JP2016114609A - 凍結割断機 - Google Patents

Abstract

【課題】凍結割断機においてナイフ及び試料を迅速かつ簡単に交換する手段を提供することである。【解決手段】真空室１１０を備え、該真空室内には、試料受容部１６０と、試料を処理するナイフ１５５を受容するナイフ受容部１５０とが配置されている、凍結割断機であって、真空室１１０にはロックが設けられていて、該ロックを介して、試料及びナイフ１５５を、真空室内に入れることができ、位置決め装置１３５によって真空室内に位置決めすることができ、試料と試料受容部１６０とは、試料が位置決め装置によって試料受容部に取り付け可能であるように、互いに位置決め可能であって、ナイフとナイフ受容部とは、ナイフが位置決め装置によってナイフ受容部に取り付け可能であるように、互いに位置決め可能である。【選択図】図３

Description

本発明は、真空室を備えた凍結割断機並びに該凍結割断機の真空室内に試料及びナイフを取り付ける方法に関する。

凍結割断機は、例えば組織試料のような凍結された試料を処理するために用いられる。この際、凍結割断機の真空室内で、（凍結された）試料をナイフによって裁断、若しくは割断することができる。この場合、真空室若しくは真空は特に、試料を汚染する恐れのある水を回避するために用いられる。さらに、試料及びナイフは、凍結された試料が処理中に加熱されないように、主として液体窒素によって冷却される。

凍結割断機若しくは真空室には通常、覗き窓が設けられており、この窓から、処理すべき試料を見ることができる。さらに、極めて小さい試料を処理すべき場合には、例えば顕微鏡を設けることができる。

試料を入れる若しくは取り出すために、凍結割断機にはロックを設けることができ、このロックを介して、真空を破壊することなく試料を真空室に入れる若しくは試料を真空室から取り出すことができる。

例えばナイフの種類を交換するために、又は汚れたナイフを交換するために、ナイフを取り付ける若しくは取り出すためには、これまで主として、真空を破壊して、真空室に通気し、覗き窓若しくは相応のドアを介してナイフを交換しなければならなかった。この場合、欠点は、ナイフ交換の過程が、通気及び再度の真空化により極めて長くかかることにある。さらに、ナイフを交換できるように、真空室全体を室温に加熱しなければならない。

本発明の課題は、凍結割断機においてナイフ及び試料を従来よりも迅速かつ簡単に交換する手段を提供することである。

本発明によれば、独立請求項に記載の特徴を備えた凍結割断機及び、凍結割断機の真空室内に試料及びナイフを取り付ける方法が提案されている。有利な構成は、従属請求項及び以下に記載されている。

本発明による凍結割断機は、真空室を備え、該真空室内には、処理すべき試料を受容する試料受容部と、前記試料を処理するように設けられたナイフを受容するナイフ受容部とが配置されている。前記真空室にはロックが設けられていて、該ロックを介して、試料及びナイフを、前記真空室内に入れることができ、位置決め装置によって前記真空室内に位置決めすることができる。この場合、前記試料と前記試料受容部とは、前記試料が前記位置決め装置によって前記試料受容部に取り付け可能であるように、互いに位置決め可能であって、ナイフと前記ナイフ受容部とは、前記ナイフが前記位置決め装置によって前記ナイフ受容部に取り付け可能であるように、互いに位置決め可能である。

即ち、このような凍結割断機によっては、試料及びナイフを同じ１つのロックを通して交換することができる。このような構成は、試料の交換のためにも、ナイフの交換のためにも、真空室を通気し、加熱する必要はないという利点を有している。従って、試料交換、及び特にナイフ交換も極めて迅速かつ簡単に行うことができる。

ロックとは、真空密なドア（主としてスライド弁として形成されている）によって閉鎖可能な、真空室に設けられた開口を意味する。このようなロックには、真空トランスファシステム（理想的には、真空クライオトランスファシステム）がフランジ固定されている。真空トランスファシステムが真空化されている場合、真空室内の圧力損失や温度上昇なしにドアを開放することができる。位置決め装置は特にこのような真空トランスファシステムの一部であって良い。好適な真空クライオトランスファシステムは、例えばＥＭ ＶＣＴ１００の名で本出願人により提供される。

