JP3053731B2 - Biological sample preparation method for scanning electron microscope and biological sample observation method - Google Patents

Biological sample preparation method for scanning electron microscope and biological sample observation method

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JP3053731B2 JP6099366A JP9936694A JP3053731B2 JP 3053731 B2 JP3053731 B2 JP 3053731B2 JP 6099366 A JP6099366 A JP 6099366A JP 9936694 A JP9936694 A JP 9936694A JP 3053731 B2 JP3053731 B2 JP 3053731B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、走査電子顕微鏡で水
分を含んだ生物試料を観察するための走査電子顕微鏡用
生物試料作製方法および生物試料観察方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preparing a biological sample for a scanning electron microscope for observing a biological sample containing water with a scanning electron microscope, and a method for observing a biological sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】 水分を含んだ生物試料を走査電子顕微
鏡で観察する際、その試料はできるだけ生体時に近い状
態に維持する必要がある。しかし、生物試料はその70
〜80%が水分であり、試料を摘出後そのまま走査電子
顕微鏡内に挿入すれば装置内が真空のため、水分が気化
し乾燥による収縮変形を起こすことが多い。
2. Description of the Related Art When observing a biological sample containing water with a scanning electron microscope, it is necessary to maintain the sample as close as possible to a living body. However, biological samples
If the sample is taken out and inserted into a scanning electron microscope as it is after extraction, the moisture is vaporized and the shrinkage due to drying often occurs due to the vacuum inside the apparatus.

【0003】そこで、現在、生物試料を走査電子顕微鏡
で観察する前に、生物試料に処理が行なわれる。図1
(a)は、従来の生物試料作製の手順を説明するために
示したものであり、従来の生物試料作製の手順は以下の
通りである。
Therefore, at present, a biological sample is processed before it is observed with a scanning electron microscope. FIG.
(A) is shown for explaining the procedure of the conventional biological sample preparation, and the conventional procedure of the biological sample preparation is as follows.

【0004】試料の摘出が行なわれる。試料の摘出
は、試料が乾燥しないように手早く細分化する必要があ
る。
[0004] A sample is extracted. Extraction of the sample needs to be subdivided quickly so that the sample does not dry out.

【0005】摘出した試料が洗浄される。洗浄する理
由は、摘出した試料はそのままでは試料表面に粘液や細
胞内顆粒が付着しており、走査電子顕微鏡で観察する
際、試料の観察すべき部位が覆い隠される恐れがあるた
めである。通常は摘出した試料の端をピンセットでつま
み、そのまま緩衝液中で振り洗いをする(これを2〜3
回繰り返す)。この洗浄にかかる時間は30分程度であ
る。
[0005] The extracted sample is washed. The reason for washing is that mucus and intracellular granules are adhered to the surface of the sample as it is, and there is a possibility that the site to be observed of the sample may be obscured when observed with a scanning electron microscope. Normally, the end of the extracted sample is pinched with tweezers and shaken as it is in a buffer solution (this is 2-3 times).
Times). The time required for this cleaning is about 30 minutes.

【0006】洗浄された試料は固定処理が行なわれ
る。固定とは、試料に化学的変化を与えて硬化させるこ
とである。生物試料を固定する場合、通常は1〜2.5
%グルタールアルデヒド固定液、1%オスミウム固定液
などが使用されるが、固定法としては固定液を一種類だ
けで固定する「単独固定」と二種類の固定液を使って順
次固定する「二重固定」とがある。グルタールアルデヒ
ド固定液は主にタンパク質のみの固定であるが、オスミ
ウム酸固定液はタンパク質、脂質分が固定されるため比
較的固く固定される。「単独固定」では、生物試料はグ
ルタールアルデヒド固定液中で1〜2時間以上、オスミ
ウム固定液中で1〜2時間以内放置される。また、「二
重固定」では、生物試料はグルタールアルデヒド固定液
中で1〜2時間以上放置される。
[0006] The fixed sample is subjected to a fixing process. Fixing is to cure the sample by applying a chemical change. When fixing a biological sample, it is usually 1 to 2.5.
% Glutaraldehyde fixative, 1% osmium fixative, etc. are used. The fixation methods are "single fixation", which fixes only one fixative, and "two fixatives," which use two kinds of fixatives sequentially. There is "fixed heavy". Glutaraldehyde fixative mainly fixes proteins only, whereas osmate fixative is fixed relatively hard because proteins and lipids are fixed. In "single fixation", a biological sample is left in a glutaraldehyde fixative for 1 to 2 hours or more and in an osmium fixative for 1 to 2 hours or less. In the "double fixation", a biological sample is left in a glutaraldehyde fixative for 1 to 2 hours or more.

