JP3781723B2 - Sample holder for freezing breakage of high-pressure freezing apparatus and high-pressure freezing apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過電子顕微鏡などの試料作製において用いられる高圧凍結装置の凍結割断用試料保持体に関する。
【0002】
【従来の技術】
高圧凍結装置は、透過電子顕微鏡の試料作製において用いられ、水分を含んだ生物試料などを高圧下で凍結するための装置である。
【0003】
たとえば200Mpa(2000bar)の高圧下では、水の氷点が下がり、−90℃位まで氷晶を形成する核ができないため、生物試料の無氷晶凍結深度は数100μmに達する。生物試料の細胞の大きさは、通常数μm〜30μmであるから、たとえば無氷晶凍結深度を200μmとすると、およそ細胞10個分(細胞の大きさ20μmとして)の厚さの細胞構造が破壊されることなく観察が可能となる。
【0004】
一方、常圧下で生物試料を凍結したときは、その試料の無氷晶凍結深度は10〜20μmと浅く、細胞1個分の厚さの無氷晶凍結層が得られるにすぎない。このようなことから、現在、高圧凍結装置は特に注目を集めている。
【0005】
さて、図1は、従来の高圧凍結装置を示した図である。図1において、1はチャンバである。このチャンバ1内の処理室2には、高圧装置3と冷却剤噴射装置4が配置されている。そして、ポット5を保持したポット保持ロッド6が、チャンバ1側のロッド装着部7に装着されている。
【0006】
前記ポット5は、図1中の斜視図にも示すように、開放空間部5aと、円盤状の固定部5bと、その固定部5bに繋がる連結部5cとを有している。この固定部5bと連結部5cの中心には、圧力導入用の貫通孔5dが開けられており、貫通孔5dは、連結部5cの終端部において前記高圧装置3に接続されている。
【0007】
さらに、ポット5には押えネジ5eがねじ込まれており、この押えネジ5eの締め付けによって、生物試料8を保持した円盤状キャリア9が前記固定部5bに固定されている。前記生物試料8は、キャリア9に形成された円盤状凹部9a上に載せられており、生物試料8の表面は前記圧力導入用貫通孔5dに対向している。なお、前記凹部9aが開放空間部5aに対して密閉されるように、前記キャリア9と固定部5bは互いに連結されている。
【0008】
このような構成の装置において、生物試料8を高圧凍結するときには、まず、流体(たとえばメタルシクロヘキサン)が高圧装置3から貫通孔5dに供給され、その流体を介して生物試料8に0.4〜0.5Mpaの圧力がかけられる。次に、高圧装置3からの高圧力(たとえば200Mpa)が、貫通孔5d内の前記流体を介して試料8にかけられる。
【0009】
そして、その高圧下において、冷却剤噴射装置4から冷却剤(たとえば液体窒素)が噴射され、液体窒素が開放空間部5aを介してキャリア9および固定部5bに吹き付けられる。こうして、生物試料8は、高圧凍結される。
【0010】
なお、図1に示したような高圧凍結装置は、たとえば、下記の特許文献1などにおいて知られている。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−318035号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、透過電子顕微鏡の試料作製に用いられる装置として、上述した高圧凍結装置とは別に、凍結割断装置がある。この凍結割断装置は、図2(a)に示すように、割断用ナイフを矢印方向に移動させて、凍結試料を割断する装置である。このような凍結割断装置を用いれば、凍結試料は細胞面に沿って割れ、凹凸状の細胞面が現れた透過電子顕微鏡用試料を得ることができる。
【0013】
そこで、本件発明者は、図1の高圧凍結装置によって高圧凍結された試料8を、図2(a)に示した凍結割断装置で割断するために、前記キャリア9を凍結割断装置の試料ホルダにセットすることを考えた。しかしながら、図2(b)に示すように、凍結試料8の表面はキャリア9の上面と同一面であるため、これでは、割断用ナイフによる試料割断は行えない。
【0014】
そもそも、高圧凍結装置におけるキャリア9は、凍結割断装置で使用する目的で作られていない。通常、高圧凍結装置において高圧凍結された試料8は、凍結置換処理のため、キャリア9ごと置換処理液に2〜3日浸される。そして、置換処理が行われた試料8は包埋材で包埋され、その後、刃先が鋭利なミクロトームで薄く切り取られて透過電子顕微鏡用試料とされる。このように、図1の高圧凍結装置におけるキャリア9は、凍結置換用として作られたものであって、凍結割断装置用として作られたものでない。
【0015】
本発明はこのような点に鑑みて成されたもので、その目的は、高圧凍結装置と凍結割断装置に共通に使用できる高圧凍結装置の凍結割断用試料保持体を提供することにある。
【0016】
