JPS62135803A - 顕微鏡観察用加温装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分齋〉 本発明はｍＷ１鏡観察用加温装置に関し、特に動物の精
子の活力検査を行うに適した顕微鏡用の加温装置に関す
る。

〈従来の技術〉 ウシ、ヒツジ、ウマ、ブタ等の家畜の改良増殖の手段と
して人工授精が広く行なわれており、また不妊対策上あ
るいは滑性学的見地から人類にも近年しばしば人工授精
が実施されている０人工授精の実施に際しては予め輸送
すべき精子の活力・性状を顕微鏡で検査してその適性を
確認する必要がある。動物の種類によって異なるが、精
子は一般に３７〜３８°Ｃの生木温度で至適活性を有し
、従って精子活力検査も該温度にて行わなければならな
い。

この目的を達成するために、顕微鏡の載物台にａ　Ｔｌ
してスライドグラスやシャーレ中の精子を加熱し所定温
度に保持するための加温器が提案されている。従来の精
子活力検査用スライド／シャーレ加温器は、ホ微鏡の対
物レンズに通光させるための通光孔を中央部に有するド
ーナツ型の板状体であって、該通光孔の周側にニクロム
線を埋設してこれを雲母等の絶縁体で被覆したものであ
る。

即ち、ニクロム線の電気抵抗による放熱を利用して、通
光孔上にある標本精子を加温し一定温度に保持しようと
するものである。

〈発明が解決しようとする間に点、〉 上記構成の従来の精子活力検査用スライド、・′シャー
レ加温器では、顕微鏡で肌京される検体箇所、即ち加温
器の通光孔上にあって対物レンズに光源からの光線を通
す箇所は直接加熱されておらず、該通光孔に周設された
ニクロム線からの伝導熱で間接的に加熱されているもの
である。従って検体の観察箇所における温度調整が困難
であり、例えば３７〜３８°Ｃといった厳密な温度範囲
に保持することが困難であった。また、伝導熱を利用す
るものであるから、通光孔の大きさの範囲内における温
度分布が一定とならず、中心部と周側部とではかなりの
温度差が生じてしまうという欠点を有していた。

これらの欠点は該加温２コにおける通光孔を小径とする
ことである程度解消されるが、通光孔を小径とすると、
スライドグラスやシャーレを加温器上の一定位置に静置
させたままでの観察可能範囲が小さくなり、検体の全域
をｆ１１察するのにスライドグラスやシャーレを頻繁に
移動させながら行うピピ・要が生じ、煩わしいだけでな
く検査の正確性・信頼性を損なう。

更にニクロム線を用いてその放熱を利用する従めには該
ニクロム線をかなりの高温にしなければならず、加温器
の該ニクロム線近辺の箇所が高温となって取扱いに不便
をきたしていた。

本発明は上記した従来技術の問題点を解決するために創
案されたちのであって、ステージ面全体をほぼ均一な温
度に加温することができ、且つ業微鏡のａ物台にセラ１
〜したときに光線の通過する部分をも加温することので
きる盟微ｌＡ観察用加温装置を提供することを目的とす
る。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明はこの解決手段として、上下の透明なカラス板の
間に透明な導電膜を配設して成るヒーターステージを有
し、該導電膜に通電させて加熱し一定温度に保持する手
段を（至）えたことを特徴とする、顕微鏡Ｉ１１察川加
温装置を提供する。

〈実施例〉 以下本発明によるｍ微鏡ｒｆｆｌ察用加温装置の実施例
を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例による加温装置を示一体向に
構成して成るものである。

更に第２図をも参照しながら、ヒーターステージ１０は
表裏面平滑なガラス板１２．１４を重合させて成り、上
下のガラス板１２．１４の間には、その大半域に互って
透明の導電膜１６が形成されている。この導電膜の形成
はいかなる方法で行ってもよいが、例えば、スパッタリ
ング加工によってＳ　ｉ　Ｏ２−インジウム合金による
ＩＴＯ８膜とすることができる。これらの導電性合金・
化合物のガラス板に対する付着は、真空蒸着加工によっ
てもよい。あるいはまた、透明の導電性フィルムを上下
のガラス板１２．１４間にはさんで接着することもでき
る。この透明な導電性フィルムは公知であり、例えばダ
・イーセル化学工業株式会社製のＣＥＬＥＣ（登録商標
）として知られている、ポリエステルフィルム上に金を
蒸着させたものを使用することができる。