【0007】生物試料は、試料と化学反応しなかった
固定液を除去するために、緩衝液で洗浄される。余分な
固定液が残っていると試料を乾燥した際に、試料表面に
オスミウム酸などの結晶が析出し観察の妨げになる。こ
の洗浄にかかる時間は30分〜2時間程度である。
[0007] The biological sample is washed with a buffer to remove the fixative that has not chemically reacted with the sample. If excess fixative remains, crystals such as osmic acid precipitate on the sample surface when the sample is dried, which hinders observation. The time required for this cleaning is about 30 minutes to 2 hours.

【0008】生物試料中の水分をエチルアルコール、
アセトンなどの有機溶媒と置換し除去する脱水処理が行
なわれる。これは有機溶媒が水に比較して表面張力が1
/3程度小さいことにより収縮変形による影響が小さ
く、乾燥時間が短いことによる。しかし、100%の有
機溶媒中に水分を含んだ試料を直接入れると脱水作用が
急激に進み、試料が収縮変形するため、始めはアルコー
ル(アセトン)などを精製水(純粋、蒸留水)で希釈
し、50%溶液とした中に水分を含む試料を浸し、脱水
する。同様に60%、70%、80%、90%、95%
溶液を作り、順次高濃度の溶液中に試料を移し変えてい
く。試料を1つの溶液に浸す時間は5〜15分程度であ
る。最後に、生物試料を100%のエチルアルコールの
中に浸し脱水するが、試料を浸す時間は30分程度で、
2回脱水処理が行なわれる。なお、変形を起こしやすい
試料は2%溶液から脱水処理が行なわれる。
[0008] The water in the biological sample is converted to ethyl alcohol,
A dehydration treatment is performed to replace and remove the organic solvent such as acetone. This is because the organic solvent has a surface tension of 1 compared to water.
This is because the influence of shrinkage deformation is small by being about / 3 smaller, and the drying time is short. However, if a sample containing water is directly placed in a 100% organic solvent, the dehydration will rapidly proceed and the sample will shrink and deform. At first, alcohol (acetone) etc. is diluted with purified water (pure, distilled water). Then, a sample containing water is immersed in a 50% solution to be dehydrated. Similarly, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%
A solution is prepared, and the sample is sequentially transferred into a high-concentration solution. The time for immersing the sample in one solution is about 5 to 15 minutes. Finally, the biological sample is immersed in 100% ethyl alcohol and dehydrated. The sample is immersed for about 30 minutes.
Dehydration treatment is performed twice. In addition, the sample which is easily deformed is subjected to a dehydration treatment from a 2% solution.

【0009】以上、試料の脱水処理までが終了したが、
これ以降の手順は、臨界点乾燥法とt−ブチルアルコー
ル凍結乾燥法により異なる。臨界点乾燥法の手順を
で説明し、t−ブチルアルコール凍結乾燥法の手順を
で説明する。
As described above, the process up to the dehydration treatment of the sample has been completed.
Subsequent procedures differ depending on the critical point drying method and the t-butyl alcohol freeze drying method. The procedure of the critical point drying method will be described in the section, and the procedure of the t-butyl alcohol freeze drying method will be described in the section.

【0010】脱水処理された生物試料は酢酸イソアミ
ル(酢酸アミル)中に入れられ、約15分間放置され
る。
The biological sample subjected to the dehydration treatment is placed in isoamyl acetate (amyl acetate) and left for about 15 minutes.

【0011】の置換処理が行なわれた試料は、耐圧
容器内に入れられ、室温の状態で液体二酸化炭素が容器
に満たされ、密閉した容器が臨界温度以上に加温されて
容器の圧力は上昇し、容器の圧力がある圧力に達すると
二酸化炭素は瞬間的に液体から気体に変移する。そし
て、そのまま気体を容器外に徐々に排出させると試料は
乾燥する。
The sample subjected to the substitution process is placed in a pressure-resistant container, filled with liquid carbon dioxide at room temperature, and the sealed container is heated to a critical temperature or higher, and the pressure of the container increases. When the pressure in the container reaches a certain pressure, carbon dioxide is instantaneously changed from a liquid to a gas. When the gas is gradually discharged out of the container, the sample dries.