【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凍結割断用試料保持対は、凹状の試料載置部を有し、その試料載置部に通ずる圧力導入用の貫通孔を有するキャリアと、前記試料載置部に置かれる試料を覆うように前記キャリア上に置かれる蓋であり、前記試料と対向する面に窪みが形成された蓋を備えている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【0018】
図3は、本発明の凍結割断用試料保持体の一例を示した図である。図3において、図1と同じ構成要素には図1と同じ番号が付けられており、その説明を省略する。
【0019】
図3において、10は本発明の凍結割断用試料保持体であり、保持体10以外の構成は図1と同じである。保持体10はキャリア11と蓋12とで構成されており、前記押えネジ5eの締め付けによって、生物試料8を保持した保持体10が前記固定部5bに固定されている。
【0020】
保持体10のキャリア11は、円盤状の鍔部11aと、円盤状の試料部11bとを有しており、鍔部11aの径は前記固定部5bの径とほぼ同じである。また、試料部11bには、図3中の斜視図にも示すように円盤状凹部(試料載置部)11cが形成されており、その試料載置部11cの孔径は1.4mm程度、試料載置部11cの深さは0.2mm(すなわち200μm)程度である。前記生物試料8はこの試料載置部11c上に載せられている。さらに、キャリア11の中心には圧力導入用の貫通孔11dが開けられており、この貫通孔11dの一端は前記貫通孔5dに通じており、また、貫通孔11dの他端は前記試料載置部11cに通じている。
【0021】
一方、保持体10の蓋12は円盤状に形成されており、蓋12の径は前記試料部11bの径とほぼ同じである。この蓋12の片面には、図3中の斜視図にも示すように鍋底状の窪み12aが形成されており、窪み12aの孔径は、前記試料載置部11cの孔径とほぼ同じである。このような窪み12aが形成された面が生物試料8と対向するように、蓋12はキャリア11の試料部11b上に置かれている。
【0022】
なお、生物試料8を試料載置部11cにセットする際、生物試料8の表面が試料部11bの上面より高くなるように生物試料8はセットされているので、図3に示すように、窪み12aの部分も生物試料8で満たされている。そして、このように生物試料8で満たされた部屋、すなわち、窪み12aと試料載置部11cで形成された部屋が前記開放空間部5aに対して密閉されるように、前記キャリア11と蓋12は互いに連結されている。
【0023】
このような構成の装置において、生物試料8を高圧凍結するときには、まず、流体(たとえばメタルシクロヘキサン)が高圧装置3から貫通孔5d,11dに供給され、その流体を介して生物試料8に0.4〜0.5Mpaの圧力がかけられる。次に、高圧装置3からの高圧力(たとえば200Mpa)が、貫通孔5d,11d内の前記流体を介して試料8にかけられる。そして、その高圧下において、冷却剤噴射装置4から冷却剤(たとえば液体窒素)が噴射され、液体窒素が開放空間部5aを介してキャリア11および蓋12に吹き付けられる。この結果、貫通孔11d側に200μm程度の無氷晶凍結層をもつ凍結試料8が得られる。
【0024】
こうして、生物試料8が高圧凍結されると、前記ポット5は、チャンバ1外の液体窒素槽(図示せず)に取り出される。そして、試料作製者は、液体窒素中でポット5の押えネジ5eを補助器具を使って緩め、凍結試料8の入っているキャリア11と蓋12をポット5から取り出す。さらに試料作製者は、その蓋12のついたキャリア11を、図4に示すように、液体窒素中で凍結割断装置の試料ホルダ13に取り付ける。
【0025】
図4において、13は凍結割断装置の試料ホルダであり、試料ホルダ13の側面にはネジ13aが切られている。また、試料ホルダ13の上面には、前記キャリア11を載せるための円盤状凹部(キャリア載置部)13bが形成されている。試料作製者は、液体窒素中でキャリア11を補助器具を使って掴み、蓋12のついたキャリア11をキャリア載置部13bにセットする。
【0026】
そして試料作製者は、液体窒素中で、キャップ14を補助器具を使って試料ホルダ13に取り付ける。このキャップ14の内側にはネジが切られており、また、キャップ14の上面には、前記蓋12の径より若干大きい孔15が開けられている。
【0027】
その後、試料作製者は、試料ホルダ13を液体窒素から取り出し、試料ホルダ13を凍結割断装置の試料ステージに取り付ける。図5は、凍結割断装置の試料ステージ16にセットされた試料ホルダ13を示した図(断面図)である。なお、試料ステージ16は冷却機構を備えており、凍結試料8はその冷却機構によって低温に冷却されている。また、試料ホルダ13が配置されている凍結割断装置の試料室は、排気装置によって排気されている。
【0028】
