JPS625630Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電子顕微鏡で生物組織を観察するよ
うな場合に、その生物組織などの試料を急速に凍
結する装置に関するものである。

生物組織を電子顕微鏡で観察するのに際し、組
織を固定する手段として、従来から組織を化学的
に固定するいわゆる化学固定法が採用されてき
た。しかしながらこの化学固定法は専ら蛋白質の
凝固作用を利用しているため、遊動状態の蛋白粒
子がこの凝固作用によつて集合固化してしまい、
生存状態とは異つた巨大蛋白粒子が生成したり、
或は蛋白粒子が特定個所に偏在化する傾向を示
し、生存しているまゝの状態で生命現象の観察を
行うことができないという致命的欠点がある。

そこで最近ではこの化学固定法によらず組織を
凍結して固定化するいわゆる凍結固定法が用いら
れている。この方法では氷晶の成長による組織の
破壊が問題となるため、試料を可及的速やかに冷
却する必要があり、このため凍結に際しては、液
体窒素など極低温の液化ガスにより充分冷却さ
れ、かつ試料に比べて充分な熱容量を有するメタ
ルブロツクの表面に試料を圧着し、試料の保有す
る熱をこのメタルブロツクに吸収させるといつた
方法がとられる。

この方法で実際に試料の凍結を行う場合は、外
部に対して断熱された容器内にメタルブロツクを
収納すると共に、この容器内に液化ガスを満た
し、この液化ガスで上記メタルブロツクを冷却す
るといつたことがなされる。この際特に問題とな
るのは液化ガスの取扱いで、従来では容器に液化
ガスを供給するのに、コンテナから容器に直接注
ぎ込むといつた方法がとられている。しかしなが
ら、液化ガスを注ぎ込んだ場合は、メタルブロツ
クの試料圧着面に液化ガスが落ちて付着するの
で、水分子や空気分子が上記試料圧着面上で氷結
し、これが熱吸収の障害となるなどの問題があ
る。

さらに従来の凍結手段においては、メタルブロ
ツクを液化ガスに浸漬して冷却するところから、
メタルブロツクを液化ガスの蒸発温度にまで冷却
するのに相当永い時間要するという欠点があり、
また例えば液体窒素を用いて冷却する場合には、
その蒸発温度である−196℃以下には冷却できな
いという憾みがある。

この考案は試料急速凍結手段におけるかゝる従
来の問題点を解消すべくなされたものであつて、
特殊な工夫により、液化ガスをメタルブロツクの
試料圧着面に付着させることなく供給可能とし、
併せてメタルブロツクの冷却時間の短縮を図ると
共に、液化ガスの蒸発温度以下にも充分冷却でき
るようにしたものである。

以下この考案の構成を図示の一実施例に基き詳
細に説明する。

第１図で示すように液体窒素など冷却用の液化
ガス１は、外部に対して断熱された容器２に収納
されており、図示の容器２はステンレスなど金属
製の内部容器３とプラスチツク製の外部容器４と
からなり、この間に発泡性樹脂などの断熱材５が
収納されている。この容器２の開口した上面側
は、内蓋６と外蓋７とにより覆われており、これ
ら両蓋６，７は内部が透視できるようアクリルな
ど透明な材料で形成するのがよい。

この容器２内には高純度の銅など熱伝導良好な
金属で形成されたメタルブロツク８が収納され、
このメタルブロツク８はシヤフト９の手元側に設
けた回転摘１０を回転することにより、容器２の
外部から自由に回転できるようになつている。

液体窒素などの液化ガスを収納したコンテナ１
１には弁１２を介してトランスフアチユーブ１３
が連結され、このトランスフアチユーブ１３の先
端にある供給口１３ａは、上記容器２内に導入さ
れ、かつメタルブロツク８の試料圧着面８ａより
下位に位置せしめられている。

容器２の内蓋６には、同容器２内で蒸発した液
化ガスの排気などを行う通孔１４，１５が一個以
上、通常は複数個設けられている。これら通孔１
４，１５は、これに試料導入スリーブ１６を嵌着
固定することにより、試料導入個所としても使用
されるもので、これらの通孔１４，１５は上記メ
タルブロツク８の回転中心、即ちシヤフト９の中
心軸から各々異つた距離にあるよう設定されてい
る。

この任意の通孔１４には、嵌合継手１７を介し
て排気チユーブ１８が連結され、容器２内で蒸発
したガスがこの排気チユーブ１８を通して大気中
または回収タンク（図示せず）へと排気されるよ
うになつている。さらにこの排気チユーブ１８に
は三方弁１９を介して真空ポンプ２０が連結され
ており、容器２内のガスは排気チユーブ１８を通
して自然に排気することもできるが、三方弁１９
の切替により上記真空ポンプ２０を駆動して強制
的に排気することもできる。