【0012】の脱水処理が行なわれた試料は、t−
ブチルアルコールの中に入れられる。 t−ブチルア
ルコールに置換された試料は、凍結乾燥装置の試料ステ
ージ上に置かれ、ステージが5℃まで冷やされる(また
は冷蔵庫内に数十分放置してもよい)。t−ブチルアル
コールが凍結したら凍結乾燥装置内はゆっくりと排気さ
れ、凍結したt−ブチルアルコールは昇華する。昇華が
終わり圧力が急激に下がり始めたらステージ温度が室温
にもどされ、大気圧にすると乾燥した試料が出来上が
る。
The sample subjected to the dehydration treatment is t-
Put in butyl alcohol. The sample replaced with t-butyl alcohol is placed on a sample stage of a freeze-drying apparatus, and the stage is cooled down to 5 ° C (or may be left in a refrigerator for several tens minutes). When the t-butyl alcohol is frozen, the inside of the freeze-drying device is slowly evacuated, and the frozen t-butyl alcohol sublimates. When sublimation is over and the pressure starts to drop sharply, the stage temperature is returned to room temperature, and when it is brought to atmospheric pressure, a dried sample is completed.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】 以上、従来の生物試
料作製の手順を説明したが、図2はt−ブチルアルコー
ル凍結乾燥法により処理されたアナベナの走査電子顕微
鏡による2次電子像を示す図面代用写真である。図2
(a)は、固定液が2%グルタールアルデヒドで、脱水
が20%アルコールから行なわれたアナベナの2次電子
像であり、アナベナは収縮している。図2(b)は同じ
条件で処理されたアナベナの2次電子像であり、アナベ
ナは変形している。このように、アナベナをt−ブチル
アルコール凍結乾燥法により処理すると、アナベナは収
縮又は変形して原形(生体)を維持しなくなる。又、収
縮又は変形というようにこの方法においては再現性がな
い。図2(c)は、固定液が2%グルタールアルデヒド
で、脱水が10%アルコールから行なわれたアナベナの
2次電子像であるが、アナベナは収縮している。なお、
臨界点乾燥法により処理された試料の2次電子像は挙げ
なかったが、臨界点乾燥法においてもt−ブチルアルコ
ール凍結乾燥法と同じ問題が生ずる。
As described above, the conventional procedure for preparing a biological sample has been described. FIG. 2 is a drawing showing a secondary electron image of ananabena treated by t-butyl alcohol lyophilization method using a scanning electron microscope. It is a substitute photograph. FIG.
(A) is a secondary electron image of anabena in which the fixative is 2% glutaraldehyde and dehydration is performed from 20% alcohol, and the anabaena is contracted. FIG. 2B is a secondary electron image of the anabaena processed under the same conditions, and the anabaena is deformed. As described above, when the anabena is treated by the t-butyl alcohol freeze-drying method, the anabena shrinks or deforms and cannot maintain its original shape (living body). Also, there is no reproducibility in this method, such as shrinkage or deformation. FIG. 2 (c) is a secondary electron image of anabena in which the fixative is 2% glutaraldehyde and dehydration is performed from 10% alcohol, but the anabaena is contracted. In addition,
Although the secondary electron image of the sample processed by the critical point drying method is not given, the same problem as the t-butyl alcohol freeze drying method occurs in the critical point drying method.

【0014】また、従来においては、臨界点乾燥法やt
−ブチルアルコール凍結乾燥法による試料作製の過程で
試料が変形した場合、走査電子顕微鏡像を観察するまで
試料の変形が確認できない。このため、せっかく試料を
作製しても、その作業が無駄になる場合がある。
Conventionally, the critical point drying method and t
-When the sample is deformed in the process of preparing the sample by the butyl alcohol freeze-drying method, the deformation of the sample cannot be confirmed until a scanning electron microscope image is observed. For this reason, even if a sample is prepared with great effort, the operation may be wasted.

【0015】また、臨界点乾燥法やt−ブチルアルコー
ル凍結乾燥法による試料作製においては、化学固定を含
む前処理作業と専門知識と習熟度が要求され、また、前
述したように多くの処理時間が必要になる。
In the preparation of samples by the critical point drying method or the t-butyl alcohol freeze-drying method, pretreatment work including chemical fixation, specialized knowledge and proficiency are required. Is required.

【0016】本発明はこのような問題を解決する走査電
子顕微鏡用生物試料作製方法および生物試料観察方法を
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for preparing a biological sample for a scanning electron microscope and a method for observing a biological sample, which solve such problems.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】 この目的を達成する本
発明の走査電子顕微鏡用生物試料作製方法は、表面を水
で覆われた試料を凍結させ、該凍結試料を真空引きされ
た試料室の中に配置した状態で、該凍結試料を零度より
高い温度まで昇温させることを特徴とする。また、本発
明の生物試料観察方法は、表面を水で覆われた試料を凍
結させ、該凍結試料を真空引きされた試料室の中に配置
た状態で、該凍結試料を零度より高い温度まで昇温さ
せ、温度上昇過程における試料の状態を走査電子顕微鏡
により観察することを特徴とする。
Means for Solving the Problems A scanning electron microscope biological sample preparation method of the present invention to achieve this object, the surface water
The method is characterized in that the sample covered with is frozen, and the frozen sample is heated to a temperature higher than zero degree in a state where the frozen sample is placed in the evacuated sample chamber. Further, the biological sample observation method of the present invention freezes a sample whose surface is covered with water.
In a state where the frozen sample is placed in a evacuated sample chamber, the temperature of the frozen sample is raised to a temperature higher than zero degree, and the state of the sample during the temperature rising process is measured by a scanning electron microscope. The observation is performed by