図5から分かるように、キャリア11の上面とキャップ14の上面はほぼ同一面上にあり、蓋12はキャップ14の上面より高く突出している。また、キャリア11の上面より高く盛り上がった凍結試料8の表面は、キャップ14の上面より高く突出している。このような状態において、凍結割断装置の割断用ナイフが図中矢印方向に移動され、割断用ナイフは蓋12に衝突する。この衝突によって蓋12はキャリア11から取り除かれ、そして、キャップ14の上面より高く盛り上がった凍結試料8は、割断用ナイフによって割断される。
【0029】
この割断により、凍結試料8はキャリア11の上面に沿うように割れ、その際、凍結試料8は細胞面に沿って割れる。この結果、凹凸状の細胞面が現れた凍結試料8が得られる。また、このようにキャリア11の上面に沿って割れた凍結試料8の厚さは、試料載置部11cの深さと同じ200μm程度であり、この得られた凹凸状の細胞面は、上述した無氷晶凍結層内の細胞面である。このため、細胞構造が破壊されていない細胞面が得られたことになる。なお、凍結割断装置の試料室は排気されているので、試料割断後において割断面(細胞面)に霜が付くことはなく、細胞面は破壊されることなく良い状態に維持される。
【0030】
このような試料割断が行われた後、引き続き凍結割断装置の試料室において、試料8の前記割断面に対して金蒸着処理が行われる。いわゆるレプリカ法における金蒸着が行われる。そして、この金蒸着処理後、試料ホルダ13は試料ステージ16から取り外され、試料8は試料溶解液の中に浸される。この結果、試料8は溶けて、試料8表面に蒸着された金のコーティング膜だけが残る。そして、この金のコーティング膜が透過電子顕微鏡の試料ホルダにセットされて、透過電子顕微鏡による像観察が行われる。
【0031】
以上、図3〜図5を用いて本発明の凍結割断用試料保持体の一例を説明したが、上述した凍結割断用試料保持体10を用いれば、試料8を高圧凍結装置において良好に高圧凍結することができる。さらに、凍結割断用試料保持体10の蓋12の窪み12aによって、試料8の表面はキャリア11の上面より高く盛り上がるので、高圧凍結された凍結試料を凍結割断装置において確実に割断することができる。このように、本発明の凍結割断用試料保持体10は、高圧凍結装置と凍結割断装置に共通に使用することができる。
【0032】
なお、上記例では、蓋12に窪み12aが形成されているが、このような窪みのない扁平な蓋を用いても、生物試料8を割断できる場合がある。それは、図5における割断において、割断用ナイフの衝突によってその扁平な蓋がキャリア11から取り除かれる際、凍結試料8の表面層が蓋の表面にくっついた状態で蓋が取り除かれた場合である。このように凍結試料の表面層が剥ぎ取られた場合にも、凹凸状の細胞面(割断面)が現れた凍結試料を得ることができる。また、この場合においても、凍結試料は割断まで蓋で覆われるので、キャリアや蓋が大気に触れても凍結試料は大気に触れることはない。このため、凍結試料の表面に霜がつくことはなく、霜による細胞面の破壊を防止することができる。
【0033】
また、図6は、本発明の他の例を示した図である。図6において、17はポットであり、ポット17の上下には冷却剤通過孔18が開けられている。また、ポット17の固定部19には、圧力導入用の貫通孔20が開けられている。そして、固定部19に形成された円盤状凹部21には、円盤状のキャリア22が置かれている。
【0034】
キャリア22の上面には、円盤状凹部(試料載置部)23が形成されており、生物試料24がその上に載せられている。また、キャリア22には圧力導入貫通孔25が開けられており、貫通孔25の一端は前記試料載置部23に通じ、その他端は前記貫通孔20に通じている。そして、キャリア22は押えネジ26で押さえられており、押えネジ26には窪み27が形成されている。この窪みによって試料24の山盛り部分がつくられている。
【0035】
このようなポット17は、図3に示した高圧凍結装置に装着され、試料24に高圧装置3からの高圧力がかけられた状態で、冷却剤噴射装置4からの液体窒素が押えネジ26などに吹き付けられて、生物試料24は高圧凍結される。この場合、液体窒素は試料面に対して垂直な方向から吹き付けられて、薄く作られた押えネジ26の表面に均一に吹き付けられる。このため、この例では特に、生物試料24を効率良く冷却でき、試料を急速凍結することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の高圧凍結装置を示した図である。
【図2】 従来の問題点を説明するために示した図である。
【図3】 本発明の一例を示した図である。
【図4】 凍結割断装置の試料ホルダを示した図であり、図3の凍結割断用試料保持体がセットされる試料ホルダを示した図である。
【図5】 凍結割断装置の試料ステージにセットされた試料ホルダを示した図(断面図)である。
【図6】 本発明の他の例を示した図である。
【符号の説明】
