DE10013693A1

DE10013693A1 - Verfahren zur Herstellung einer, aus an organischem Glas bestehenden Schnittstreckerplatte

Info

Publication number: DE10013693A1
Application number: DE2000113693
Authority: DE
Inventors: Joachim Beinert; Walter Doell; Gerd Spies
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: DE10013693B4

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung einer, aus anorganischem Material, insbesondere Glas, bestehenden Schnittstreckerplatte mit wenigstens einer, zwei Kantenlinien aufweisenden Seitenkante, die von einem Glasflächensubstrat, das eine Glasdicke entsprechend der Dicke der Schnittstreckerplatte aufweist, durch mechanisches Anritzen und nachfolgendes DOLLAR A Biegebrechen entlang der Anrißlinie erhalten wird. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass an der, durch den Biegebruch erhaltenen Seitenkante die Anrißlinie gegenüberliegende Kantenlinie thermisch oder chemisch verrundet wird.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer, aus anorgani schem Material, insbesondere Glas, bestehenden Schnittstreckerplatte mit wenig stens einer, zwei Kantenlinien aufweisenden Seitenkante, die von einem Glasflä chensubstrat, das eine Glasdicke entsprechend der Dicke der Schnittstreckerplatte aufweist, durch mechanisches Anritzen und nachfolgendes Biegebrechen entlang der Anrißlinie erhalten wird.

Stand der Technik

Mikrohobel oder auch im Fachjargon als Mikrotome bezeichnet, werden eingesetzt, um beispielsweise biologische Gewebeproben in Form mikrometerdünner Schnittscheibchen zu erhalten, die anschließend zumeist in Durchlichtmikroskopie histolo gisch untersucht werden. Die Analyse dieser hauchdünnen Präparate wird häufig durch Einrollen der Schnittscheibchen bzw. des abgehobelten Gewebespanes, durch sogenanntes Spanrollen erschwert bzw. sogar unmöglich gemacht. Um ein derarti ges selbständiges Einrollen während des Abschneidens sowie der optischen Unter suchung zu vermeiden, wird dem Mikrotom während des Abtrennvorgangs ein dünnes Glasplättchen, eine sogenannte Schnittstreckerplatte oder Antirollplatte, nachgeführt. Durch die, dem Mikrotom nachgeführte Schnittstreckerplatte wird das abgetrennte Dünnschnittpräparat flächig auf der Schnittstreckerplatte aufgenommen, auf der es aufgrund der Flächenadhäsion flächig liegend verbleibt und sich nicht ein rollen kann. Eine histologische Untersuchung wird hierdurch erheblich vereinfacht bzw. erst ermöglicht.

Schnittstreckerplatten sind als ebene Plättchen bekannt, deren Breite sich nach der Breite des zu schneidenden Präparates bzw. der Schnittgeometrie des Mikrotoms richtet. Typische Dimensionen von Schnittstreckerplatten betragen in der Breite 50 bis 70 mm, in der Länge ca. 30 mm und in der Dicke einige Millimeter und kleiner.

Um den Schneidvorgang ungestört überwachen zu können, werden Schnittstrecker platten aus transparenten Materialien gefertigt. Sie bestehen entweder aus organi schen Gläsern bzw. Kunststoffen oder anorganischen Gläsern. Wegen der höheren Kratzfestigkeit und der geringeren elektrostatischen Aufladung wird insbesondere bei höherwertigen Anwendungen eindeutig anorganischen Gläsern der Vorzug gegeben.

In an sich bekannter Weise sind die Kantenflächen der breiten Seite der Schnitt streckerplatten geschliffen und poliert. Die zum Präparat weisende Kante sollten der art ausgebildet sein, daß ein einwandfreies Gleiten der Schnittstreckerplatte ohne Verhaken auf der Gewebeoberfläche möglich ist. Dieser Forderung können jedoch die bekannten Schnittstreckerplatten nicht uneingeschränkt nachkommen. Häufig kommt es zum Verhaken oder Verkanten der Schnittstreckerplatten, sodass ein "rei bungsloses" Nachführen nach einem Mikrotom nicht mehr möglich ist. In diesem Fall wechselt man üblicherweise die Schnittstreckerplatte aus und versucht den Schnei devorgang von neuem mit einer anderen, neuen Schnittstreckerplatte.

Analysiert man in der Praxis eingesetzte Schnittstreckerplatten näher, so stellt man sehr häufig Ausbrüche A an der Kante K fest, die in den stark vergrößerten Aufnah men gemäß der Fig. 2 und 3 zu entnehmen sind. Durch genauere Untersuchun gen des Schneidvorganges konnte festgestellt werden, dass die an der Kante der Schnittstreckerplatte vorhandenen Ausbrüche ursächlich für das Festhaken des Prä parates an der Schnittstreckerplatte während des Abtragevorganges verantwortlich sind. Ein nachfolgendes Aufrollen und die Unbrauchbarkeit des Präparates sind die unvermeidbaren Folgen.

