35の台形の上辺が短くなるほど側辺の傾斜角度が大きくなり、電極間の離間距離の変化度も大きくなって温度勾配も大きくなる。
Such a temperature gradient is formed because there is a difference in the separation distance between the electrodes 41 and 41 for each of the small regions 39 (a), (b), (c),. This is because the quantity distribution is different. In the small area 39 (a), since the separation distance is the shortest, the electric resistance is the smallest and the energization amount is the largest, that is, the current flows most easily and the heat generation amount is the largest. On the other hand, in the small region 39 (i), since the separation distance is the longest, the electric resistance is the largest and the energization amount is the smallest.
As the upper side of the trapezoid of the transparent resistance heating film region 35 is shortened, the inclination angle of the side is increased, the degree of change in the separation distance between the electrodes is increased, and the temperature gradient is also increased.

試料載置装置1の使用方法について説明する。
顕微鏡のステージSに装着し、図示しない温度コントローラから一対の給電用電極41、41を介して透明抵抗発熱膜領域35に通電して発熱させる。
また、ウォータケース11内にホース23を介して水を供給すると共に、ウォータケース13内からホース23を介して水を排出させる。冷媒としての水がウォータケース11から第2透明ガラス板47と第3透明ガラス板51との間の空間に、図3の拡大図中の矢印に示すように流入し、空間を横切るように流通し、ウォータケース13内に流出し、そこからホースを介して排出されることになり、空間を充填する水が順次交換され、当該空間内ではほぼ一定の水温に維持される。なお、水の供給側のウォータケース11の容量が水の排出側のウォータケース13の容量より小さくなっているので、水が溢れ出すことはない。
The usage method of the sample mounting apparatus 1 is demonstrated.
It is mounted on the stage S of the microscope, and the transparent resistance heating film region 35 is energized through a pair of power supply electrodes 41 and 41 from a temperature controller (not shown) to generate heat.
In addition, water is supplied into the water case 11 through the hose 23, and water is discharged from the water case 13 through the hose 23. Water as a refrigerant flows from the water case 11 into the space between the second transparent glass plate 47 and the third transparent glass plate 51 as shown by the arrows in the enlarged view of FIG. 3, and circulates across the space. Then, the water flows out into the water case 13 and is discharged from the water case 13 through the hose. The water filling the space is sequentially replaced, and the water temperature is maintained at a substantially constant temperature. Since the capacity of the water case 11 on the water supply side is smaller than the capacity of the water case 13 on the water discharge side, water does not overflow.

従って、試料載置面31は、透明抵抗発熱膜による加温作用と冷媒による降温作用とを受けることになる。
しかも、透明抵抗発熱膜領域35と第3透明ガラス板51との間には第1スペーサ49により密閉された空気層65が設けられており、透明抵抗発熱膜領域35が過度に冷却されることはない。また、第4ガラス板57と第5ガラス61との間にも空気層67が設けられているので、冷媒としての水が下側から温められることもない。
Therefore, the sample mounting surface 31 receives a heating action by the transparent resistance heating film and a temperature lowering action by the refrigerant.
Moreover, an air layer 65 sealed by the first spacer 49 is provided between the transparent resistance heating film region 35 and the third transparent glass plate 51, and the transparent resistance heating film region 35 is excessively cooled. There is no. Moreover, since the air layer 67 is also provided between the 4th glass plate 57 and the 5th glass 61, the water as a refrigerant | coolant is not warmed from the lower side.

小領域39(i)に対向する試料載置面31が最も低温になる。透明抵抗発熱膜領域35を通電発熱する場合には、その温度を周囲温度、例えば25℃以下にすることはできないが、上記したように冷媒を併用することにより、例えば、小領域39(i)を常温以下の20℃として、そこから4℃ずつ上げておき、小領域39(a)を52℃になるように温度勾配を形成することができる。
第1透明ガラス板33には、図示しない温度センサーが絶縁状態で貼り付けられており、温度コントローラはこの温度センサーからの温度情報を逐次受け取ることで電流供給量を調整し、所定温度に保持することができる。
The sample placement surface 31 facing the small area 39 (i) has the lowest temperature. When the transparent resistance heating film region 35 is energized and heated, the temperature cannot be lowered to an ambient temperature, for example, 25 ° C. or less. However, by using the refrigerant together as described above, for example, the small region 39 (i) The temperature gradient can be formed so that the small region 39 (a) is 52 ° C. by setting the temperature to 20 ° C. below normal temperature and increasing it by 4 ° C.
A temperature sensor (not shown) is affixed to the first transparent glass plate 33 in an insulating state, and the temperature controller sequentially receives temperature information from the temperature sensor to adjust the current supply amount and maintain the temperature at a predetermined temperature. be able to.