【0018】[0018]

【実施例】 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。図3は本発明の実施例として示した走査電子顕微
鏡の概略図である。図3において、1は走査電子顕微鏡
の鏡筒、2は試料室、3は試料室2を排気する排気装置
である。4は試料ステージで、試料ステージ4はX,
Y,およびZ方向に移動可能である。5は吸熱器であ
る。6はサーモモジュールで、サーモモジュール6は、
P型半導体7とN型半導体8を金属電極9で接合したπ
型直列回路からなるペルチエ素子を単数または複数並列
してセラミック板10で挟んで構成したものである。サ
ーモモジュール6は、電流を矢印Aの方向に流すとペル
チエ効果によりその接合部で吸熱が生じ、その反対側で
発熱が生じ、また、電流を矢印Bの方向に逆転して流す
と、吸熱と発熱が逆転する。したがって、電流の向きを
変えることにより、電子的に加熱と冷却が可能である。
11は試料ホルダ、12は生物試料である。図4は試料
ホルダ11上に置かれた生物試料12を示したものであ
る。生物試料12は水18で覆われている。なお、水の
かわりにアルコール溶液であってもよい。13は試料ホ
ルダ11の温度を検出する温度検出器、14は制御装置
である。15はメモリーであり、そのメモリー15に
は、図11のTに示すような、試料ホルダ加熱開始から
所定時間経過後における試料ホルダの目標温度が記憶さ
れている。16は電源、17は真空ゲージである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic view of a scanning electron microscope shown as an embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a lens barrel of a scanning electron microscope, 2 denotes a sample chamber, and 3 denotes an exhaust device for exhausting the sample chamber 2. 4 is a sample stage, and sample stage 4 is X,
It is movable in the Y and Z directions. 5 is a heat absorber. 6 is a thermo module, the thermo module 6 is
Π in which a P-type semiconductor 7 and an N-type semiconductor 8 are joined by a metal electrode 9
A single or a plurality of Peltier elements composed of a mold series circuit are sandwiched between ceramic plates 10 in parallel. When a current flows in the direction of arrow A, the thermo module 6 generates heat absorption at the joint thereof due to the Peltier effect, and generates heat on the opposite side. The fever is reversed. Therefore, heating and cooling can be performed electronically by changing the direction of the current.
11 is a sample holder and 12 is a biological sample. FIG. 4 shows a biological sample 12 placed on a sample holder 11. Biological sample 12 is covered with water 18. Note that an alcohol solution may be used instead of water. 13 is a temperature detector for detecting the temperature of the sample holder 11, and 14 is a control device. Reference numeral 15 denotes a memory, and the memory 15 stores a target temperature of the sample holder after a lapse of a predetermined time from the start of heating of the sample holder, as shown by T in FIG. 16 is a power supply, and 17 is a vacuum gauge.

【0019】以下、この装置の動作を説明する。The operation of this device will be described below.

【0020】制御装置14は電源16に冷却信号、すな
わち、サーモモジュール6に電流を前記矢印Aの向きに
流すための信号を送る。この結果、サーモモジュール6
上に位置する試料ホルダ11は冷やされ、試料12も冷
やされる。試料ホルダ11の温度は温度検出器13で検
出され、その検出信号は制御装置14に送られている。
制御装置14は試料ホルダ11の温度が−45℃になる
と、電源16への冷却信号の供給を停止する。制御装置
14が−45℃の時点で冷却信号の供給を停止させる制
御は、前記メモリー15に記憶されたデータに基づくも
のである。この冷却により、試料12は水18に覆われ
た状態で凍結する。試料の冷却が終わると、制御装置1
4は排気装置3に排気信号を送り、排気装置3は試料室
2を排気する。試料室2の真空度は真空ゲージ17によ
り測定され、その信号は制御装置14に送られており、
制御装置14は試料室2の真空度を0.01Torr〜
2Torrの間の低真空状態に設定する。
The controller 14 sends a cooling signal to the power supply 16, that is, a signal for flowing a current to the thermo module 6 in the direction of the arrow A. As a result, the thermo module 6
The sample holder 11 located above is cooled, and the sample 12 is also cooled. The temperature of the sample holder 11 is detected by a temperature detector 13, and the detection signal is sent to a control device 14.
When the temperature of the sample holder 11 becomes −45 ° C., the control device 14 stops supplying the cooling signal to the power supply 16. The control for stopping the supply of the cooling signal at the time of −45 ° C. by the control device 14 is based on the data stored in the memory 15. By this cooling, the sample 12 freezes while being covered with the water 18. When the cooling of the sample is completed, the controller 1
4 sends an exhaust signal to the exhaust device 3, which exhausts the sample chamber 2. The degree of vacuum in the sample chamber 2 is measured by a vacuum gauge 17, and a signal thereof is sent to the control device 14.
The controller 14 sets the degree of vacuum in the sample chamber 2 to 0.01 Torr or more.
Set to a low vacuum state between 2 Torr.

