Предметная камера микроскопа Советский патент 1985 года по МПК G01N33/48 G02B21/26 

Изобретение относится к криомикр скопическим исследованиям биологиче кого материала и может найти применение в биологии, медицине, сельском хозяйстве.

Целью изобретения является получ ние неоднородного температурного поля предметного стекла.

На фиг.1 изображена система микробиологических исследований (условно); на фиг.2 - предметная камера микроскопа; на фиг.З - теплообменник; на фиг.4 - кольцевой нагреватель.

Система (фиг. 1) включает собственно микрослой 1, с которым оптически связан носитель 2 оптической информации, например, фотраппарат и предметная камера 3 микроскоца,

соединенная с источником 4 охлаждения и нагревания предметного, cтoлkка, и блок 5 измерений и регистрации температуры. В блоке 5 размещен источник питания для нагревания предметного столика.

Предметная камера 3 микроскопа (фиг. 2) выполнена в виде герметичного цилиндрического корпуса 6 с крышкой 7, в которой выполнено отверстие 8 для объектива 9 микроскопа 1 . В днище IО корпуса 6 выпол-нено отверстие 1I для осветительного приспособления I2 ( конденсора), причем крышка 7 и днище 10 корпуса 6 выполнены в виде кольцевых сильфонов из эластичного материала для увеличения площади сканирования объекта и улучшения стыковки микроскопа 1 с камерой 3. В камере 3 коаксиально расположен кольцевой теплообменник 13, имеющий тепловой контакт с предметным стеклом 14, на котором установлен датчик 15 температуры.

. Теплообменник 13 имеет два входных патрубка 16 и 17 и один вьрсодной -18. Полость 19 камеры 3 герметино изолирована от окружающей среды.

Согласно фиг.З теплообменник 13 вьтолнен из двух полукольцевых частей 20 и 21, являющихся холодопроводами с входными 16,17 и общим выходным 18 патрубками. В каналах полукольцевых холодопроводов 20 и 21 теплообменника 13 размещены периферийные участки предметного стекла 14, являющегося одновременно хол27 .2

допроводником для исследуемого биоматериала. На предметном стекле 14, вдоль его периферийных участков, соосно теплообменнику 13 расположены кольцевой нагреватель 22 (фиг.4), вьтолненный из двух полукольцевых нагревателей 23 и 24, соединенных цепями 25 и 26 .питания с блоком 5. Предметное стекло 14 выполнено из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например лейкосапфира.

Устройство работает следующим образом.

Вначале устанавливается камера 3 на столик микроскопа 1 и крепится при помощи крепежных элементов микроскопа 1. Входные патрубки 16 и 17 полукольцевых частей 20 и 21

теплообменника 13 подсоединяются к источнику 4 снабжения хладагентом, например, жидким азотом, а выходной патрубок 18 - с атмосферой. Крьш1ка 7 камеры 3 одевается на

объектив 9 микроскопа 1. На предметное стекло 14 укладывается исследуемый биологический материал, затем подводится объектив микроскопа 1 , на который одевается крьш1ка 7

камеры 3.. Конденсор 12 одевается на днище 10. Таким образом, осуществляется герметизация внутренней полости 19, образованной крьш1кой 7, днищем 10, корпусом 6 камеры 3 и

элементами микроскопа, что исключает запотевание и обмерзание камеры 3 и элементов микроскопа.

Для создания условий однородного температурного поля в режиме замораживания на предметное стекло 14

подается хладагент через оба входных патрубка 16 и 17 полукольцевь х частей 20 и 21 теплообменника 13. Предметное стекло l4, контактирующее своими периферийными участками с кольцевыми частями 20,21 теплообменника 13, охлаждается,равномерно охлаждая при этом исследуемый биологический материал, расположенный на нем. Температура биоматериала, расположенного на предметном стекле 14, измеряется датчиком 15 температуры, соединенным с блоком 5 измерения и регистрации температуры. Устанавливаются

заданные скорости замораживания для исследуемого биоматериапа и стабилизации заданной температуры.Одно3временно ведется запись структурны изображений носителем 2 оптической информации в результате температурного воздействия на биоматер ал. Вывод отработанного хладагента осуществляется через выходной патрубок 18 в атмосферу.При этом нагр ватель 22 не работает. Для создания условий однородно го температурного поля в режиме отогрева биоматериапа подача хладагента прекращается, включается нагреватель 22 с двумя полукольцевыми нагревателями 23,24 через цеп питания 25,26, соединенные с блоком 5 питания, и равномерно отогг ревается со всех сторон предметное стекло 14 с биоматериалом. Темпера тура исследуемого биоматериала измеряется датчиком 15 температуры , расположенным на предметном стекле и соединенньхм с блоком 5 из мерения и регистрации температуры, при помощи которого устанавливаются заданные скорости отогрева биоматериала и заданная стабилизация температуры. Запись структурных изображений биоматериала ве дется на носителе 2 оптической информации. Дпя создания условий неоднородного температурного поля с одновременным режимом замораживания и отогрева биологического мате риала хладагент из системы снабжения подаётся только через один вхо ной патрубок 16 (17) в одну полу- 74 кольцевую часть 20 (21) теплообменника 13, охлаждая тем самым только половину периметра предметного стекла 14 с биоматериалом. Одновременно противоположная часть периметра предметного стекла 14 с биома -ериалом нагревается за счет работы одного полукольцевого нагревателя 24 (23), расположенного с противоположной стороны от работающего полукольца теплообменника 13. Вторые полукольцевые части теплообменника I3 в это время не работают, выход хладагента осуществляется через патрубок 18. В свою очередь второй полукольцевой нагреватель не работает. Таким образом обеспечивается перепад температур на предметном стекле 14, а следовательно, и в исследуемом биологическом материале. Структурные изображения биоматериала и его изменения фиксируются на носителе 2 оптической информации, т.е. фиксируется динамика структурных изменений биоматериала в разнородных условиях температурного воздействия. Микроструктурные исследования биоматериапа в неоднородном температурном поле позволяют на одном изображении видеть структурные превращения биоматериапа в интервале температур от плюс 40С до минус со всеми его переходными процессами и в диапазоне скоростей от 0,5 до 00°С/мин.

cpue.Z ,

1.ПРЕДМЕТНАЯ КАМЕРА МИКРОСКОПА, содержащая корпус с крышкой и днищем, предметное стекло, выполненное из материала с высоким коэффициентом теплопроводности и размещенное в полости корпуса, и средства охлаждения и нагревания предметного стекла, соединенные с источниками охлаждения и нагревания, о тличающаяся тем, что, с целью получения неоднородного температурного поля предметного стекла, в ней средства охлаждения и нагревания предметного стекла выполнены в виде симметрично расположенных двух полукольцевых холодопроводов и теплопроводов. 2.Камера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый полукольцевой холодопровод выполнен в виде трубопровода для хладагента. с € 3.Камера поп.1,отличающ а я с я тем, что каждый полу(Л кольцевой теплопровод выполнен в вис де электрического нагревателя. 4.Камера поп.1,отлича ющ а я с я тем, что предметное стек- В ло выполнено из лейкосапфира. ;о 00 INO