JP2016126028A - プレパラート用試料載置基材 - Google Patents

Abstract

【課題】透光性に支障がなく、かつ、試料温度を簡単な構造で検知し得る。【解決手段】プラスチック製基板１の中央部に透光性の被検査物載置エリア２を形成する。その基板１は二枚の板片１ａ、１ｂ及びフィルム１ｃとからなり、そのフィルム１ｃに前記エリア２を囲む環状の薄膜状発熱層３及び薄膜状熱電対５がスクリーン印刷により設けられて、両板片がその中立面にフィルムをインサート成形した射出成形品からなる。薄膜状熱電対５の検知部６はエリア２内に位置している。発熱層３の端子３ａ及び熱電対５の端子５ａはそれぞれ制御器に接続されており、その端子を介して電源が供給されるとともに、制御器によって、熱電対５による測定温度に基づき、発熱層３への供給電力が制御されて、エリア２上の試料ａが所要の温度とされるとともに、光学顕微鏡によって観察される。【選択図】図３

Description

この発明は、プレパラート用試料載置基材に関するものである。

プレパラートは、顕微鏡観察を行う際、その観察対象（試料）を検鏡可能な状態に処理したものであり、通常、光学顕微鏡を用いた観察用に調製（preparation）したものを言う。
そのプレパラート用試料載置基材として、従来から、主に、スライドガラスが使用されており、そのスライドガラスは、主に光学顕微鏡を用いた観察の際、微小な試料を載せるために用いるガラス板のことであり、通常、短辺２．５ｃｍ程度、長辺７．５ｃｍ程度、厚さ１．２ｍｍ程度である。このスライドガラスに試料を乗せ、カバーガラスで挟むなど観察に便利な状態に調製したものを上記プレパラートと呼ぶ。

このプレパラートにおいて、スライドガラス上の試料を所要の温度に加熱したり、冷却したりする場合があり、その一加熱手段として、試料の載置位置に薄膜からなる透明導電性ヒータを設けたり（特許文献１要約等参照）、導電性ポリマーのヒータを設けたり（特許文献２第８頁第８〜１１行、図３等参照）したものがある。
この特許文献１の技術は、試料が所要の温度になったことを、スライドガラスの縁のインジケータの着色変化によって検知している（特許文献１段落００４０，図１参照）。
特許文献２の技術は、試料の温度を赤外線熱電対によって検知している（特許文献２第８頁第１８〜１９行、図５等参照）。

特開２００９−９３１２６号公報 特許第４０４４６１９号公報 特開２００６−１８６２５５号公報 特開２０１４−３００１０号公報 特開２０１４−２３９０９２号公報 特開２０１４−２３６２０５号公報

上記特許文献１、２記載の技術は、透明導電性ヒータ又は導電性ポリマーヒータを試料載置面の全域に設けているため、透明といっても、ヒータ面が光の通過に何らかの影響を及ぼし、光学顕微鏡による観察に少なからず、問題が生じる場合がある。
また、その試料の加熱温度の検知において、特許文献１の技術はインジケータによる温度検知は目視であり、その精度に問題がある。特許文献２記載の技術は、赤外線熱電対の温度計をプレパラート（スライドガラス）から離れた位置に設置しており、測定精度が問題になるとともに、その温度計の設置スペースの確保が問題となる。

この発明は、以上の実状の下、透光性に支障がなく、かつ、試料温度を簡単な構造で検知し得るようにすることを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、まず、発熱層（ヒータ部）は被検査物（試料）の載置エリアを囲むように環状に設けたのである。
このように発熱部を環状に設ければ、その環状内部の透光度はスライドガラス等の試料載置基材をなす基板のみに依存するため、特許文献１、２記載技術のようなヒータがその透光度に影響することはなくなる。このとき、環状は全周が連続している必要はなく、部分的に欠如していても良い（下記実施形態参照）。
つぎに、この発明は、上記エリア内に検知部を有する薄膜状温度計測手段を上記基板に設けたのである。
このように、基板に温度計測手段を直接に設ければ、その測定（検知）精度は高いものとなる。