【0021】次に、制御装置14は電源16に加熱信
号、すなわち、電流を前記矢印Bの向きに流すための信
号を送る。この結果、サーモモジュール6上に位置する
試料ホルダ11は加熱され、試料12も加熱される。試
料ホルダ11の温度は温度検出器13で検出され、その
検出信号は制御装置14に送られている。制御装置14
は、メモリー15に記憶されている温度と、温度検出器
13から送られてくる温度を比較し、試料の温度と略同
一とみなし得る試料ホルダの温度がメモリー15に記憶
されたデータに基づいて予め設定された速度で徐々に上
昇するように電源16を制御する。このようにして、試
料は室温である例えば15℃になった時点で温度変化を
終了する。
Next, the control device 14 sends a heating signal to the power supply 16, that is, a signal for flowing a current in the direction of the arrow B. As a result, the sample holder 11 located on the thermo module 6 is heated, and the sample 12 is also heated. The temperature of the sample holder 11 is detected by a temperature detector 13, and the detection signal is sent to a control device 14. Control device 14
Compares the temperature stored in the memory 15 with the temperature sent from the temperature detector 13, and based on the data stored in the memory 15, the temperature of the sample holder that can be considered to be substantially the same as the temperature of the sample is compared. The power supply 16 is controlled so as to gradually increase at a preset speed. In this way, the temperature change of the sample ends when it reaches room temperature, for example, 15 ° C.

【0022】ここで、加熱による試料12の状態の変化
及び生物試料が変形等を起こさない理由を説明する。
Here, the change in the state of the sample 12 due to the heating and the reason why the biological sample does not deform or the like will be described.

【0023】アーチ状または平板状に凍結した氷は、試
料室内の真空と試料ホルダの温度値の関係で昇華を始め
る。そのスピードは、ホルダの昇温カーブによる。昇華
のスピードは、生物試料の細胞膜の構造により若干変更
することが必要である。その理由は、細胞内の氷の昇華
スピードに合わせるためである。そのバランスがくずれ
ると、生物試料に収縮変形を誘発する。つまり、試料を
覆った氷が昇華完了する前に試料内部の氷も全て昇華さ
せることが重要である。
The ice frozen in an arched or flat shape begins to sublime due to the relationship between the vacuum in the sample chamber and the temperature value of the sample holder. The speed depends on the temperature rise curve of the holder. It is necessary to slightly change the sublimation speed depending on the structure of the cell membrane of the biological sample. The reason is to match the sublimation speed of the ice in the cells. When the balance is lost, contraction deformation is induced in the biological sample. That is, it is important that all the ice inside the sample is sublimated before the ice covering the sample is sublimated.

【0024】ところで、試料内部の氷が昇華するにした
がって、入射電子線が試料の深部まで拡散し、内部で発
生した反射電子が検出可能なため、光学顕微鏡のように
内部組織の観察も可能である。なお、従来は化学固定を
行なっていたため、化学反応により細胞の質量が大きく
なって入射電子の拡散が行なわれにくくなり、内部観察
が思うようにできなかった。また、試料加熱中の試料像
は表示装置(図示せず)に表示され、オペレーターはこ
の像を観察することにより、温度上昇過程における試料
の変形の有無を確認することができる。
By the way, as the ice inside the sample sublimates, the incident electron beam diffuses to the deep part of the sample, and the reflected electrons generated inside can be detected, so that the internal structure can be observed like an optical microscope. is there. Heretofore, since the chemical fixation was performed, the mass of the cells was increased by the chemical reaction, and the diffusion of the incident electrons became difficult, so that the internal observation could not be performed as expected. The sample image during the heating of the sample is displayed on a display device (not shown), and by observing the image, the operator can confirm whether or not the sample is deformed during the temperature rise process.

【0025】上述した温度処理が行なわれた試料の走査
電子顕微鏡の低真空状態における反射電子像及び高真空
状態における二次電子像の例をあげる。尚、前記温度処
理が行なわれた試料を高真空状態で観察する場合には、
チャージアップによる像の劣化を防ぐため、試料にはコ
ーティングが施される。
An example of a reflected electron image in a low vacuum state and a secondary electron image in a high vacuum state of a sample subjected to the above-mentioned temperature treatment under a scanning electron microscope will be described. When observing the sample subjected to the temperature treatment in a high vacuum state,
The sample is coated to prevent image degradation due to charge-up.