透明の導電膜１６は図示の如く概ね方形をなしており、
その対向する一対の側辺（第１図においては左右の側辺
）には夫々銅箔の；極１８．１８が該側辺仝長に互って
導電膜１６に接触するよう接合されている。図示されて
いないが、夫々の電極１８．１８は温度調節部３０内の
後述する温度制御回路とリード線で接続されている。か
くして電極１８．１８は該温度制御回路からの電流を導
電膜１６に広える役割を果たす。電極と導電膜との接触
面精は、それら間の接触がｖ１医されていれば特に問わ
ないが、導電膜１６中の銀箔にＴ！！、覆された部分は
透明性が失われるので、図示の如く銅箔の幅の約半分を
導電膜１６に接触させて、両者の電気接続を確実に達成
しながら、可視範囲を最大限確保するように構成するこ
とが好ましい。電極１８．１８は単に導電膜１６に重合
さぜるだけでもよいが、接触不良を回避する観点から、
公知の導電性接着剤を用いて導電膜１６に接着するのが
よい。

導電膜１６としてｒＣＥＬＥＣ，等の導電性フィルムを
用いた場合には、該フィルムの対向側辺に導電性接着剤
を用いて銅箔１８．１８を接着させたものを、エポキシ
樹脂等の透明な絶縁フィルムでそれら全体を両面被覆し
、該絶縁フィルムをガラス板１２．１４に接着させるよ
う構成することが、絶縁性を持たせる意味から好ましい
。

第２図に示すヒーターステージ１０の断面構造について
更に説明すると、導電ＪＩｇ１６は、例えば、上側のガ
ラス板１２の下面にスパッタリングにて付着されたＳ　
ｉ　Ｏ２−インジウム合金によるＩＴＯ膜である。この
■Ｔｏ膜は、例えば、三容真空工業株式会社による製品
を入手して使用することができる。導電膜１６の一対の
対向側辺には、銅箔による電極１８．１８が一部接合し
て導電性の接着剤により接着されている。かくして一体
化された上側ガラス板１２、導電膜１６及び電極１８よ
り成る複合体を下側のガラス板１４上に載置し、周側を
エポキシ樹脂の接着剤で固めて接着すると共に絶縁する
。従って、導電膜１６は上下をガラス板１２．１４には
さまれて隙間なく封入されているので、電極１８から与
えられた熱を該導電膜１６の全面に互ってガラス板１２
に伝えることがて・き　７１− 導Ｔ、膜１６は上記実施例に示すように、上側のガラス
板１２の下面に１寸着形成することが望ましい。これは
、Ｔ、’ｔｌｓは極めて１い銅工で形成されているもの
の、各部材の厚さを誇張して示した第２図からも分かる
ように、導電膜１６と下側のガラス板１４との間には銅
箔の厚さの分に対応する空気層が形成される。よって、
導電膜１６を下側のガラス板１４に付着形成すると、こ
の空気層が導電膜１６と上側のガラス板１２との間に形
成されることとなり、導電［１６に生じた熱を有効に上
側のガラス板１２に伝えることができなくなり、上側ガ
ラス板１２上に載置される検体加熱の効率性を阻害する
９ 温度調節部３０には温度制御回路が内蔵され、精子等の
検体に所望の温度を与えるべくヒーターステージ１０の
上側ガラス板１２面を所定温度に係持すると共に、ダイ
アル３２の操作によって該温度の調整を可能にしている
。温度制御回路は公知のサーミスタ３６を用いた０Ｎ−
ＯＦＦ回路とすることができ、その−例は第３図に示す
通りである。

ダイオードＤ、とコンデンサＣ２から、抵抗Ｒ１、可変
抵抗Ｒ２、温度検知用サーミスタＴ　Ｉ＋　、抵抗Ｒ３
及び抵抗Ｒ４から成る抵抗ブリッジにバイアス電圧がり
、えられる。また、ＰＮＰ形１〜ランジスタＴ７のベー
ス−エミッタ入力端子は、前記抵抗ブリッジの出力端子
に接続される。一方、駆動用交流電源とヒータとに直列
接続されたサイリスタＴｈｙのゲートは、ゲート・トリ
ガ用コンデンサＣ２、ｌ”ランリスクＴｒ２のコレクタ
及び抵抗と接続される。