1…チャンバ、2…処理室、3…高圧装置、4…冷却剤噴射装置、5…ポット、5a…開放空間部、5b…固定部、5c…連結部、5d…貫通孔、5e…押えネジ、6…ポット保持ロッド、7…ロッド装着部、8…試料、9…キャリア、9a…凹部、10…凍結割断用試料保持体、11…キャリア、11a…鍔部、11b…試料部、11c…試料載置部、11d…貫通孔、12…蓋、12a…窪み、13…試料ホルダ、13a…ネジ、13b…凹部、14…キャップ、15…孔、16…試料ステージ、17…ポット、18…冷却剤通過孔、19…固定部、20…貫通孔、21…円盤状凹部、22…キャリア、23…試料載置部、24…試料、25…圧力導入貫通孔、26…押えネジ、27…窪み
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sample holder for freezing breakage of a high-pressure freezing apparatus used in sample preparation such as a transmission electron microscope.
[0002]
[Prior art]
The high-pressure freezing apparatus is used in the preparation of a transmission electron microscope sample, and is an apparatus for freezing water-containing biological samples and the like under high pressure.
[0003]
For example, at a high pressure of 200 Mpa (2000 bar), the freezing point of water decreases, and nuclei that form ice crystals cannot be formed up to about −90 ° C. Therefore, the depth of ice-freezing of biological samples reaches several hundred μm. Since the cell size of a biological sample is usually several μm to 30 μm, for example, if the ice-free crystal freezing depth is 200 μm, the cell structure with a thickness of about 10 cells (with a cell size of 20 μm) is destroyed. Observation is possible without being done.
[0004]
On the other hand, when a biological sample is frozen under normal pressure, the ice-free crystal freezing depth of the sample is as shallow as 10 to 20 μm, and only an ice-free crystal frozen layer having a thickness of one cell is obtained. For these reasons, high-pressure freezing devices are currently attracting particular attention.
[0005]
FIG. 1 is a view showing a conventional high-pressure freezing apparatus. In FIG. 1, 1 is a chamber. In the processing chamber 2 in the chamber 1, a high-pressure device 3 and a coolant injection device 4 are arranged. A pot holding rod 6 holding the pot 5 is mounted on the rod mounting portion 7 on the chamber 1 side.
[0006]
As shown in the perspective view of FIG. 1, the pot 5 has an open space 5a, a disk-shaped fixing portion 5b, and a connecting portion 5c connected to the fixing portion 5b. A through-hole 5d for introducing pressure is opened at the center of the fixed portion 5b and the connecting portion 5c, and the through-hole 5d is connected to the high-pressure device 3 at the end of the connecting portion 5c.