この発明の構成としては、基板の中央部に透光性の被検査物載置エリアを形成し、そのエリアを囲む薄膜状発熱層を前記基板に設けた構成を採用することができる。
このとき、基板は透光性であれば、無色透明である必要はなく、例えば、乳白等の透光性を有する素材からなれば良く、また、被検査物載置エリアのみが透光性でも良い。

この構成において、上記エリア内に検知部を有する薄膜状温度計測手段を上記基板に設けることができる。その温度計測手段としては、このプレパラート用の温度センサとして使用し得るものであれば何れでも良く、熱電変換素子や熱抵抗素子等が挙げられる。
その熱電変換素子は、両端に温度差を生じさせると起電力が生じるゼーベック効果を利用して温度計測するものであって、熱電対が代表例であり、その熱電変換モジュールとして、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子で構成された半導体熱電変換素子としたり（特許文献３等参照）、金属ナノ粒子が導電性高分子中に分散した熱電変換材料からなる熱電変換素子（特許文献４等参照）又はカーボンナノチューブ熱電変換素子（特許文献５等参照）等としたりすることができる。
熱抵抗素子は、金属窒化物からなるサーミスタ等（特許文献６等参照）とすることができ、熱変化による抵抗値変化によって温度を計測する。
また、上記被検査物載置エリアを凹部とすれば、被検査物の載置状態が安定する。

上記薄膜状発熱層、薄膜状温度計測手段は、基板の試料を載せる面に設けても良いが、その基板内に埋設された状態、特に、基板の中立面（厚さ方向の中央面）に設けることが好ましい。加熱しながら顕微鏡観察する際には、基板の片面から熱流入があると、基板表面と裏面の温度差により、基板に反りが発生する。そのため、被観察物の合焦方向への移動に伴い、焦点がずれてしまい、観察に支障が発生することになる。
その基板内への薄膜状発熱層、薄膜状温度計測手段の埋設（介在）手段としては、例えば、前記基板が２枚の板片からなり、その一方の板片に薄膜状発熱層又は薄膜状発熱層及び薄膜状温度計測手段が設けられて、その両板片を一体化したり、前記薄膜状発熱層等をフィルム上に設け、前記両板片を前記フィルムを介在して一体化したりすることができる。
その両片の一体化は、接着、融着や金型による射出成形等が考えられる。

上記薄膜状発熱層、薄膜状温度計測手段は、物理的又は化学的成膜法や箔貼着法等の種々の手段によって設けることができるが、印刷手法やコーティング手法等によって設けると、その形成を安価に行うことができる。

この発明は、以上のように構成したので、試料を検査に支障なく温めることができる。また、その加熱温度を精度良く測定できる。

この発明に係るプレパラート用試料載置基材の一実施形態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図 同実施形態の分解斜視図 この発明に係るプレパラート用試料載置基材の他の実施形態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図 同実施形態の分解斜視図 さらに他の実施形態の各例の平面図 さらに他の実施形態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図 さらに他の実施形態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図 さらに他の実施形態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は分解斜視図 さらに他の実施形態の正面図 さらに他の実施形態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図

この発明に係わるプレパラート用試料載置基材の一実施形態を図１、図２に示し、この試料載置基材（スライドガラス）Ｐ_１は、従来と同様に、ガラス製基板１からなり、その中央部が試料ａの載置面（エリア）２となっている。基板１はプラスチック製とし得る。
上記エリア２の広さ（面積）は、この実施形態では、短辺２．５ｃｍ程度、長辺７．５ｃｍ程度、厚さ１．２ｍｍのスライドガラス基板１の場合に１４ｍｍ内径としたが、観察する試料ａの種類や量等に応じて必要な発熱量が得られるように、そのエリア２の広さ及び下記薄膜状発熱層３の抵抗値を適宜に設定する。