図2に示すように、上記したように所望の温度勾配の形成された試料載置面31の顕微鏡観察範囲32(=試料載置部分)に線虫を載せた寒天培地Kを温度の異なる複数の小領域39を横切るように配置する。
すると、線虫Mの温度走性により、図8に示すように、特定の温度領域に線虫Mが集まることになる。
As shown in FIG. 2, as described above, the agar medium K on which the nematode is placed on the microscope observation range 32 (= the sample placement portion) of the sample placement surface 31 on which the desired temperature gradient is formed is applied to a plurality of different temperatures. It arrange | positions so that the small area | region 39 of this may be crossed.
Then, as shown in FIG. 8, the nematode M gathers in a specific temperature region due to the thermotaxis of the nematode M.

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記の実施の形態では、線虫Mの温度走性を評価しているため、透明抵抗発熱膜領域35を膜欠落部37により区画して温度差の境界を明確にしているが、試料の種類や観察目的によっては必ずしも温度差の境界を明確にする必要はない。
上記の実施の形態ではガラス板を用いているが、素材はこれに限定されず、プラスチック板でもよい。また、顕微鏡観察用でなければ、透明である必要もない。
The embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the present invention can be changed even if there is a design change without departing from the gist of the present invention. included.
For example, in the above embodiment, since the thermal mobility of the nematode M is evaluated, the transparent resistance heating film region 35 is partitioned by the film missing portion 37 to clarify the boundary of the temperature difference. Depending on the type of observation and the purpose of observation, it is not always necessary to clarify the boundary of the temperature difference.
In the above embodiment, a glass plate is used, but the material is not limited to this and may be a plastic plate. Moreover, it does not need to be transparent unless it is for microscope observation.

本発明の試料載置装置によれば、試料載置面に所望の温度勾配を形成できるので、温度依存性のある生体試料の顕微鏡観察や分類としての用途に広く利用できる。   According to the sample mounting apparatus of the present invention, since a desired temperature gradient can be formed on the sample mounting surface, it can be widely used for microscopic observation and classification of biological samples having temperature dependency.

本発明の実施の形態に係る試料載置装置の使用状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the use condition of the sample mounting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の試料載置装置の使用方法の説明図である。It is explanatory drawing of the usage method of the sample mounting apparatus of FIG. 図1の試料載置装置の断面図である。It is sectional drawing of the sample mounting apparatus of FIG. 図1の試料載置装置を下方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the sample mounting apparatus of FIG. 1 from the downward direction. 図1の試料載置装置を下方から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which looked at the sample mounting apparatus of FIG. 1 from the downward direction. 図1の試料載置装置の試料載置部を下方から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which looked at the sample mounting part of the sample mounting apparatus of FIG. 1 from the downward direction. 図1の透明透明発熱膜領域の構造の説明図である。It is explanatory drawing of the structure of the transparent transparent heating film area | region of FIG. 図1の試料載置装置における線虫の観察図である。It is an observation figure of the nematode in the sample mounting apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1‥‥試料載置装置 3‥‥フレーム
5‥‥(フレーム)上面 7‥‥(フレーム)下面
9‥‥(フレーム)開口 11、13‥‥ウォータケース
15‥‥(ケース上面)開口 17‥‥(ケース下面)開口
19‥‥蓋体 21‥‥接続パイプ
23‥‥ホース 25‥‥(ウォータケース側)段差面
27‥‥(フレーム側)段差面 29‥‥試料載置部
31‥‥試料載置面 32‥‥顕微鏡用観察範囲
33‥‥第1透明ガラス板 35‥‥透明抵抗発熱膜領域
37‥‥極細線状膜欠落部 39‥‥小領域
41、41‥‥一対の給電用電極 43‥‥黒紙
45‥‥(黒紙)開口部 47‥‥第2透明ガラス板
49‥‥第1スペーサ 51‥‥第3透明ガラス板
53‥‥段差面 55、55‥‥一対の第2スペーサ
57‥‥第4透明ガラス板 59‥‥段差面
61‥‥第5透明ガラス板 63‥‥第3スペーサ
65‥‥空気層 67‥‥空気層
S‥‥顕微鏡ステージ R‥‥対物レンズ
M‥‥線虫 K‥‥寒天培地
W‥‥水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample mounting device 3 ... Frame 5 ... (Frame) upper surface 7 ... (Frame) lower surface 9 ... (Frame) opening 11, 13 ... Water case 15 ... (Case upper surface) opening 17 ... (Case bottom) Opening 19 ... Lid 21 ... Connection pipe 23 ... Hose 25 ... (Water case side) Step surface 27 ... (Frame side) Step surface 29 ... Sample mounting part 31 ... Sample mounting Placement surface 32 ... Observation range for microscope
33... First transparent glass plate 35... Transparent resistance heating film region 37... Extra-fine linear film missing portion 39... Small region 41, 41. Paper) Opening 47 Second transparent glass plate 49 First spacer 51 Third transparent glass plate 53 Step surface 55, 55 Pair of second spacers 57 Fourth transparent glass plate 59 Step surface 61 Fifth transparent glass plate 63 Third spacer 65 Air layer 67 Air layer S Microscope stage R Objective lens M Nematode K Agar medium W ‥water