[0007]
Further, a presser screw 5e is screwed into the pot 5, and the discoid carrier 9 holding the biological sample 8 is fixed to the fixing part 5b by tightening the presser screw 5e. The biological sample 8 is placed on a disk-shaped recess 9a formed in the carrier 9, and the surface of the biological sample 8 faces the pressure introducing through hole 5d. The carrier 9 and the fixed portion 5b are connected to each other so that the concave portion 9a is sealed with respect to the open space portion 5a.
[0008]
In the apparatus having such a configuration, when the biological sample 8 is subjected to high-pressure freezing, first, a fluid (for example, metal cyclohexane) is supplied from the high-pressure apparatus 3 to the through hole 5d, and 0.4 to 0.4 is supplied to the biological sample 8 through the fluid. A pressure of 0.5 Mpa is applied. Next, a high pressure (for example, 200 Mpa) from the high-pressure device 3 is applied to the sample 8 through the fluid in the through hole 5d.
[0009]
Under the high pressure, a coolant (for example, liquid nitrogen) is sprayed from the coolant spray device 4, and the liquid nitrogen is sprayed onto the carrier 9 and the fixed portion 5b through the open space 5a. Thus, the biological sample 8 is frozen at high pressure.
[0010]
A high-pressure freezing apparatus as shown in FIG. 1 is known, for example, in Patent Document 1 below.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-318035
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as an apparatus used for sample preparation of a transmission electron microscope, there is a freezing cleaving apparatus in addition to the high-pressure freezing apparatus described above. This frozen cleaving apparatus is an apparatus that cleaves a frozen sample by moving a cleaving knife in the direction of an arrow as shown in FIG. If such a freezing cleaving apparatus is used, the frozen sample can be cracked along the cell surface, and a sample for a transmission electron microscope in which an uneven cell surface appears can be obtained.
[0013]
Therefore, the inventor of the present invention uses the carrier 9 as a sample holder of the freezing cleaving apparatus in order to cleave the sample 8 that has been high-pressure frozen by the high-pressure freezing apparatus of FIG. 1 using the freezing cleaving apparatus shown in FIG. I thought about setting. However, as shown in FIG. 2B, the surface of the frozen sample 8 is flush with the upper surface of the carrier 9, so that the sample cannot be cleaved with a cleaving knife.
[0014]
In the first place, the carrier 9 in the high-pressure freezing device is not made for the purpose of being used in the freezing and breaking device. Usually, the sample 8 that has been subjected to high-pressure freezing in the high-pressure freezing apparatus is immersed in the replacement processing solution for 2 to 3 days together with the carrier 9 for the freeze replacement processing. Then, the sample 8 that has been subjected to the replacement process is embedded with an embedding material, and then the cutting edge is thinly cut with a sharp microtome to obtain a sample for a transmission electron microscope. As described above, the carrier 9 in the high-pressure freezing apparatus of FIG. 1 is made for freeze replacement, and is not made for the freezing cleaving apparatus.
[0015]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a sample holder for freezing breakage of a high-pressure freezing apparatus that can be used in common for a high-pressure freezing apparatus and a freezing breaking apparatus.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The sample holder for freezing and fracturing of the present invention that achieves this object has a concave sample mounting portion, a carrier having a pressure introducing through hole that communicates with the sample mounting portion, and the sample mounting portion. It is a lid placed on the carrier so as to cover the placed sample, and includes a lid having a recess formed on a surface facing the sample .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the sample holder for freezing and breaking according to the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are assigned the same numbers as in FIG.
[0019]
In FIG. 3, 10 is a sample holder for freezing and cutting of the present invention, and the configuration other than the holder 10 is the same as FIG. The holding body 10 includes a carrier 11 and a lid 12, and the holding body 10 holding the biological sample 8 is fixed to the fixing portion 5b by tightening the presser screw 5e.