Selbst auch an einer, bei Sichtinspektion noch gut erscheinenden Kante können be reits zahlreiche kleine Ausbrüche vorliegen, wie es aus Fig. 3 hervorgeht, die eine Kantenabbildung mit einer 5 mal besseren Auflösung wie in der Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt. Durch mechanische und thermische Belastungen, wie sie im Betrieb eines Mikrotoms z. B. mit Kryostat bei sehr niedrigen Temperaturen auftreten, können selbst kleine Ausbrüche leicht zu größeren anwachsen und damit zur Unbrauchbar keit der Schnittstreckerplatte führen.

Die Ursache für die Mikroausbrüche sind in den bislang üblichen Verfahren zur Her stellung von Schnittstreckerplatten zu sehen, die durch mechanische Vorgänge cha rakterisiert sind, wie Anritzen eines Glases mit einem Schneidrad, Biegebrechen so wie einem nachfolgenden Schleifen und Polieren der Kantenbereiche. Die genannten Herstellungsschritte sind ausnahmslos Arbeitsschritte, durch die Schädigungen, in Form kleiner und kleinster Ausbrüche, an der Glaskante entstehen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer, aus anorganischem Material, insbesondere Glas, bestehenden Schnittstreckerplatte mit wenigstens einer, zwei Kantenlinien aufweisenden Seitenkante, derart zu verbes sern, dass die vorstehend beschriebenen Ausbrüche, die ursächlich für die nur unzulängliche Verwendbarkeit von Schnittstreckerplatten in Verbindung mit Mikrotomen zur Aufnahme von Gewebespanen verantwortlich sind, gänzlich vermieden oder zu mindest in eine Größenordnung reduziert werden sollen, in der sie keinen negativen Einfluss auf den Nachführ- und Aufnahmevorgang für Gewebespäne besitzen.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 ange geben. Vorteilhafte Merkmale, die den Erfindungsgedanken weiter auszugestalten vermögen, sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung insbeson dere unter Hinweis auf die Ausführungsform in Verbindung mit den Figuren zu ent nehmen.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur Herstellung einer, aus anorganischem Mate rial, insbesondere Glas, bestehenden Schnittstreckerplatte mit wenigstens einer, zwei Kantenlinien aufweisenden Seitenkante, die von einem Glasflächensubstrat, das eine Glasdicke entsprechend der Dicke der Schnittstreckerplatte aufweist, durch mechanisches Anritzen und nachfolgendem Biegebrechen entlang der Anrißlinie er halten wird, derart weitergebildet, dass an der, durch den Biegebruch erhaltene Sei tenkante die der Anrißlinie gegenüberliegende Kantenlinie thermisch oder chemisch verrundet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht im Gegensatz zur bisherigen Praxis, bei der beide, durch Biegebruch erhaltene Kantenlinien geschliffen und poliert werden, vor, dass ausschließlich jene Kantenlinie einem gezielten nachfolgenden Verrundungs prozess unterzogen wird, die der Kantenlinie, entlang der die Anrisslinie durchgeführt worden ist, gegenüberliegt. Genauere Untersuchungen haben ergeben, dass eben jene Kantenlinie, die der Anrisslinie gegenüberliegt, über eine sehr hohe Kantenqua lität verfügt, wohingegen die durch den Anrissprozess unmittelbar verletzte Kantenli nie sehr starke Ausbrüche aufweist.

Um eben jene Ausbrüche zu minimieren, hat man bisher beide Kantenlinien in einem einheitlichen Prozess geschliffen und poliert, wodurch jedoch die hohe Kantenquali tät der besagten Kantenline in Mitleidenschaft gezogen wird. Eben dies vermeidet das erfindungsgemäße Verfahren, das eine gezielte Verrundung im Wege eines thermischen oder chemischen Nachfolgeschrittes vorsieht. Durch thermisches oder chemisches Verrunden werden jedoch nicht, wie beim Schleifen oder Polieren, jene Kanten mit hoher Qualität in Mitleidenschaft gezogen, sondern lediglich in ihrer Wi derstandsfähigkeit verbessert.

Bezüglich der thermischen Verrundung bietet sich an, jene Kantenlinie mit einem CO₂-Laser zu bearbeiten, wodurch die Kantenlinie leicht angeschmolzen wird und eine Kantenverrundung erfolgt.

Alternativ dazu können die Kanten auch durch eine sogenannte Flammenpolitur ver rundet werden. Wichtig hierbei ist, dass die der Flammenpolitur ausgesetzte Schnitt streckerplatte vorher vorgewärmt wird, um Zerstörungen im Wege thermischer Ver spannungen zu vermeiden.

Durch die angestrebte Kantenverrundung wird insbesondere angestrebt, die extrem empfindliche Kantenlinie leicht zu verrunden, jedoch soll nicht die gesamte Seiten kante der Schnittstreckerplatte eine einheitliche Abrundung erfahren.