そのエリア２を囲むように薄膜状発熱層３が導電性ペーストのスクリーン印刷によって設けられている。その発熱層３の形状は、エリア２をほぼ円環状に囲むようにするとともに、適宜に折り返し数条として円滑な加熱ができるようにする。その発熱層３は基板１の縁に導かれて端子（電極）３ａが形成されている。発熱層用導電性ペーストは、銅、アルミニウム、銀等の金属又はカーボン等の粉を樹脂に混入したものとし、その発熱層３の抵抗は、観察する試料ａに応じて適宜に設定する。

発熱層３の上には、同じくスクリーン印刷によって絶縁性の樹脂にシリカを混入させたペーストにより透明絶縁層４を形成し、さらにその上に、同じく導電性ペーストによるスクリ−ン印刷により薄膜状温度計測手段の一例である熱電対５が設けられており、その先端検知部６は上記エリア２の中央に至っている。この熱電対５の端も基板１の縁に導かれて端子（電極）５ａが形成されている。この両端子５ａ、５ａに測定器を接続してエリア２内の温度を測定する。熱電対５の上にも透明の絶縁層を設けることができる。

上記発熱層３の端子３ａ、熱電対５の端子５ａはそれぞれ制御器（図示せず）に接続されて、電源が供給されるとともに、その制御器によって、熱電対５による測定温度に基づき、発熱層３への供給電力が制御されて、エリア２上の温度によって変化する化学物質や医薬、生物組織、微生物などの試料ａが所要の温度とされるとともに、光学顕微鏡によって観察される。この場合、制御器に上記測定器を内蔵していることとなる。

図３、図４にはこの発明に係わるプレパラート用試料載置基材の他の実施形態を示し、この実施形態のプレパラート用試料載置基材Ｐ_２は、透光性プラスチック製基板１からなり、その基板１は、同一厚さの２枚の板片１ａ、１ｂとその板片１ａ、１ｂ間に介在される同質、同形のフィルム１ｃとから成る。板片１ａ、１ｂ、フィルム１ｃの一部又は全部をガラス製とすることもできる。
そのフィルム１ｃに上記薄膜状発熱層３及び薄膜状熱電対５が導電性ペーストをスクリーン印刷することによって設けられており、両層３、４を設けたフィルム１ｃを両板片１ａ、１ｂで挟んで接着、熱圧着等により三者１ａ、１ｃ、１ｂを一体化し、基板１の中立面位置にフィルム１ｃを位置させる。

この実施形態では、薄膜状発熱層３の試料載置エリア２周りの一部を開放し、その開放部に薄膜状熱電対５の検知部６を位置させるとともにリード線を薄膜状発熱層３の外側に形成して両層３、５を絶縁したので、絶縁層４は設けていない。また、薄膜状発熱層３の端子３ａ及び薄膜状熱電対５の端子５ａは、一方の板片１ａの一端部が欠如されて露出している。

この実施形態のプレパラート用試料載置基材Ｐ_２も、上記発熱層３の端子３ａ、熱電対５の端子５ａがそれぞれ制御器に接続されて、電源が供給されるとともに、その制御器によって、熱電対５による測定温度に基づき、発熱層３への供給電力が制御されて、エリア２上の温度によって変化する試料ａが所要の温度とされるとともに、光学顕微鏡によって観察される。

発熱層３、温度計測手段（熱電対等）５の形成手段としては、上記スクリーン印刷に限らず、他のオフセット印刷、フレキソ印刷や転写法、スパッタ、蒸着等の種々の成膜法を採用したり、エッチングパターン加工、打ち抜き加工等の種々の手段を採用したりすることができる。このとき、基板１又はフィルム１ｃ上に溝を形成してその溝に導電ペースト等を充填して発熱層３、温度計測手段５を形成することができる。
また、発熱層３、温度計測手段（熱電対等）５の形状としては、図１、図３に示すものに限らず、図５（ａ）〜（ｃ）に示す種々の態様が考えられる。すなわち、発熱層３のエリア２の周りの部分を周方向に向かってジグザグ状としたり（同図（ａ），（ｂ））、温度計測手段５の検知部６を発熱層３の端子側としたり（同図（ｂ）、（ｃ））等とすることができる。
発熱層３、温度計測手段（熱電対等）５をなす導電性材料には、導電性ペーストに限らず、適宜に、導電性ゴム、導電性エラストマーなどが利用でき、端子３ａ、５ａにはそれらに加えて金属ピン、導電性プラスチック等の導体プラグを使用し得る。