[0020]
The carrier 11 of the holding body 10 has a disk-shaped flange portion 11a and a disk-shaped sample portion 11b, and the diameter of the flange portion 11a is substantially the same as the diameter of the fixed portion 5b. Further, as shown in the perspective view of FIG. 3, the sample portion 11b is formed with a disk-shaped recess (sample placement portion) 11c, and the hole diameter of the sample placement portion 11c is about 1.4 mm. The depth of the mounting portion 11c is about 0.2 mm (that is, 200 μm). The biological sample 8 is placed on the sample mounting portion 11c. Further, a through hole 11d for introducing pressure is formed at the center of the carrier 11, one end of the through hole 11d communicates with the through hole 5d, and the other end of the through hole 11d is the sample mounting. It leads to part 11c.
[0021]
On the other hand, the lid 12 of the holder 10 is formed in a disc shape, and the diameter of the lid 12 is substantially the same as the diameter of the sample portion 11b. As shown in the perspective view in FIG. 3, a pan-bottom depression 12a is formed on one surface of the lid 12, and the hole diameter of the depression 12a is substantially the same as the hole diameter of the sample mounting portion 11c. The lid 12 is placed on the sample portion 11 b of the carrier 11 so that the surface on which such a depression 12 a is formed faces the biological sample 8.
[0022]
When the biological sample 8 is set on the sample mounting portion 11c, the biological sample 8 is set so that the surface of the biological sample 8 is higher than the upper surface of the sample portion 11b. Therefore, as shown in FIG. The portion 12 a is also filled with the biological sample 8. The room filled with the biological sample 8, that is, the room formed by the depression 12a and the sample placement part 11c is sealed with respect to the open space part 5a so that the carrier 11 and the lid 12 are sealed. Are connected to each other.
[0023]
In the apparatus having such a configuration, when the biological sample 8 is subjected to high-pressure freezing, first, a fluid (for example, metal cyclohexane) is supplied from the high-pressure apparatus 3 to the through holes 5d and 11d, and the biological sample 8 is supplied to the biological sample 8 through the fluid. A pressure of 4 to 0.5 Mpa is applied. Next, a high pressure (for example, 200 MPa) from the high pressure device 3 is applied to the sample 8 through the fluid in the through holes 5d and 11d. Under the high pressure, a coolant (for example, liquid nitrogen) is sprayed from the coolant spray device 4, and the liquid nitrogen is sprayed onto the carrier 11 and the lid 12 through the open space 5a. As a result, a frozen sample 8 having an ice-free crystal frozen layer of about 200 μm on the through hole 11d side is obtained.
[0024]
Thus, when the biological sample 8 is frozen at high pressure, the pot 5 is taken out into a liquid nitrogen tank (not shown) outside the chamber 1. Then, the sample creator loosens the holding screw 5e of the pot 5 in liquid nitrogen using an auxiliary device, and takes out the carrier 11 and the lid 12 containing the frozen sample 8 from the pot 5. Further, the sample creator attaches the carrier 11 with the lid 12 to the sample holder 13 of the freeze cleaving apparatus in liquid nitrogen as shown in FIG.
[0025]
In FIG. 4, reference numeral 13 denotes a sample holder of the freeze cleaving apparatus, and a screw 13 a is cut on the side surface of the sample holder 13. In addition, a disk-shaped concave portion (carrier placement portion) 13 b for placing the carrier 11 is formed on the upper surface of the sample holder 13. The sample creator grips the carrier 11 in liquid nitrogen using an auxiliary device, and sets the carrier 11 with the lid 12 on the carrier placement portion 13b.
[0026]
Then, the sample creator attaches the cap 14 to the sample holder 13 using an auxiliary device in liquid nitrogen. A screw is cut inside the cap 14, and a hole 15 slightly larger than the diameter of the lid 12 is formed in the upper surface of the cap 14.
[0027]
Thereafter, the sample creator removes the sample holder 13 from the liquid nitrogen and attaches the sample holder 13 to the sample stage of the freeze cleaving apparatus. FIG. 5 is a diagram (sectional view) showing the sample holder 13 set on the sample stage 16 of the freezing cleaving apparatus. The sample stage 16 includes a cooling mechanism, and the frozen sample 8 is cooled to a low temperature by the cooling mechanism. In addition, the sample chamber of the freeze cleaving apparatus in which the sample holder 13 is disposed is exhausted by an exhaust apparatus.