好適には、前記ナイフ受容部は交換位置に移動可能であり、該交換位置で、前記ナイフを前記ナイフ受容部に取り付けることができる。ナイフ受容部はこのために、例えばレール等に沿って摺動可能であって良い。別のスライド機構が設けられても良く、このスライド機構によって、ナイフ受容部を様々な方向でスライドさせることができる。これにより、ナイフ受容部を、ロックに対して相対的にできるだけ良好な位置にもたらすことができる。従って例えば、これまでは試料を交換するために使用されていたロックを極めて簡単に、このようにして、ナイフの交換のためにも使用することができる。別の位置としては、例えば、ナイフが試料を裁断するために所望の位置をとる作業位置を設けることができる。複数の作業位置も考えられる。

好適には、前記ナイフを固定するナイフホルダを前記位置決め装置に取り付けることができ、前記ナイフホルダを前記ナイフ受容部に結合させることができる。これにより、ナイフホルダを特に簡単に、例えばスライドロッドである位置決め装置に、例えば差し込みによって取り付けることができるので、ナイフを真空室に特に簡単に取り付けることができる。

前記試料を固定する試料ホルダを前記位置決め装置に取り付けることができ、前記試料ホルダを前記試料受容部に結合させることができるならば特に有利である。これにより、試料ホルダを、ナイフホルダと同様に特に簡単に、位置決め装置に取り付けることができるので、試料を真空室に特に簡単に取り付けることができる。

好適には、前記ナイフ受容部は、前記ナイフホルダを前記ナイフ受容部に結合させる受容手段を有している。これにより、簡単かつ安定的なナイフホルダの取り付けが可能である。例えば、受容手段は、互いに間隔を置いて位置する２つのレールであって良く、このレール内にナイフホルダを挿入させることができる。

好適には、前記試料受容部は、前記試料ホルダを前記試料受容部に結合させる受容手段を有しており、特に前記ナイフホルダの前記受容手段と前記試料ホルダの前記受容手段とは同じ形式で形成されている。これにより、１つには、ナイフ受容部の場合と同様に、簡単かつ安定的な試料ホルダの取り付けが可能となる。さらに、両受容手段が同様に形成されている場合、同様のホルダを、試料ホルダ及びナイフホルダとして使用することができる。

前記ナイフホルダが、前記ナイフ受容部の前記受容手段に対応する固定手段を有していて、該固定手段は、前記ナイフホルダを前記ナイフ受容部に結合させるために前記位置決め装置によって操作可能であるならば有利である。このような固定手段は、例えばばね力によって負荷されたピンであって良い。このようなピンは、位置決め装置がスライドロッドである場合には特に、例えばこの位置決め装置の回転によって引き込むことができる。ナイフ受容部の受容手段への挿入後、このピンは受容手段に摩擦接続的にかつ／又は形状接続的に接続され得る。

好適には、前記試料ホルダは、前記試料受容部の前記受容手段に対応する固定手段を有していて、該固定手段は、前記試料ホルダを前記試料受容部に結合させるために前記位置決め装置によって操作可能であって、特に前記ナイフホルダの前記固定手段と、前記試料ホルダの前記固定手段とは同じ形式で形成されている。これにより、ナイフホルダの場合と同様に、試料受容部と試料ホルダとの間を簡単かつ確実に結合させることができる。特にこれにより、同じ形式のホルダを試料ホルダとして及びナイフホルダとして使用することができ、一方のホルダに試料を、他方のホルダにナイフを取り付けることができる。

有利には、試料受容部は、真空室内の定位置に配置されている。これにより、特に簡単な試料受容部への試料の取り付けが可能となる。さらに、試料受容部が常に同じ位置に位置していることが保証され、これにより正確に位置決めされた処理が可能である。

前記位置決め装置は、前記試料若しくはナイフを、前記真空室の内側で軸線に沿って摺動させるように構成されているならば好適である。これにより、例えばスライドロッドの形態の、単純な構成の位置決め装置が可能である。これにより、様々なナイフ受容部と組み合わせる場合には特に、ナイフの簡単な交換が可能である。好適には、位置決め装置は、真空用の磁気的に連結された回転・スライド貫通部を有している。これは、ベローズシールされた又はエラストマシールされた回転・スライド貫通部であって良い。

好適には、前記試料受容部及び／又は前記ナイフ受容部は、冷却媒体用の接続部を有している。冷却媒体は特に液体窒素であって良い。試料受容部若しくはナイフ受容部はこの場合、例えば銅ブロックを有していて良く、この銅ブロックを通して冷却媒体管路を接続することができ、冷却媒体を案内することができる。これにより、処理中における試料の継続的な冷却が保証される。