次に動作について説明すると、温度が設定温度以下の場
きで、サイリスタＴＩ＋ｙに順電圧方向の交流電圧がか
かると、交流電圧の半波の最初の部分てダイオードＤ１
が通電する前にコンデンサＣ２を通り、サイリスタＴｈ
ｙのゲートにトリガされサイリスタＴｂｙがＯＮＬヒー
タが作動する。その後ダイオードＤ１に電流が流れると
コンデンサＣ２の充電電流によってコンデンサＣ２はク
ランプされゲー１へ電流は流れなくなり、ゲート電流は
パルスどなる。反対にサイリスタＴＩ＋ｙに駆動用電源
より逆電圧がかけられるとサイリスタＴｈｙは逆阻止状
態となりヒータの作動は止まる。このとき、コンデンサ
Ｃ２に電流が流れコンデンサＣ２が充電される。このよ
うな動作が繰り返されることにより温度が上昇する。

ヒータに電流が流れ、温度が設定温度以上に上昇すると
、サーミスタＴｈの抵抗値が下がり、抵抗ブリッジが不
平衡となり出力し、Ｉ・ランリスクＴｒ、がＯＮする。

トランジスタＴｒ、がＯＮすることによりトランジスタ
Ｔｒ２のベース電流が流れ、コンデンサＣ２の充ｑ９圧
は、トランジスタＴｒ２によってバイパスされサイリス
クＴｈｙへのゲート・トリガ電流を停止しサイリスタＴ
ｂｙはＯＦＦ状態を保ち、ヒータは作動しない。これに
より温度が下降し、設定温度より温度が下がると、サー
ミスタＴ　ｈの抵抗値が元に戻り再び抵抗ブリッジが平
衡状態となり■・ランリスクＴｒ、が０ＦＦＬ、トラン
ジスタＴｒ、のベース；流が消失することによりトラン
ジスタＴｒ２もＯＦＦとなり、サイリスタＴＩ＋ｙにコ
ンデンサＣ２よりゲーＩ〜・トリガ電流が与えられす、
イリスタＴｈｙに順電圧が加わった場きにヒータが作動
する。このようにＯＮ・ＯＦＦサイクルを繰り返すこと
により精密温度調整を行うものである。

再び第１図を９照して、温度調節部３０のダイアル３２
は上記温度制御回路の可変抵抗Ｒ２に接続され、その抵
抗値を変えることにより設定温度を調節する。本実施例
においては、ダイアル３２０目盛りの“Ｏ゛点を３８°
Ｃに設定し、これ３変える必要のあるときは、該ダイア
ル３２を手で（＋）またはく−）方向に回して微調整を
行う。図中、符号３４は本装置が電源に接続され作動状
態にあることを示すランプである。

本装置の温度調節部３０には、更に検体の実温ｆ！−測
定するための検温具３８が着脱可能に設けられている。

符号４２はこの検温具３８を作動さぜるためのスイッチ
であり、符号４０は検温具３８により測定された検体実
温を表示する電子表示部である。

次に上記した本発明の第一実施例による顕微鏡覗察用加
温装置の１ヤ動について説明する。

本装置の使用に先立って、接続プラグ４４を温度調節部
３０に接続した後、ＡＣプラグ４６を１００Ｖ交流電源
のコンセントに接続する。この状態にてランプ３４が点
灯する９ついで、温度調節部３０のダイアル３２含操作
してヒーターステージ１０の所望温度を選択する。かく
して電流がヒーターステージ１０の両電隆１８．１８に
与えられ、これと接触してガラス板１２．１４間に形成
されている透明導電膜１６が加熱され、一定時間経過ｔ
ｔｃＭ択された所望温度に達する。

所望温度に達した導電ｙｌＡ１６を有するヒーターステ
ージ１０を、次いで、順ｉ紋鏡の載物台に載せ、その上
に精子等の検体を収容したスライドガラス又はシャーレ
を載せて、顕１Ｒ鏡観察を行う。観察の間、ヒータース
テージ１０の導電膜１６は温度調節部３０に内蔵された
温度制御回路のサーミスタ３６の働きにより所望温度に
保持される。温度含窒える必要のある場きは、ダイアル
３２？操ＩＹして再調整すればよい。

第４図は上記した実施例による加温装置をｍ＠鏡５０の
ステージ５２に載置し、該装置のヒーターステージ１０
上に検体を収容したシャーレ５４を載せてｍ微鏡観察を
行っている状態を示す。ぽ微鏡の光源から図矢印方向に
投射される光線が対物レンズと接眼レンズとを通してｍ
微鏡観察されるものであるが、既述したように本装置の
光線通過箇所及びその広範な周側域は全て透明の部材よ
り構成されているので、視界を何等妨げられることなく
観察を行うことができる。図示していないが、本装置の
ヒーターステージ１０の側面に顕微鏡ステージ５２に対
する係着具を付設し、ヒーターステージ１０を詔微鏡ス
テージ５２上の所定位置に安定的にＲ置させるよう構成
することができる。