[0028]
As can be seen from FIG. 5, the upper surface of the carrier 11 and the upper surface of the cap 14 are substantially on the same plane, and the lid 12 protrudes higher than the upper surface of the cap 14. Further, the surface of the frozen sample 8 raised above the upper surface of the carrier 11 protrudes higher than the upper surface of the cap 14. In such a state, the cleaving knife of the freezing cleaving apparatus is moved in the direction of the arrow in the figure, and the cleaving knife collides with the lid 12. The lid 12 is removed from the carrier 11 by this collision, and the frozen sample 8 raised above the upper surface of the cap 14 is cleaved by the cleaving knife.
[0029]
By this cleaving, the frozen sample 8 is cracked along the upper surface of the carrier 11, and the frozen sample 8 is cracked along the cell surface. As a result, the frozen sample 8 on which the uneven cell surface appears is obtained. In addition, the thickness of the frozen sample 8 cracked along the upper surface of the carrier 11 is about 200 μm, which is the same as the depth of the sample mounting portion 11c. It is a cell surface in an ice crystal frozen layer. For this reason, a cell surface in which the cell structure is not destroyed is obtained. In addition, since the sample chamber of the freezing cleaving apparatus is evacuated, frost does not form on the fractured surface (cell surface) after the sample cleaving, and the cell surface is maintained in a good state without being destroyed.
[0030]
After such a sample cleaving is performed, a gold vapor deposition process is subsequently performed on the cleaved surface of the sample 8 in the sample chamber of the freezing cleaving apparatus. Gold deposition in a so-called replica method is performed. After the gold vapor deposition process, the sample holder 13 is removed from the sample stage 16, and the sample 8 is immersed in the sample solution. As a result, the sample 8 is melted, and only the gold coating film deposited on the surface of the sample 8 remains. Then, this gold coating film is set on a sample holder of a transmission electron microscope, and image observation with a transmission electron microscope is performed.
[0031]
As mentioned above, although an example of the sample holder for freezing cutting of this invention was demonstrated using FIGS. 3-5, if the sample holding body 10 for freezing cutting mentioned above is used, the sample 8 will be favorably high-pressure freezing in a high-pressure freezing apparatus. can do. Furthermore, since the surface of the sample 8 rises higher than the upper surface of the carrier 11 by the recess 12a of the lid 12 of the sample holder 10 for freezing cleaving, the frozen sample frozen at high pressure can be reliably cleaved by the freezing cleaving apparatus. Thus, the sample holder 10 for freezing and cleaving of the present invention can be used in common for the high-pressure freezing apparatus and the freezing cleaving apparatus.
[0032]
In the above example, the depression 12a is formed in the lid 12, but the biological sample 8 may be cleaved even if a flat lid without such a depression is used. In the cleaving in FIG. 5, when the flat lid is removed from the carrier 11 by the collision of the cleaving knife, the lid is removed with the surface layer of the frozen sample 8 stuck to the surface of the lid. Thus, even when the surface layer of the frozen sample is peeled off, it is possible to obtain a frozen sample having an uneven cell surface (split section). Also in this case, since the frozen sample is covered with the lid until it is cleaved, the frozen sample is not exposed to the atmosphere even if the carrier or the lid is exposed to the atmosphere. For this reason, frost does not form on the surface of the frozen sample, and destruction of the cell surface due to frost can be prevented.
[0033]
FIG. 6 shows another example of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 17 denotes a pot, and coolant passing holes 18 are formed above and below the pot 17. A through hole 20 for introducing pressure is formed in the fixing portion 19 of the pot 17. A disc-shaped carrier 22 is placed in a disc-shaped recess 21 formed in the fixed portion 19.
[0034]
On the upper surface of the carrier 22, a disk-shaped concave portion (sample placement portion) 23 is formed, and a biological sample 24 is placed thereon. The carrier 22 has a pressure introducing through hole 25, one end of the through hole 25 communicates with the sample mounting portion 23, and the other end communicates with the through hole 20. The carrier 22 is pressed by a presser screw 26, and a recess 27 is formed in the presser screw 26. A pile of the sample 24 is created by this depression.
