DE10346996B3 - Mikrotom mit Kühlkammer - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Kühlkammer (10) für ein Mikrotom (1) offenbart. In der Kühlkammer (10) ist ein Messer (2) mit einer Schneide (16) gegenüber von einem Probenhalter (4) mit einer darin gehalterten Probe (4a) angeordnet. Das Mikrotom (1) besitzt ferner ein Stereomikroskop (12) mit einer Optik (14), wobei die Optik (14) eine optische Achse (11) definiert. Mit dem Stereomikroskop (12) ist der Bereich der Schneide (16) des Messers (16) und der Probe (4a) beobachtbar. In der Kühlkammer (10) ist ein Beleuchtungssystem (20) angebracht, das Licht (20a) aussendet und derart auf eine Fläche (2a) des Messers (2) richtet, dass das Licht (20a) von der Fläche (2a) parallel zur optischen Achse (11) reflektiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mikrotom mit einer Kühlkammer. Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Mikrotom mit einer Kühlkammer, wobei in der Kühlkammer ein Messer mit einer Schneide gegenüber von einem Probenhalter mit einer Probe angeordnet ist, und wobei das Mikrotom ein Stereomikroskop mit einer Optik aufweist und die Optik eine optische Achse definiert, wobei mit dem Stereomikroskop der Bereich der Schneide des Messers und der Probe beobachtbar ist.
  • Das Mikrotom mit der Bezeichnung Leica Ultracut UCT, auf dem die Kühlkammer Leica FCS montiert ist, verfügt als Standard über zwei Beleuchtungen. Fluoreszenzlampen sind außerhalb der Kammer neben dem Objektiv des Stereomikroskops montiert und dienen zur Beleuchtung der Schnitte. Die zweite Beleuchtung wird über Lichtleiter direkt unterhalb des Messers positioniert. Der helle Spalt der durch diese Beleuchtung entsteht hilft bei der Annäherung von Messer und Präparat.
  • Das Mikrotom der Firma RMC vom Typ MTX und MTXL hat ein Beleuchtungssystem, das ähnlich der Beleuchtung des Mikrotoms der Firma Leica ausgestattet sind. Da die Beleuchtung der Fluoreszenzlampen nicht ausreicht, wird als Zubehör eine Faseroptik Beleuchtung angeboten. Üblich sind zwei Schwanenhälse, die links und rechts des Messers platziert werden.
  • Wie schon erwähnt, hat die Beleuchtung mittels Fluoreszenzlampen zu geringe Intensität, um eine gute Sichtbarkeit der Schnitte im Stereomikroskop zu erreichen. Die Beleuchtung mit einer Faseroptik kann dagegen sehr nahe zum Messer gebracht werden und verfügt über ausreichende Intensität, jedoch stört sie zum einen die Manipulation, wenn vom Messer die Schnitte abgenommen werden, zum anderen verursacht die Beleuchtung mit der Faseroptik Eiskristalle. Die Entstehung dieser Eiskristalle hat die Ursache, dass Kühlkammern für Ultramikrotome mit flüssigem Stickstoff betrieben werden. Aus dem flüssigen Stickstoff entsteht Stickstoffgas, das die Kammer ausfüllt. Die kontinuierliche Bildung diese Gases führt dazu, dass dieses Gas gleichmäßig aus der Kühlkammer ausfließt. Diese ständige Spülung mit trockenem Gas vermeidet das Eindringen von feuchter Luft und somit die Bildung von Eisniederschlägen, ohne, dass eine Abdeckung der nach oben offenen Kammer notwendig wäre.
  • Werden jedoch Gegenstände wie die Faseroptik von außen in die Kammer gesteckt, durchdringen sie die Grenzschicht zwischen kaltem Stickstoffgas und Luft bei Raumtemperatur. An diesen Gegenständen, die Wärme in den Kaltbereich einleiten entstehen Turbulenzen, das kalte Gas fließt nicht mehr gleichmäßig aus. Turbulenzen an der Grenzschicht zur feuchten Luft führen zum Ausfall von kleinen Eiskristallen, die sich dann auch am Messer ablagern und die Einsatzzeit eines Messers ohne Reinigung verringern.