本発明による方法は、本発明による凍結割断機の真空室内に試料及びナイフを取り付けるために役立つ。この場合、第１の時点で、前記試料を前記ロックを介して前記真空室内に入れて、前記位置決め装置によって前記試料受容部に取り付け、第２の時点で、前記ナイフを前記ロックを介して前記真空室内に入れて、前記位置決め装置によって前記ナイフ受容部に取り付ける。

即ちこれにより、試料及びナイフを１つだけのロックを通して交換することができる。このような構成は、試料の交換のためにも、ナイフの交換のためにも、真空室を通気し、加熱する必要はないという利点を有している。従って、試料交換、及び特にナイフ交換も極めて迅速かつ簡単に行うことができる。

本発明のさらなる利点及び態様は、以下の説明及び添付の図面により明らかである。

上述した特徴及び以下にさらに説明する特徴は、記載した各組み合わせにおいてだけでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、別の組み合わせ又は単独で利用することができる。

本発明を、実施態様につき図面に概略的に示し、以下に図面につき説明する。

本発明による凍結割断機の好適な態様を概略的に示した図である。 図１の凍結割断機の一部を概略的に示した図である。 図２の凍結割断機の一部を別の作業位置において概略的に示した図である。 本発明による凍結割断機用のナイフ受容部及びナイフホルダを概略的に示した図である。 本発明による凍結割断機用の試料受容部及び試料ホルダを概略的に示した図である。

図１には、本発明による凍結割断機１００の好適な態様が概略的に示されている。フロント面には、覗き窓１２１を備えたドア１２０が設けられている。このドア１２０から、凍結割断機内部に存在している、若しくは凍結割断機内部によって形成される真空室１１０へとアクセスすることができる。例えばドア１２０に取り付けられたガラスから成っている覗き窓１２１により、真空室１１０内の経過を観察することができる。

凍結割断機１００の側面には、真空室１１０へのアクセスを可能にするロック１３０が設けられている。例えば、ロック１３０には弁が設けられており、この弁を介して真空室１１０を外部に対して気密に閉鎖することができる。ロック１３０にはハウジング１３１を、例えばバヨネット接続部によって気密に取り付けることができる。ハウジング１３１内には、スライドロッド１３５として形成された位置決め装置が設けられている。このスライドロッド１３５は、その軸線に沿って、ハウジング１３１に対して相対的に摺動可能かつ回転可能であるように、例えばシール部材によって気密にハウジング１３１内に配置されている。スライドロッド１３５は、エラストマによりシールされた回転・スライド貫通部の一部である。

ハウジング１３１がロック１３０に気密に取り付けられた後、ロック１３０が、特にその弁がまだ閉じられている間に、例えば真空ポンプによって、ハウジング１３１の内部が、弁に到るまで吸い出される。十分な真空が得られた後で、弁若しくはロック１３０が真空室１１０に対して開かれる。

スライドロッド１３５によって、（事前にスライドロッド１３５に取り付けられていた）試料及びナイフを、ロック１３０を通して真空室１１０内に入れることができ、同様に再び真空室１１０から取り出すことができる。

図２には、凍結割断機１００の一部が、特に真空室１１０の内側が示されている。真空室１１０内にはナイフ受容部１５０が設けられていて、このナイフ受容部１５０は、例えば、液体窒素によって冷却された銅ブロックを有している。ナイフ受容部１５０は、レール１７０を介して作業位置と交換位置との間を摺動可能である。

さらに、真空室１１０内の定置に配置されている試料受容部１６０が設けられている。試料受容部１６０は、ナイフ受容部１５０と同様に、液体窒素によって流過された銅ブロックとを有している。ナイフ受容部１５０と試料受容部１６０とに液体窒素を供給する冷却システムは図面を見やすくするために図示されていない。

ナイフ受容部１５０と試料受容部１６０とは、試料を裁断若しくは割断するために互いに相対的に摺動可能である。

右側には、真空室側の端部を有したスライドロッド１３５が示されていて、この端部には例えば試料ホルダ１６１が取り付けられている。試料受容部１６０とスライドロッド１３５とはこの場合、スライドロッド１３５の軸線に沿ったスライドロッド１３５の移動により、試料ホルダ１６１を試料受容部１６０に取り付けることができるように、互いに位置決め若しくは配置されている。

図３には、図２の凍結割断機１００の一部が、ナイフ受容部１５０が交換位置にある状態で示されている。このために、ナイフ受容部１５０は、レール１７０に沿って水平方向及び垂直方向に摺動される。ナイフ受容部１５０の交換位置への移動は（及び相応に、作業位置への戻りも）、好適には自動的に相応の制御装置及び駆動装置によって行われる。しかしながら、例えばレバーを介した手動の調節も考えられる。