[0035]
Such a pot 17 is attached to the high-pressure freezing device shown in FIG. 3, and liquid nitrogen from the coolant injection device 4 is pressed into the holding screw 26 and the like in a state where a high pressure from the high-pressure device 3 is applied to the sample 24. The biological sample 24 is frozen at high pressure. In this case, liquid nitrogen is sprayed from a direction perpendicular to the sample surface, and is sprayed uniformly on the surface of the presser screw 26 made thin. For this reason, especially in this example, the biological sample 24 can be efficiently cooled, and the sample can be rapidly frozen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a conventional high-pressure freezing apparatus.
FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional problem.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the present invention.
4 is a diagram showing a sample holder of the freeze cleaving apparatus, and is a diagram showing a sample holder on which the frozen cleaving sample holder shown in FIG. 3 is set. FIG.
FIG. 5 is a diagram (cross-sectional view) showing a sample holder set on a sample stage of a freeze cleaving apparatus.
FIG. 6 is a diagram showing another example of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chamber, 2 ... Processing chamber, 3 ... High pressure apparatus, 4 ... Coolant injection apparatus, 5 ... Pot, 5a ... Open space part, 5b ... Fixing part, 5c ... Connection part, 5d ... Through-hole, 5e ... Holding screw , 6 ... Pot holding rod, 7 ... Rod mounting part, 8 ... Sample, 9 ... Carrier, 9a ... Recessed part, 10 ... Sample holder for freezing, 11 ... Carrier, 11a ... Gutter, 11b ... Sample part, 11c ... Sample mounting portion, 11d ... through hole, 12 ... lid, 12a ... dent, 13 ... sample holder, 13a ... screw, 13b ... concave, 14 ... cap, 15 ... hole, 16 ... sample stage, 17 ... pot, 18 ... Coolant passage hole, 19 ... fixed portion, 20 ... through hole, 21 ... disc-shaped recess, 22 ... carrier, 23 ... sample mounting portion, 24 ... sample, 25 ... pressure introducing through hole, 26 ... presser screw, 27 ... Hollow

Claims (3)

凹状の試料載置部を有し、その試料載置部に通ずる圧力導入用の貫通孔を有するキャリアと、
前記試料載置部に置かれる試料を覆うように前記キャリア上に置かれる蓋であり、前記試料と対向する面に窪みが形成された蓋
を備えた高圧凍結装置の凍結割断用試料保持体。
A carrier having a concave sample mounting portion and having a through hole for introducing pressure leading to the sample mounting portion;
A lid placed on the carrier so as to cover a sample placed on the sample mounting section, and for freezing cleaving of a high-pressure freezing apparatus provided with a lid formed with a recess on a surface facing the sample Sample holder.
前記凍結割断用試料保持体は凍結割断装置の試料ホルダに装着可能であり、前記凍結割断用試料保持体は、凍結割断装置の割断用ナイフの衝突によって前記蓋が前記キャリアから外れるように、前記試料ホルダに保持されることを特徴とする請求項1記載の高圧凍結装置の凍結割断用試料保持体。  The frozen cleaving sample holder can be attached to a sample holder of a freezing cleaving apparatus, and the freezing cleaving sample holder can be removed from the carrier by the collision of a cleaving knife of the freezing cleaving apparatus. The sample holder for freezing cleaving of a high-pressure freezing apparatus according to claim 1, wherein the sample holder is held by a sample holder. 凹状の試料載置部を有し、その試料載置部に通ずる圧力導入用の貫通孔を有するキャリアと、
前記試料載置部に置かれる試料を覆うように前記キャリア上に置かれる蓋であり、前記試料と対向する面に窪みが形成された蓋と、
前記蓋が前記キャリアから外れないように前記キャリアと前記蓋を保持すると共に、前記キャリアの貫通孔に通ずる圧力導入用貫通孔を有するポットと、
前記ポットの圧力導入用貫通孔に接続された圧力供給装置と、
前記キャリアを冷却する手段
を備えた高圧凍結装置。
A carrier having a concave sample mounting portion and having a through hole for introducing pressure leading to the sample mounting portion;
A lid placed on the carrier so as to cover the sample placed on the sample placement unit, and a lid having a depression formed on the surface facing the sample;
Holding the carrier and the lid so that the lid does not come off from the carrier, and a pot having a pressure introducing through hole communicating with the through hole of the carrier;
A pressure supply device connected to the pressure introducing through hole of the pot;
A high-pressure freezing apparatus provided with means for cooling the carrier.
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