  • Die DE 102 28 985 A1 offenbart, dass LEDs zur Beleuchtung von verschiedenen Bauteilen eines Mikrotoms benutzt werden. So dient eine Leuchtdiode als Unterflurbeleuchtung, eine Beleuchtung für das Beobachtungsmikroskop ist in Form von LEDs ausgestaltet und mehrere Leuchtdioden sind als Auflichtbeleuchtung vorgesehen. Die Leuchtdioden, die für die Auflichtbeleuchtung vorgesehen sind, sind derart angeordnet, dass sie eine optimale Beleuchtung der Wasseroberfläche bilden, die sich an die Schneide des Messers anschließt. Der Einsatz von Leuchtdioden in Verbindung mit einer Kühlkammer eines Mikrotoms ist nicht vorgesehen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mikrotom bzw. ein Ultramikrotom mit einer Kühlkammer zu schaffen, mit dem eine optimale Beleuchtung und eine sicheren Handhabung der Schnitte möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Mikrotom mit einer Kühlkammer mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die Verwendung von Leuchtdioden als Beleuchtungssystem hat den Vorteil, dass sie nur geringe Wärme abgeben und deshalb zu keinen Turbulenzen des Stickstoffgases führen. Leuchtdioden haben einen kleinen Abstrahlwinkel. Mehrere Leuchtdioden können gerichtet das Messer beleuchten und ergeben eine hohe Intensität. Eine gute Sichtbarkeit der Schnitte mit dem Stereomikroskop ist somit bei hohen Vergrößerungen gegeben. Je nach Anordnung bzw. Segmentierung der Leuchtdioden kann sowohl eine seitliche als auch eine senkrechte Beleuchtung der Schnitte erfolgen. Ein Betrieb von Segmenten der Anordnung der Leuchtdioden erlaubt z. B. eine Schrägbeleuchtung oder nur eine Frontalbeleuchtung. Es hat sich gezeigt, dass Leuchtdioden bis zu einer Temperatur von etwa –160°C funktionsfähig sind: Die erfindungsgemäße Anordnung Leuchtdioden in der Kühlkammer gewährleistet, dass diese Tempera tur nicht unterschritten wird.
  • Das in der Kühlkammer vorgesehene Beleuchtungssystem ist derart angebracht, dass das ausgesendete Licht auf eine Fläche des Messers gerichtet ist, und dass das Licht von der Fläche in Richtung der Optik des Stereomikroskops reflektiert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Beleuchtungssystem in der Kühlkammer derart angeordnet, dass das Licht des Beleuchtungssystems im wesentlichen parallel zur optischen Achse reflektiert.
  • Wie bereits oben erwähnt, ist es von besonderem Vorteil, wenn das Beleuchtungssystem aus mehreren Leuchtdioden (LEDs) aufgebaut ist. Dabei dann Segmente der mehreren LEDs einzeln ein- und ausschaltbar, um eine Schrägbeleuchtung der Fläche des Messers zu realisieren.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Beleuchtungssystem aus einer ersten, einer zweiten, einer dritten, einer vierten und einer fünften LED aufgebaut. Eine Schrägbeleuchtung der Fläche des Messers kann z.B. mit der ersten und der zweiten LED oder auch mit der vierten und der fünften LED realisiert werden.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Mikrotoms sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungen.
  • Es zeigen im Einzelnen:
  • 1. eine Seitenansicht eines Ultramikrotoms mit Kühlkammer, wobei Teile der Kühlkammer weggelassen sind, um die Zuordnung von Messer zum Probenhalter zu verdeutlichen;
  • 2 einen Querschnitt der Kühlkammer, wobei Seitenteile weggelassen sind, um die Anordnung der Beleuchtung zu verdeutlichen; und
  • 3 die Kühlkammer von oben.