検温具３８はこれを適宜温度調節部３０のジャックに接
続し、検体の実温を測定する。本発明にあっては導電膜
自体に通電され従って導電膜が均一に加熱され所定温度
に保持されるものであるが、検体を収容するシャーレな
いしスライドガラスを直接載置するガラス仮１２自体は
導電性が小さいため、本装置における導電膜設定温度が
検体の実温と必ずしも一致しないことがある。例えば、
動物の精子を検査する場合−最に該精子ｆ０：３７〜３
８℃に保持する必要があるが、温度調節部３０のダイア
ル３２を３８℃に設定して所定時間経過しても、シャー
レ内の精子が該設定温度に達しないことがある。検温具
３８はこのような場６に対処するための１寸加的楕成部
材であり、凹微鏡観察中に適宜これを用いて検体の温度
を直接測定し、その測定結果を電子表示部４０の表示で
確コニしながら、設定温度との誤差を修正する。この検
温具３８は公知・市販の電子体温計の如き構成のものと
することができ、その詳細は本明細書においては省略す
る。

第５図は本発明の別の実施例による加温装置と示す、こ
れは上記第一実施例におけるヒーターステージ１０と同
様の構造を有するヒーターステージ１０と、温度調整装
置６０とを別体として構成したちのである。温度調節装
置６０内にはＡＣプラグ６４からの１００Ｖ交流電圧を
適当な電圧に変圧するための変圧器が内蔵されると共に
、第一実施例の温度調節部３０に関して説明した第３図
図示の電気回路の如き温度制御回路が内蔵されている。

ヒーターステージ１０と温度調整装置６０とはヒーター
ステージ１０のソケット部２６に接続プラグ６２を差し
込むことによって電気接続される。これによってソケッ
ト部２６に与えられた電流がリード線２４を介して電極
１８．１８に伝えられ、これを導電膜１６が受けて加熱
されることは上記した第一実施例の場合と同様である。

プラグ６２をソケット部２６に接続した状態で、温度調
節装置６０のＡＣプラグ６４を交流１００Ｖ電源に接続
し、該装置のスイッチ６８をＯＮにして作動させる。こ
の実施例においては、ダイアル６Ｇを操作してヒーター
ステージ１０の温度調節を行うものである。この実施例
によれば、温度調整装置を別体として構成したので、顕
微鏡のステｍｒＲ鏡観察の有効面積を最大限確保するこ
とができる。

上記した本発明によるｍ微鏡観察用加温装置を用いて実
際に行った試験例を以下に示す。

坂幾且よ イワキ製のＰＹＲＥＸシャーレ（内径８　、５　ｃｘ）
に、水温２５．２℃の純水２０ｃｃを入れ、シャーレの
蓋を開けたままで本装置のヒーターステージ１０上に置
き、導電膜１６の設定温度をｔｌ　７℃として加温した
ところ、約６分で純水温度は３７°Ｃに達し、その段は
３７°Ｃに安定して保持された。

試験例２ 純水１１に対しＴＣＭ１９９を９．８ｇの割合で配合し
た培地に牛の胎児血清を１０％入れ、これに牛の精子を
入れたものを４ｃｃ採って、径３５ＪＩＪＩの組織培養
用プラスデックポリスチレン・シャーレ（ＭＩＬＥＳ社
製）に収容し、原生の精子の観察を行った。検体は予め
３８．５°Ｃに調整した。ヒーターステージ１０の導電
膜１６の設定温度は３ζコ”（’ｋｔ’ｔ：イ；ｎつ；
Ｏρｓｙ＊）≠纜！ツブ＝、ノ４ゴ捕ｊ呟、４１−→し
、Ｌ、’−ろ、約３分でヒーターステージは設定温度に
達し、その後は時間経過によっても同温度で安定してい
た。ヒーターステージが設定温度３８℃に達した７表に
、蓋をしたままのシャーレに入れた上記検体をヒーター
ステージに載置して試験したところ、わずかな時間経過
の後に検体温度はヒーターステージ設定温度と同じ３８
℃となり、その後は３８°Ｃで安定していた。また、ヒ
ーターステージ面の各地点における温度差を調べたとこ
ろ、中心部が若干高い温度を示したものの、いずれも３
７〜３８°Ｃの範囲内にあり、殆ど温度差のないもので
あることが判明した。