ナイフ受容部１５０が交換位置にある場合、ナイフ受容部１５０とスライドロッド１３５とは、スライドロッド１３５の軸に沿った移動により、この軸の一方の端部に取り付けられたナイフホルダをナイフ受容部１５０に取り付けることができるように、互いに位置決め若しくは配置されている。

図４には概略的に、例として、凍結割断機１００用のナイフ受容部１５０とナイフホルダ１５１とが示されている。この場合、ナイフ受容部１５０は、図３に示した交換位置にある。ナイフホルダ１５１には保持装置１５４が取り付けられていて、この保持装置１５４は例えばスライドロッド１３５の一方の端部に取り付けることができる。

ナイフホルダ１５１は固定手段１５３を有していて、この固定手段１５３はこの例では、ばね力によって負荷されたピンとして形成されている。さらに、ナイフ１５５が、ナイフホルダ１５１の下面に、例えばねじ、又はクランプ結合によって取り付けられている。ナイフホルダ１５１は、そこに様々なナイフ形状及びナイフ材料を取り付けることができるように形成されている。

ナイフ受容部１５０は、その下面に受容手段１５２を有しており、それはこの態様では２つのレールの形態をしている。ナイフホルダ１５１を受容手段１５２内に挿入することにより、ナイフホルダ１５１をスライドロッド１３５によってナイフ受容部１５０に取り付けることができる。スライドロッド１３５、若しくはスライドロッド１３５に取り付けられた保持装置１５４によってピンをばね力に抗して引き込むことができ、これによりナイフホルダ１５１を受容手段１５２内に簡単に挿入することができる。このために例えば回転機構が設けられていて良く、この回転機構において、スライドロッド１３５は回転されて、この際にピンが引き込まれる。

ナイフホルダ１５１が受容手段１５２内の目標位置に達するとすぐに、ピンは再び解放される。受容手段１５２の正確な構成により、このようにして形状接続的かつ／又は摩擦接続的な結合を形成することができる。

図５には概略的に、例として、凍結割断機１００用の試料受容部１６０と試料ホルダ１６１とが示されている。試料受容部１６０はこの場合、図２又は図３に示した位置に位置している。試料ホルダ１６１には保持装置１６４が取り付けられていて、この保持装置１６４は例えばスライドロッド１３５の一方の端部に取り付けることができる。

試料ホルダ１６１は固定手段１６３を有していて、この固定手段１６３はこの例では、ナイフホルダ１５１の固定手段１５３と同様に、ばね力によって負荷されたピンとして形成されている。試料ホルダ１６１の上面に、例えばねじ結合、クランプ結合、又は接着結合により試料を取り付けることができる。

試料受容部１６０は、その上面に受容手段１６２を有しており、それはこの態様では２つのレールの形態をしている。試料ホルダ１６１を受容手段１６２内に挿入することにより、試料ホルダ１６１をスライドロッド１３５によって試料受容部１６０に取り付けることができる。例えば、図５には、試料受容部１６０内に挿入された試料ホルダ１６１が示されている。

試料受容部１６０の受容手段１６２への試料ホルダ１６１の取り付けは、ナイフ受容部１５０のナイフホルダ１５１及び受容手段１５２の場合と同様に行われる。特に、固定手段１６３は、固定手段１５３と同じ形式で形成されている。保持装置１６４は保持装置１５４と同じ形式で形成されている。

従って、ナイフホルダ１５１と試料ホルダ１６１の取り付けは、同じ原理に従って行われる。相違点は単に、ナイフ受容部１５０が摺動する点と、試料ホルダ１６１に対して１８０°回転されてナイフホルダ１５１が取り付けられている点である。

ナイフホルダ１５１と試料ホルダ１６１の取り外しは、取り付けと逆の順序で行われる。ナイフホルダ１５１若しくは試料ホルダ１６１は、場合によっては調節すべき交換位置で、スライドロッド１３５によって、固定手段１５３，１６３を操作しながら、所属の受容部１５０，１６０から解除され、ロック１３０を介して取り外される。

１００ 凍結割断機、 １１０ 真空室、 １２０ ドア、 １２１ 覗き窓、 １３０ ロック、 １３１ ハウジング、 １３５ スライドロッド、 １５０ ナイフ受容部、 １５１ ナイフホルダ、 １５２ 受容手段、 １５３ 固定手段、 １５４ 保持装置、 １５５ ナイフ、 １６０ 試料受容部、 １６１ 試料ホルダ、 １６２ 受容手段、 １６３ 固定手段、 １６４ 保持装置、 １７０ レール