発熱層３、温度計測手段（熱電対）５の各端子３ａ、５ａは、上記図１に示す実施形態においては、基板１の表面側に折り返して端子３ａ、５ａを設けているが、表面に折り返さずに裏面に設けることもできる。また、図６に示すように、図３に示す実施形態において、上側の板片１ａに端子用切欠孔７を形成して各端子３ａ、５ａを露出したり（図８（ｃ）参照）、図７に示すように上側の板片１ａの端子側端部を欠如してその下面（フィルム１ｃ側面）を傾斜面とするとともに、下側の板片１ｂの端子側端部に前記傾斜面及びフィルム１ｃ端部を載置する平面を有する突部８を形成したりして（図８（ｃ）参照）、各端子３ａ、５ａを上側板片１ａの上面位置とすることもできる。各端子３ａ、５ａが基板１の上面位置にあると、端子３ａ、５ａが周りの基板１上面によって保護されるため、破損しにくい利点がある。
各端子３ａ、５ａは、タグのように基板１の端面からフィルム１ｃとともに突出した態様とすることもできる（図８（ｂ）参照）。
さらに、図８に示すように、上側の板片１ａに端子用切欠孔７を形成し、下側板片１ｂには、その切欠孔７に嵌る突部８ａを設けて、各端子３ａ、５ａを上側板片１ａの上面位置とすることもできる。このとき、突部８ａを止めて、切欠孔７に導電性材料を充填してその表面を端子３ａ、５ａとすることもできる。切欠孔７は基板１の端面に開口しない透孔とし得る。

上記実施形態においては、両板片１ａ、１ｂでフィルム１ｃを挟んで基板１を形成したが、金型内にフィルム１ｃを載置し、その金型内に樹脂を射出成形して両板片１ａ、１ｂを一体形成するようにすることもできる。この射出成形時、フィルム１ｃの側縁にタグを突出させてそのタグでもってフィルム１ｃを上下の金型で挟持するとよい。この射出成形の場合、両板片１ａ、１ｂは界面の無い一体片（一体もの）となる。
また、フィルム１ｃを設けず、一方の板片１ａ又は１ｂに薄膜状発熱層３、薄膜状温度計測手段（熱電対等）５を設け、その両板片１ａ、１ｂを接着、溶着等によって一体化することもできる。このとき、薄膜状発熱層３、薄膜状温度計測手段５は両板片１ａ，１ｂの間（埋設）、特に中立位置とすることが好ましい。

試料載置エリア２は、図９、図１０に示すように、凹部１０とすることもできる。このとき、図９に示すように、その凹部１０をエリア２を囲む円状発熱層３内に位置するようにすると、被検査物ａの周り全体から加熱し得るため、被検査物ａ全体を所要の温度帯とすることができて観察に最適となる。

温度計測手段（熱電対等）５を設けていない試料載置基材Ｐ_１、Ｐ_２・・にあっては、エリア２内の試料ａの温度は、赤外線熱電対等の周知の手段を採用する。
一方、試料載置基材Ｐ_１、Ｐ_２・・の試料ａを基板１に設けた発熱層３ではなく、他の手段によって加熱する場合においても、基板１に設けた温度計測手段５によってその試料ａの温度を検知するようにすることができる。
さらに、図１に示す実施形態において、発熱層３を試料載置基材の一面、温度計測手段（熱電対等）５を同他面に設けることができる。このとき、発熱層３を試料ａの載置面側としたり、同反対面側としたりすることができる。
温度計測手段５として、薄膜状とすることができて基板１上にその温度計測手段５を形成し得る限りにおいて、熱電対等の熱電変換手段に代えて熱抵抗素子等を採用することができることは言うまでもない。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