一方、試料ｓを上記メタルブロツク８に圧着す
るプランジヤ２１は、先端に試料ホルダ２２を装
着し、この試料ホルダ２２に圧縮スプリング２３
を係装したもので、手元側には摘２４が設けられ
ている。この摘２４と試料導入スリーブ１６には
夫々テーパ２４ａ，１６ａが形成してあり、上記
試料ホルダ２２がメタルブロツク８の試料圧着面
８ａに衝当した際、これらテーパ２４ａ，１６ａ
が嵌り合つて上記衝当によつて生じる反発を阻止
するようになつている。

この装置により試料ｓを凍結するには、試料導
入スリーブ１６に気密的に閉塞可能な栓（図示せ
ず）をすると共に、弁１２を閉じたまゝ真空ポン
プ２０を駆動して容器内に排気減圧し、しかる後
弁１２を除々に開きながらコンテナ１１からトラ
ンスフアチユーブ１３を通して容器２内に液化ガ
ス１を断熱膨張的に供給する。すると液化ガス１
が気化しながらメタルブロツク８に噴射されるの
で、メタルブロツク８がその蒸発潜熱により冷却
される。メタルブロツク８が液化ガス１の蒸発温
度近くまで冷却されると、液化ガス１が液化され
た状態で容器２内に溜まり始めるので、これをメ
タルブロツク８の試料圧着面８ａ近くまで満たし
た後、弁１２を閉じて液化ガス１の供給を停止す
る。さらにこの状態でメタルブロツク８を充分冷
却させるが、この冷却に際しては、弁１２を閉じ
たまゝ真空ポンプ２０を駆動して容器２内を負圧
にしておくことにより、液化ガス１の蒸発が促進
され、大気圧中の場合に比べてメタルブロツク８
を早急に冷却することができ、しかも液化ガスの
大気圧中での蒸発温度よりさらに低い温度まで冷
却することができる。例えば液化ガス１として液
体窒素を用いた場合は大気圧中では−196℃のと
ころ−210℃まで、液体水素の場合は−253℃のと
ころ−259℃まで、液体ヘリウムの場合は−269℃
のところ−271℃まで夫々冷却することが可能と
なる。

次にメタルブロツク８が充分冷却されたなら
ば、三方弁１９を閉じ、プランジヤ２１先端の試
料ホルダ２２に試料ｓを装着した後、弁１２を僅
かに開き容器内に大気圧に戻してプランジヤ２１
の先端を試料導入スリーブ１６に導入し、適当な
高さから自由落下させる。すると試料ホルダ２２
がメタルブロツク８の試料圧着面８ａに衝当し、
試料ｓが圧着される。圧着された試料ｓは、その
保有する熱をメタルブロツク８に吸収されるの
で、急速に凍結される。こうして試料ｓが完全に
凍結されたならば、プランジヤ２１を試料導入ス
リーブ１６から引き出し、この試料ｓを別途用意
した液体窒素などに投入し、当該凍結状態を保持
する。

なお、上記の実施例では、メタルブロツク８が
回転できるようになつているので、このメタルブ
ロツク８を所望角度ずつ回転しながら上述の操作
を繰り返すことにより、試料圧着面８ａの夫々異
なる個所に複数個の試料ｓを圧着し、凍結してゆ
くことが可能である。

以上説明した通りこの考案によれば、液化ガス
をメタルブロツク８の試料圧着面８ａの下位から
供給できるので、同試料圧着面８ａに液化ガスが
付着し、水分子や空気分子が氷結して熱吸収の障
害になるといつた問題が解消される。さらに容器
２内を減圧することにより、従来の場合に比べて
メタルブロツク８を早急に冷却することができる
ようになると共に、大気圧中における液化ガスの
蒸発温度よりさらに低い温度まで容易に冷却でき
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示す縦断説明図で
ある。 １……液化ガス、２……容器、８……メタルブ
ロツク、８ａ……試料圧着面、１１……コンテ
ナ、１３……トランスフアチユーブ、１３ａ……
供給口、１８……排気チユーブ、２０……真空ポ
ンプ、１４，１５……通孔、ｓ……試料。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 容器内に収納したメタルブロツクを同容器内に
   満たした液体窒素などの液化ガスにより冷却し、
   この冷却したメタルブロツクの試料圧着面に試料
   を圧着して急速凍結させる装置において、外部の
   コンテナから液化ガスを供給するトランスフアチ
   ユーブを容器内に導入すると共に、このトランス
   フアチユーブの供給口をメタルブロツクの試料圧
   着面の下位に位置せしめ、この容器にはその内部
   を減圧する真空ポンプを連結してなる試料急速凍
   結装置。