Claims (12)

1. 真空室（１１０）を備え、該真空室（１１０）内には、処理すべき試料を受容する試料受容部（１６０）と、前記試料を処理するように設けられたナイフ（１５５）を受容するナイフ受容部（１５０）とが配置されている、凍結割断機（１００）であって、
   前記真空室（１１０）にはロック（１３０）が設けられていて、該ロックを介して、試料及びナイフ（１５５）を、前記真空室（１１０）内に入れることができ、位置決め装置（１３５）によって前記真空室（１１０）内に位置決めすることができ、
   前記試料と前記試料受容部（１６０）とは、前記試料が前記位置決め装置（１３５）によって前記試料受容部（１６０）に取り付け可能であるように、互いに位置決め可能であって、
   前記ナイフ（１５５）と前記ナイフ受容部（１５０）とは、前記ナイフ（１５５）が前記位置決め装置（１３５）によって前記ナイフ受容部（１５０）に取り付け可能であるように、互いに位置決め可能であることを特徴とする、凍結割断機（１００）。
2. 前記ナイフ受容部（１５０）は交換位置に移動可能であり、該交換位置で、前記ナイフ（１５５）を前記位置決め装置（１３５）によって前記ナイフ受容部（１５０）に取り付けることができる、請求項１記載の凍結割断機（１００）。
3. 前記ナイフ（１５５）を固定するナイフホルダ（１５１）を前記位置決め装置（１３５）に取り付けることができ、前記ナイフホルダ（１５１）を前記ナイフ受容部（１５０）に結合させることができる、請求項１又は２記載の凍結割断機（１００）。
4. 前記試料を固定する試料ホルダ（１６１）を前記位置決め装置（１３５）に取り付けることができ、前記試料ホルダ（１６１）を前記試料受容部（１６０）に結合させることができる、請求項３記載の凍結割断機（１００）。
5. 前記ナイフ受容部（１５０）は、前記ナイフホルダ（１５１）を前記ナイフ受容部（１５０）に結合させる受容手段（１５２）を有している、請求項３又は４記載の凍結割断機（１００）。
6. 前記試料受容部（１６０）は、前記試料ホルダ（１６１）を前記試料受容部（１６０）に結合させる受容手段（１６２）を有しており、特に前記ナイフホルダ（１５１）の前記受容手段（１５２）と前記試料ホルダ（１６１）の前記受容手段（１６２）とは同じ形式で形成されている、請求項５記載の凍結割断機（１００）。
7. 前記ナイフホルダ（１５１）は、前記ナイフ受容部（１５０）の前記受容手段（１５２）に対応する固定手段（１５３）を有していて、該固定手段（１５３）は、前記ナイフホルダ（１５１）を前記ナイフ受容部（１５０）に結合させるために前記位置決め装置（１３５）によって操作可能である、請求項５又は６記載の凍結割断機（１００）。
8. 前記試料ホルダ（１６１）は、前記試料受容部（１６０）の前記受容手段（１６２）に対応する固定手段（１６３）を有していて、該固定手段（１６３）は、前記試料ホルダ（１６１）を前記試料受容部（１６０）に結合させるために前記位置決め装置（１３５）によって操作可能であって、特に前記ナイフホルダ（１５１）の前記固定手段（１５３）と、前記試料ホルダ（１６１）の前記固定手段（１６３）とは同じ形式で形成されている、請求項７記載の凍結割断機（１００）。
9. 前記試料受容部（１６０）は、前記真空室（１１０）内の定位置に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の凍結割断機（１００）。
10. 前記位置決め装置（１３５）は、前記試料若しくはナイフ（１５５）を、前記真空室（１１０）の内側で１つの軸線に沿って摺動させるように構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の凍結割断機（１００）。
11. 前記試料受容部（１６０）及び／又は前記ナイフ受容部（１５０）は、冷却媒体用の接続部を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の凍結割断機（１００）。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の凍結割断機（１００）の真空室（１１０）内に試料及びナイフ（１５５）を取り付ける方法であって、
    第１の時点で、前記試料を前記ロック（１３０）を介して前記真空室（１１０）内に入れて、前記位置決め装置（１３５）によって前記試料受容部（１６０）に取り付け、
    第２の時点で、前記ナイフ（１５５）を前記ロック（１３０）を介して前記真空室（１１０）内に入れて、前記位置決め装置（１３５）によって前記ナイフ受容部（１５０）に取り付けることを特徴とする、凍結割断機の真空室に試料及びナイフを取り付ける方法。

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