因みに、試験管、ビーカ等の曲面を有する試料容器において、この発明に係る発熱層３や温度計測手段（熱電対５等）を設ける場合は、転写法によったり、発熱層３や温度計測素子５を設けたフィルムの貼着によったりすることができる。このとき、その試料容器の被検査物載置エリアを囲む薄膜状発熱層を試料容器に設けるとともに、そのエリア内に検知部を有する薄膜状温度計測手段を試料容器に設けた構成となる。

Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４、Ｐ_５、Ｐ_６、Ｐ_７、Ｐ_８、Ｐ_９、Ｐ_１０ プレパラート用試料載置基材
ａ 被検査物（観察対象、試料）
１ 試料載置基材の基板
１ａ 基板１の一方の板片
１ｂ 同他方の板片
１ｃ 同フィルム
２ 試料載置スペース
３ 薄膜発熱層
３ａ 発熱層の電源端子
４ 絶縁層（絶縁フィルム）
５ 薄膜状温度計測手段（熱電対）
５ａ 温度計測手段（熱電対）の制御用端子
６ 温度計測手段（熱電対）の検知部
７ 端子用切欠孔
８、８ａ 端子持ち上げ用突部
１０ 凹部

Claims (10)

1. 基板（１）の中央部に透光性の被検査物載置エリア（２）を形成し、そのエリア（２）を囲む薄膜状発熱層（３）を前記基板（１）に設けたことを特徴とするプレパラート用試料載置基材。
2. 上記エリア（２）内に検知部（６）を有する薄膜状温度計測手段（５）を上記基板（１）に設けたことを特徴とする請求項１に記載のプレパラート用試料載置基材。
3. 上記薄膜状発熱層（３）、又は薄膜状発熱層（３）及び薄膜状温度計測手段（５）が上記基板（１）内に埋没されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレパラート用試料載置基材。
4. 上記薄膜状発熱層（３）、又は薄膜状発熱層（３）及び薄膜状温度計測手段（５）が上記基板（１）内の中立面に位置することを特徴とする請求項３に記載のプレパラート用試料載置基材。
5. 上記基板（１）が２枚の板片からなり、その一方の板片に、上記薄膜状発熱層（３）、又は薄膜状発熱層（３）及び薄膜状温度計測手段（５）が設けられて、前記両板片が一体化されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のプレパラート用試料載置基材。
6. 上記基板（１）が２枚の板片（１ａ、１ｂ）及びフィルム（１ｃ）とからなり、上記薄膜状発熱層（３）、又は薄膜状発熱層（３）及び薄膜状温度計測手段（５）が前記フィルム（１ｃ）上に設けられて、前記両板片（１ａ、１ｂ）が前記フィルム（１ｃ）を介在して一体化されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のプレパラート用試料載置基材。
7. 上記基板（１）の両板片（１ａ，１ｂ）が上記フィルム（１ｃ）をインサート成形した樹脂射出成形の一体ものであることを特徴とする請求項６に記載のプレパラート用試料載置基材。
8. 上記基板（１）の上面に上記被検査物載置エリア（２）を形成し、前記基板（１）の下面に上記薄膜状発熱層（３）及び薄膜状温度計測手段（５）を設けたことを特徴とする請求項２に記載のプレパラート用試料載置基材。
9. 上記薄膜状発熱層（３）、薄膜状温度計測手段（５）又は両層（３、５）をスクリーン印刷によって設けたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１つに記載のプレパラート用試料載置基材。
10. 上記薄膜状温度計測手段（５）が熱電変換素子又は熱抵抗素子であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一つに記載のプレパラート用試料載置基材。

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