Claims (10)

試料を載置する試料載置面と、前記試料載置面を加温する加温手段とを備えた試料載置装置において、前記加温手段は前記試料載置面に所望の温度勾配を形成するものであることを特徴とする温度勾配の形成された試料載置装置。   In a sample mounting device comprising a sample mounting surface for mounting a sample and a heating means for heating the sample mounting surface, the heating means forms a desired temperature gradient on the sample mounting surface A sample mounting device having a temperature gradient formed therein. 請求項1に記載した試料載置装置において、
加温手段は試料載置面の裏側に施された抵抗発熱膜領域と、前記抵抗発熱膜領域に接触して設けられた一対の給電用電極とからなり、前記抵抗発熱膜領域内で通電量分布が異なっていることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to claim 1,
The heating means comprises a resistance heating film region provided on the back side of the sample mounting surface and a pair of power supply electrodes provided in contact with the resistance heating film region. A sample mounting device characterized by having different distributions.
請求項2に記載した試料載置装置において、
抵抗発熱膜領域は単一の材料で構成されており、一対の給電用電極の離間距離を変えることで通電量分布を異ならせていることをと特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to claim 2,
The sample mounting device, wherein the resistance heating film region is made of a single material, and the distribution of energization amount is varied by changing the distance between the pair of power supply electrodes.
請求項2に記載した試料載置装置において、
抵抗発熱膜領域は互いに絶縁された状態で複数の領域に区画されていることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to claim 2,
The sample mounting device, wherein the resistance heating film region is partitioned into a plurality of regions in a state of being insulated from each other.
請求項1から4のいずれかに記載した試料載置装置において、
さらに、試料載置面の温度を一律に下げる温度降下手段が設けられていることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Furthermore, the sample mounting apparatus is provided with temperature lowering means for uniformly lowering the temperature of the sample mounting surface.
請求項5に記載した試料載置装置において、
温度降下手段は試料載置面の裏側に形成された抵抗発熱膜領域に対向して配置され、互いに離間配置された2つの仕切り板と前記仕切り板の間に充填された冷媒とからなることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to claim 5,
The temperature lowering means is arranged to oppose a resistance heating film region formed on the back side of the sample mounting surface, and includes two partition plates spaced apart from each other and a refrigerant filled between the partition plates. A sample placement device.
請求項6に記載した試料載置装置において、
仕切り板の間に冷媒を流通させる冷媒流通手段を備えることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to claim 6,
A sample placement device comprising a coolant circulation means for circulating a coolant between partition plates.
請求項6または7に記載した試料載置装置において、
抵抗発熱膜領域と温度降下手段との間には空気層が設けられていることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to claim 6 or 7,
A sample mounting device, wherein an air layer is provided between the resistance heating film region and the temperature lowering means.
請求項1から8のいずれかに記載した試料載置装置において、
試料載置部分は透明になっていることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to any one of claims 1 to 8,
A sample mounting device, wherein the sample mounting portion is transparent.
請求項9に記載した試料載置装置において、
顕微鏡ステージに設置して試料を顕微鏡観察するものであることを特徴とする試料載置装置。
In the sample mounting apparatus according to claim 9,
A sample mounting apparatus characterized by being placed on a microscope stage and observing a sample with a microscope.
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