【0026】図5は、アオミドロの低真空状態における
反射電子像を示す図面代用写真であり、アオミドロの収
縮はなく、アオミドロは原形(生体)を維持している。
また、本発明の試料作製においては、従来のように試料
を化学固定しないので、アオミドロの内部がはっきりと
観察できる。図6(a)は、水中に発生した藻の低真空
状態における反射電子像を示す図面代用写真であり、図
6(b)は、その藻の高真空状態における2次電子像を
示す図面代用写真である。この像からも明らかなよう
に、藻の収縮はなく、藻はほとんど原形(生体)を維持
している。図7(a),(b)は、藻の低真空状態にお
ける反射電子像を示す図面代用写真であり、図7(c)
は、藻の高真空状態における2次電子像を示す図面代用
写真である。図7は図6に示した写真の倍率より高い倍
率の写真であるが、藻が原形(生体)を維持しているこ
とが一層理解できる。図8(a)は、藻の低真空状態に
おける反射電子像を示す図面代用写真であり、図8
(b)は、藻の高真空状態における2次電子像を示す図
面代用写真である。図9(a),(b)は、ミジンコの
低真空状態における反射電子像を示す図面代用写真であ
り、図10(a),(b)は、ミジンコの高真空状態に
おける2次電子像を示す図面代用写真である。この像か
ら明らかなように、ミジンコの変形はなく、ミジンコは
原形(生体)をほとんど維持している。
FIG. 5 is a photograph substituted for a drawing showing a backscattered electron image of the Spirogyra in a low vacuum state. The Spirogyra does not shrink, and the Spirogyra remains in its original form (living body).
Further, in the preparation of the sample of the present invention, since the sample is not chemically fixed as in the prior art, the inside of the spider can be clearly observed. FIG. 6A is a drawing substitute photograph showing a backscattered electron image of algae generated in water in a low vacuum state, and FIG. 6B is a drawing substitute photograph showing a secondary electron image of the algae in a high vacuum state. It is a photograph. As is clear from this image, there is no shrinkage of the algae, and the algae almost maintains its original form (living body). FIGS. 7A and 7B are drawing-substituting photographs showing the backscattered electron image of the algae in a low vacuum state.
3 is a drawing substitute photograph showing a secondary electron image of algae in a high vacuum state. FIG. 7 is a photograph at a magnification higher than the magnification of the photograph shown in FIG. 6, and it can be further understood that the algae maintain the original form (living body). FIG. 8A is a drawing substitute photograph showing a backscattered electron image of the algae in a low vacuum state.
(B) is a drawing substitute photograph showing a secondary electron image of algae in a high vacuum state. FIGS. 9 (a) and 9 (b) are drawing-substitute photographs showing a backscattered electron image of a daphnia in a low vacuum state, and FIGS. 10 (a) and (b) show secondary electron images of a daphnia in a high vacuum state. It is a drawing substitute photograph shown. As is clear from this image, there is no deformation of the daphnia, and the daphnia almost maintains its original form (living body).

【0027】図1(b)は、上述した本発明の生物試料
作製の操作手順をまとめたものである。本発明の生物試
料作製にかかる時間は、数時間程度であり、従来に比べ
生物試料の作製時間は大幅に短縮される。
FIG. 1 (b) summarizes the operation procedure for preparing the biological sample of the present invention described above. The time required for preparing the biological sample of the present invention is about several hours, and the time required for preparing the biological sample is greatly reduced as compared with the related art.

【0028】なお、上記実施例においては、メモリー1
5を設け、試料の温度上昇をメモリーに記憶された情報
に基づいて制御したが、メモリーや制御手段を設けずに
実施することもできる。その場合、試料の温度上昇を制
御した場合と略同じような速度で試料の温度が上昇する
ように、周囲から試料ホルダへの熱の流入速度や試料ホ
ルダの熱容量を適切に選択することが必要である。ま
た、試料の温度制御は、試料の温度が前記図12の斜線
の範囲内において上昇するように制御してもよい。 ま
た、以上の説明においては、試料の作製を走査電子顕微
鏡内において行なったが、前記構成を備えた装置、すな
わち、試料を冷却および加熱する手段、試料室を排気す
る手段などを備えた装置内で試料を作製してもよい。
In the above embodiment, the memory 1
5 is provided to control the temperature rise of the sample based on the information stored in the memory. However, the present invention can be implemented without providing the memory and the control means. In such a case, it is necessary to select the flow rate of heat from the surroundings to the sample holder and the heat capacity of the sample holder appropriately so that the temperature of the sample rises at approximately the same rate as when controlling the temperature rise of the sample. It is. Further, the temperature of the sample may be controlled so that the temperature of the sample rises within the range of the hatched portion in FIG. Further, in the above description, the preparation of the sample was performed in the scanning electron microscope. However, in the apparatus having the above-described configuration, that is, in the apparatus including the means for cooling and heating the sample, the means for exhausting the sample chamber, and the like. The sample may be prepared by using