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Mikrotoms oder Ultramikrotoms 1 mit einer Kühlkammer 10. Teile der Kühlkammer 10 sind weggelassen, um die Zuordnung von mindestens einem Messer 2 zum Probenhalter 4 zu verdeutlichen. Das mindestens eine Messer 2 ist in einen Messerhalter 5 eingesetzt. Der Messerhälter 5 ist derart hinsichtlich einer Unterflurbeleuchtung 6 angeordnet, dass die Austrittsöffnung 8 der Unterflurbeleuchtung 6 unterhalb des Messers 2 positioniert ist, das gerade in der Arbeitsposition ist. Die Arbeitsposition definiert sich dadurch, dass das Messer 2 gegenüber dem Probenhalter 4 angeordnet ist. In der Arbeitsposition kann man mit dem Messer 2 dünne Schnitte von einer Probe 4a herstellen, die im Probenhalter 4 eingespannt ist. Die Unterflurbeleuchtung 6 wird dazu benutzt, um beim Anstellvorgang zwischen Messer 2 und der Probe 4a eine optimale Einstellung zu erzielen. Ferner ist am Mikrotom 1 eine Auflichtbeleuchtung 13 für die Kühlkammer 10 vorgesehen.
  • Das Mikrotom 1 ist mit einem Stereomikroskop 12 versehen das eine Optik 14 aufweist. Die Optik 14 des Stereomikroskops 12 definiert eine optische Achse 11. Diese Konstellation ergibt einen optimalen Kontrast bei der Justierung des Messers 2, bezüglich der Fläche der zu schneidenden Probe 4a. Durch die vorgesehene Unterflurbeleuchtung 6 kann die Schneide 16 des jeweiligen in der Arbeitsposition befindlichen Messers 2 besser erkannt und, falls nötig, zur Probe 4a hin ausgerichtet werden.
  • 2 zeigt zusätzlich zu der in 1 gezeigten Auflichtbeleuchtung 13 (in 2 nicht mehr gezeigt) ein in der Kühlkammer 10 untergebrachtes Beleuchtungssystem 20. Das Beleuchtungssystem 20 besteht aus mehreren LEDs. Die Kühlkammer 10 ist topfförmig ausgebildet und ist mit einem Deckel 22 abgeschlossen. Der Deckel 22 hat eine Freisparung 24 ausgebildet, durch die ein Zugang in das Innere 26 der Kühlkammer 10 ermöglicht ist. Hinzu kommt, dass der Deckel 22 mit einer weiteren Abdeckung 28 versehen ist, um den Durchtritt des Lichts von der Auflichtbeleuchtung 13 in die Kühlkammer 10 zu ermöglichen. Das Beleuchtungssystem 20 ist knapp bzw. unmittelbar unter dem Deckel 22 der Kühlkammer 10 angebracht. Das Beleuchtungssystem 20 ist eine Anordnung von mehreren LEDs, deren Licht 20a auf das Messer 2 gerichtet ist. Das Beleuchtungssystem 20 ist in einem Bereich der Kühlkam mer 10 angebracht, in dem die Temperatur zum Betrieb des Beleuchtungssystems 20 ausreichend hoch ist. Die Temperatur nimmt zum Boden 30 der Kühlkammer 10 hin stark ab. Das Beleuchtungssystem 20 ist derart auf das Messer 2 hin ausgerichtet, dass die Richtung der Reflexion an einer Fläche 2a des Messer 2 mit der optischen Achse 11 des Stereomikroskops 12 zusammenfällt.