〈発明の効果〉 本発明の顕微鏡観察用加温装置によれば、ヒーターステ
ージ面の広範な範囲に互って透明な導電膜が配設されて
いるので、検体を収容するシャーレ等を一定位置に静置
させたままで広範な観察視野が確保される。導電膜に制
御された条件の下で通電させることにより、該導電膜が
その全面に亙って均一に加熱されて所定温度に保持され
る。即ち、ヒーターステージ面の中心部、つまり顕微鏡
の光線が通過して対物レンズに至る地点をも、池の地点
と同様に加熱し所定温度に保持することができる。従っ
て、ｒＦＬ密な温度域でのみ活性を有する精子等の活力
検査に適し、またその他生菌の観察等にも広く適用する
ことができる０本発明は以上のような利点を有するにも
かかわらず簡易な構成であり、容易に入手可能な素材・
部材を用いて比較的安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第一実施例による顕微鏡観察用加温装
置を示す概略図、第２図は第１図図示の加温装置のヒー
ターステージの構成を示す■−■線による断面図、第３
図は本装置の温度調整部に組み込まれた温度制御回路の
一例を示す回路図、第４図は本装置を使用してｍ微鏡観
察を行う状態を示す斜視図、第５図は本発明の第二実施
例による顕微鏡観察用加温装置を示す斜視図である。 符号の説明 １０・・・ヒーターステージ　１２．１４・・・ガラス
板１６・・・導電膜　　　　　　１８．１８・・・銅箔
電極２０・・・エポキシ樹脂接着剤２２・・・ガラス板
２４・・・リード線　　　　　　２６・・・ソケット部
３０・・・温度調節部　　　　３２・・・ダイアル３４
・・・作動表示ランプ　　３６・・・サーミスタ３８・
・・検体実温検温具　　４０・・・電子表示部４２・・
・スイッチ　　　　　４４・・・接続プラグ４６・・・
ＡＣプラグ　　　　５０・・・盟微鏡５２・・・ステー
ジ　　　　　５４・・・シャーレ６０・・・温度調整装
置　　　６２・・・接続プラグ６４・・・ＡＣプラグ　
　　　６６・・・ダイアル６８・・・電源スィッチ 発明者　　　井上勝子

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下の透明なガラス板の間に透明な導電膜を配設
   して成るヒーターステージを有し、該導電膜に通電させ
   て加熱し一定温度に保持する手段を備えたことを特徴と
   する、顕微鏡観察用加温装置。
2. （２）上記ガラス板面にＳｉＯ＿２−インジウム合金の
   薄膜を形成させて上記導電膜としたことを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の顕微鏡観察用加温装置。
3. （３）上記導電膜が透明な導電性フィルムより成ること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の顕微鏡観
   察用加温装置。
4. （４）上記導電性フィルムの両面を絶縁フィルムで被覆
   し、該絶縁フィルムを上記ガラス板に接着して構成され
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第３項に記載
   の顕微鏡観察用加温装置。
5. （５）上記導電膜の両側に一部接合させて鋼箔の電極を
   対設し、該電極に通電させることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項に記載の顕微鏡観察用加温装置。
6. （６）上記加熱保持手段がサーミスタを有する電気回路
   より成ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載の顕微鏡観察用加温装置。
7. （７）上記電気回路中の可変抵抗器の抵抗値を変えるこ
   とにより上記導電膜の保持温度を調整する手段を備えた
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の顕微
   鏡観察用加温装置。
8. （８）上記電気回路が上記ヒーターステージと一体的に
   構成された温度調節部内に組み込まれていることを特徴
   とする、特許請求の範囲第６項に記載の顕微鏡観察用加
   温装置。
9. （９）上記電気回路が上記ヒーターステージとは別個独
   立に構成された温度調節装置内に組み込まれ、該温度調
   節装置とヒーターステージとの電気接続を着脱可能な接
   続手段により行ったことを特徴とする、特許請求の範囲
   第６項に記載の顕微鏡観察用加温装置。
10. （１０）上記導電膜が上側のガラス板の下面に付着して
    形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
    項に記載の顕微鏡観察用加温装置。
11. （１１）顕微鏡で観察中の検体を検温する手段を更に付
    設したことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載
    の顕微鏡観察用加温装置。
12. （１２）顕微鏡の載物台に係着する手段を更に備えたこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の顕微鏡
    観察用加温装置。