【0029】[0029]

【発明の効果】 本発明は、表面を水で覆われた試料を
凍結させ、該凍結試料を真空引きされた試料室の中に配
置した状態で、該凍結試料を零度より高い温度まで昇温
させるので、変形のない原形を維持した生物試料の走査
電子顕微鏡像を得ることができ、従来のように化学固定
を行なわないので試料の内部組織の観察が可能である。
また、本発明においては、従来の固定、脱水、置換、臨
界点乾燥及び凍結乾燥を行なわなくてすむので、薬品に
よる危険がなくなる。また、本発明の試料作製は非常に
簡単なので、試料の出来ぐあいが専門知識と習熟度に左
右されず、試料作製時間は従来に比べ著しく軽減され
る。また、本発明は、表面を水で覆われた試料を凍結さ
せ、該凍結試料を真空引きされた試料室の中に配置し
状態で、該凍結試料を零度より高い温度まで昇温させ、
温度上昇過程における試料の状態を走査電子顕微鏡によ
り観察するので、試料作製の過程で試料が微妙に変形し
た場合、試料が変形したかどうかを知ることができ、走
査電子顕微鏡で得られた生物試料の像が、原形(生体)
を維持した生物試料の像かどうかを判断することができ
る。また、本発明においては化学固定を行なわないが、
出来上がった試料は保存が可能である。
According to the present invention, a sample whose surface is covered with water is provided.
In a state where the frozen sample is frozen and the frozen sample is placed in a evacuated sample chamber, the temperature of the frozen sample is raised to a temperature higher than zero degree, so that a scanning electron microscope image of a biological sample that maintains its original shape without deformation Can be obtained, and since the chemical fixation is not performed as in the related art, the internal structure of the sample can be observed.
Further, in the present invention, the conventional fixation, dehydration, replacement, critical point drying and freeze drying do not have to be performed, so that there is no danger due to chemicals. Further, since the preparation of the sample of the present invention is very simple, the quality of the sample is not affected by the technical knowledge and proficiency, and the time for preparing the sample is significantly reduced as compared with the conventional case. Also, the present invention freezes a sample whose surface is covered with water.
And the frozen sample was placed in the evacuated sample chamber .
State, allowed to warm the frozen sample to a temperature above zero degrees,
Since the state of the sample during the temperature rise process is observed with a scanning electron microscope, if the sample is slightly deformed in the process of sample preparation, it is possible to know whether the sample has been deformed, and the biological sample obtained with the scanning electron microscope Image of the original form (living body)
It can be determined whether or not the image of the biological sample is maintained. In the present invention, chemical fixation is not performed,
The completed sample can be stored.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の生物試料作製の手順及び本発明の生物試
料作製の手順を示したものである。
FIG. 1 shows a conventional procedure for preparing a biological sample and a procedure for preparing a biological sample of the present invention.

【図2】t−ブチルアルコール凍結乾燥法により処理さ
れたアナベナの低真空走査電子顕微鏡による反射電子像
を示す図面代用写真である。
FIG. 2 is a drawing substitute photograph showing a backscattered electron image of ananabena treated by t-butyl alcohol lyophilization method with a low vacuum scanning electron microscope.

【図3】本発明の実施例として示した走査電子顕微鏡の
概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of a scanning electron microscope shown as an example of the present invention.

【図4】試料ホルダ上に置かれた生物試料を示したもの
である。
FIG. 4 shows a biological sample placed on a sample holder.

【図5】本発明の処理がされたアオミドロの低真空状態
における反射電子像を示す図面代用写真である。
FIG. 5 is a drawing substitute photograph showing a backscattered electron image of a Spirogyra subjected to the treatment of the present invention in a low vacuum state.

【図6】本発明の処理がされた藻の走査電子顕微鏡像を
示す図面代用写真である。
FIG. 6 is a drawing substitute photograph showing a scanning electron microscope image of algae treated according to the present invention.

【図7】本発明の処理がされた藻の走査電子顕微鏡像を
示す図面代用写真である。
FIG. 7 is a drawing substitute photograph showing a scanning electron microscope image of algae treated according to the present invention.

【図8】本発明の処理がされた藻の走査電子顕微鏡像を
示す図面代用写真である。
FIG. 8 is a drawing substitute photograph showing a scanning electron microscope image of the algae treated according to the present invention.