  • 3 zeigt die Kühlkammer 10 von oben. Hier ist als Ausführungsbeispiel für das Beleuchtungssystem 20 eine Anordnung von einer ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften LED 201 , 202 203 , 204 und 205 gezeigt. Bei Betrieb eines Segmentes des Beleuchtungssystems 20, wie z.B. durch die erste und die zweite LED 201 und 202 oder die vierte und die fünfte LED 204 und 205 , kann eine Schrägbeleuchtung erzielt werden. Die Anzahl der LEDs und die Segmentierung der einzelnen LEDs ist nicht vorgegeben und kann an die benötigten Beleuchtungsbedingungen angepasst werden. Das Messer 2 weist eine Fläche 2a auf, auf der die erzeugten Schnitte zu liegen kommen. Es ist für den Benutzer von Vorteil, wenn die Fläche 2a des Messers 2, auf der die Schnitte zu liegen kommen, das Licht 20a der LEDs 201 , 202 203 , 204 und 205 in die Optik 14 des Stereomikroskops 12 spiegelt. Schnitte der Probe 4a, die auf dieser Fläche 2a des Messers 2 liegen, sind gut erkennbar. Die LEDs 201 , 202 203 , 204 und 205 und deren Verkabelung 32 und Steuerung 33 befindet sich innerhalb der Kühlkammer 10. Eine Störung der Grenzschicht Gas zu Luft wird vermieden.

Claims (8)

  1. Mikrotom (1) mit Kühlkammer (10), wobei in der Kühlkammer (10) ein Messer (2) mit einer Schneide (16) gegenüber von einem Probenhalter (4) mit einer Probe (4a) angeordnet ist, und wobei das Mikrotom (1) ein Stereomikroskop (12) mit einer Optik (14) aufweist und die Optik (14) eine optische Achse (11) definiert, wobei mit dem Stereomikroskop (12) der Bereich der Schneide (16) des Messers (2) und der Probe (4a) beobachtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlkammer (10) ein Beleuchtungssystem (20) aus mehreren LEDs angebracht ist, wobei das Beleuchtungssystem (20) Licht (20a) aussendet und auf eine Fläche (2a) des Messers (2) richtet, wobei das Licht (20a) von der Fläche (2a) in Richtung der Optik (14) des Stereomikroskops (12) reflektiert wird, und dass die mehreren Leuchtdioden in Segmenten angeordnet sind, wobei Segmente mit jeweils mehreren LEDs einzeln ein- und ausschaltbar sind.
  2. Mikrotom (1) mit Kühlkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht (20a) von der Fläche (2a) im wesentlichen parallel zur optischen Achse (11) der Optik (14) reflektiert wird.
  3. Mikrotom (1) mit Kühlkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- und ausschaltbaren Segmente mit jeweils mehreren LEDs eine Schrägbeleuchtung der Fläche (2a) des Messers (2) realisieren.
  4. Mikrotom (1) mit Kühlkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem (20) aus einer ersten, einer zweiten, einer dritten, einer vierten und einer fünften LED (201 , 202 203 , 204 und 205 ) aufgebaut ist.
  5. Mikrotom (1) mit Kühlkammer nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb der ersten und der zweiten LED (201 , 202 ,) eine Schrägbeleuchtung der Fläche (2a) des Messers (2) realisiert.
  6. Mikrotom (1) mit Kühlkammer nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb der vierten und der fünften LED (204 , 205 ) eine Schrägbeleuchtung der Fläche 2a des Messers 2 realisiert.
  7. Mikrotom (1) mit Kühlkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkammer (10) topfförmig ausgebildet ist und durch einen Deckel (22) mit einer Freisparung (24) abgeschlossen ist, und dass das Beleuchtungssystem (20) unmittelbar unter dem Deckel (22) der Kühlkammer (10) angebracht ist.
  8. Mikrotom (1) mit Kühlkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Freisparung (24) im Deckel (22) das Messer (2), die Fläche (2a) des Messers (2), die Schneide (16) und der Probenhalter (4) mit der Probe (4a) beobachtbar ist.
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