【図9】本発明の処理がされたミジンコの低真空状態に
おける反射電子像を示す図面代用写真である。
FIG. 9 is a drawing substitute photograph showing a backscattered electron image of a daphnia treated with the present invention in a low vacuum state.

【図10】本発明の処理がされたミジンコの高真空状態
における2次電子像を示す図面代用写真である。
FIG. 10 is a drawing substitute photograph showing a secondary electron image of a daphnia subjected to the treatment of the present invention in a high vacuum state.

【図11】試料ホルダ加熱開始から所定時間経過後にお
ける試料ホルダ加熱温度を説明するために示したもので
ある。
FIG. 11 is a diagram for explaining a sample holder heating temperature after a lapse of a predetermined time from the start of sample holder heating.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鏡筒 2 試料室 3 排気装置 4 試料ステージ 5 吸熱器 6 サーモモジュール 7 P型半導体 8 N型半導体 9 金属電極 10 セラミック板 11 試料ホルダ 12 試料 13 温度検出器 14 制御装置 15 メモリー 16 電源 17 真空ゲージ 18 水 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Column 2 Sample chamber 3 Exhaust device 4 Sample stage 5 Heat sink 6 Thermo module 7 P-type semiconductor 8 N-type semiconductor 9 Metal electrode 10 Ceramic plate 11 Sample holder 12 Sample 13 Temperature detector 14 Controller 15 Memory 16 Power supply 17 Vacuum Gauge 18 water

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−165435(JP,A) 特開 昭63−269039(JP,A) 実開 昭61−751(JP,U) 実開 平2−147(JP,U) 実開 平2−2649(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 1/28 G01N 33/48 G01N 23/225 H01J 37/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-3-165435 (JP, A) JP-A-63-269039 (JP, A) JP-A-61-751 (JP, U) JP-A-2-75 147 (JP, U) Hikaru Hei 2-2649 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 1/28 G01N 33/48 G01N 23/225 H01J 37/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 表面を水で覆われた試料を凍結させ、該
凍結試料を真空引きされた試料室の中に配置した状態
、該凍結試料を零度より高い温度まで昇温させること
を特徴とする走査電子顕微鏡用生物試料作製方法。
1. A method of freezing a sample whose surface is covered with water,
Frozen sample placed in a evacuated sample chamber
In a scanning electron microscope biological sample preparation method characterized by raising the temperature of the frozen sample to a temperature above zero degrees.
【請求項2】 表面を水で覆われた試料を凍結させ、該
凍結試料を真空引きされた試料室の中に配置した状態
、該凍結試料を零度より高い温度まで昇温させ、温度
上昇過程における試料の状態を走査電子顕微鏡により観
察することを特徴とする生物試料観察方法。
2. A method of freezing a sample whose surface is covered with water,
Frozen sample placed in a evacuated sample chamber
A method for observing a biological sample, comprising: raising the temperature of the frozen sample to a temperature higher than zero degree, and observing the state of the sample in the process of increasing the temperature with a scanning electron microscope.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6624367B1 (en) 1999-01-07 2003-09-23 Nec Corporation Micromachine switch

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5753924A (en) * 1997-03-12 1998-05-19 Gatan, Inc. Ultra-high tilt specimen cryotransfer holder for electron microscope
DE10251668A1 (en) * 2002-11-06 2004-05-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sample holder unit, for cryogenic storage under very low temperatures, comprises a data store to be scanned for identification of the samples held in the suspended sample chambers
JP2005062130A (en) * 2003-08-20 2005-03-10 Canon Inc Microflake preparing device
JP5246995B2 (en) * 2005-08-19 2013-07-24 株式会社日立ハイテクサイエンス Focused charged particle beam system
JP2008286591A (en) * 2007-05-16 2008-11-27 Kao Corp Treatment method of sem microbial sample
KR101037139B1 (en) * 2008-09-10 2011-05-26 한국기초과학지원연구원 measurement apparatus for dynamic crystallization direction for temperature
RU2484446C1 (en) * 2011-12-28 2013-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method to prepare samples of microorganisms biofilms for survey in scanning electronic microscope

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61751U (en) * 1984-06-07 1986-01-07 日本電子株式会社 Frozen sample observation device for scanning electron microscope
JPH0621165Y2 (en) * 1988-06-13 1994-06-01 株式会社エイコー・エンジニアリング Sample freeze-drying device for electron microscope
JPH0725665Y2 (en) * 1988-06-20 1995-06-07 株式会社真空デバイス Organic solvent drying equipment for electron microscope samples
JP2794471B2 (en) * 1989-11-24 1998-09-03 日本電子テクニクス株式会社 electronic microscope

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6624367B1 (en) 1999-01-07 2003-09-23 Nec Corporation Micromachine switch

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