Bei der chemischen Verrundung, die auf dem Prinzip des Ionenaustausches basiert, wird in vorteilhafter Weise die zu verrundende Kantenlinie in ein chemisches Bad eingetaucht, in dem beispielsweise Kaliumionen gelöst sind. Die zumeist aus Natron silikatglas bestehende Schnittstreckerplatte erfährt daher im Kantenbereich einen lokalen Austausch von Natriumionen mit den in der Lösung befindlichen Kaliumio nen, wodurch aufgrund der unterschiedlichen Ionengröße im Glasmaterial Druck spannungen induziert werden, die sowohl zur Kantenverrundung als auch zu ihrer Härtung beitragen. Hierdurch wird die Kante noch widerstandsfähiger gegen übliche Belastungen, wodurch vorteilhafter Weise eine deutlich längere Haltbarkeit der hochwertigen Kante geschaffen wird.

Um die vorstehend formulierte Aufgabe zu lösen, wird gerade jene durch Verrundung vergütete Kantenlinie, die der beim Biegebruch durchgeführten Anrisslinie gegenüberliegt, als die für die Nachführung eines Mikrotoms geeignete Kantenlinie einge setzt. Die Schnittstreckerplatte wird hierbei mit eben jener vergüteten Kantenlinie auf die Gewebeoberfläche unmittelbar gelegt und einem Mikrotom nachgeführt. Aufgrund der sehr hohen Kantenqualität kann das Problem des Verhakens vollständig ausge schlossen werden. Das beschriebene Verfahren und insbesondere die gezielte Ver wendung der durch das Verfahren gewonnenen Kantenlinie ist kostengünstig zu rea lisieren, zumal keine hochwertigen technischen Hilfsmittel erforderlich sind.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge dankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Mikrophotographie einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren er zeugte Kante in einer REM-Aufnahme.

Fig. 2: Mikrophotographie einer nach dem Stand der Technik hergestellten Schnittstrecker-Platte mit einem Kantenausbruch

Fig. 3 Mikrophotographie einer nach dem Stand der Technik hergestellten Schnittstrecker-Platte, deren Kante bei geringer Vergrößerung noch gut erscheint, aber bei höherer Vergrößerung bereits Mirkoausbrüche er kennen läßt.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Fig. 1 ist eine Rasterelektronenmikroskopieaufnahme (REM-Aufnahme) entlang einer Kante K einer Schnittstreckerplatte dargestellt, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist. Am unteren Bildrand ist mit weißer Linie die Entfer nungseinheit von 40 µm eingetragen. Es ist festzustellen, dass bei einer derart hohen Auflösung keine Ausbrüche entlang der Kante sichtbar sind. Dies macht die Effizienz und unvergleichbare Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich.

Im Gegensatz dazu sind aus den Fig. 2 und 3 eine Vielzahl von Ausbrüchen A entlang eines Kantenverlaufs K zu entnehmen. So geht aus Fig. 2 eine Mikrophotographie von einer mit konventionellen Mitteln hergestellte Kante K mit ei ner Auflösung von 500 µm hervor, siehe die in der Figur eingetragenen Pfeillänge. Ein ähnliches Bild ergibt sich aus Fig. 3, aus der ebenso eine Kante K mit einer 5 mal besseren Auflösung zu entnehmen ist. Auch hier werden die Ausbrüche A deut lich sichtbar, obwohl es sich um eine Kante K mit guter Qualität handelt, d. h. die Kantenqualität ist durch mechanische Nachbesserungsmassnahmen optimiert wor den.

Die Gegenüberstellung der Figuren macht die Effizient des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich, gemäß dem keine Ausbrüche am Kantenverlauf entstehen, wo durch Schnittstreckerplatten von bisher nicht erreichter Qualität hergestellt werden können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer, aus anorganischem Material, insbesondere Glas, bestehenden Schnittstreckerplatte mit wenigstens einer, zwei Kantenlinien aufweisenden Seitenkante, die von einem Glasflächensubstrat, das eine Glasdicke entsprechend der Dicke der Schnittstreckerplatte aufweist, durch mechanisches An ritzen und nachfolgendes Biegebrechen entlang der Anrißlinie erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der, durch den Biegebruch erhaltenen Seiten kante die der Anrißlinie gegenüberliegende Kantenlinie thermisch oder chemisch ver rundet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, durch den Biegebruch der Schnittstreckerplatte vom Glassubstrat gewonnene Seitenkante zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit einer Härtung unterzogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung auf chemischen und/oder thermischen Wege durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenverrundung mittels Flammenpolitur durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor Durchführung der Flammenpolitur die Schnitt streckerplatte vorgewärmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur chemischen Kantenverrundung die zu verrun dende Kantenlinie in ein chemisches Bad eingetaucht wird, in dem es zu einem Ionenaustausch innerhalb des Schnittstreckerplatte zumindest im Bereich der zu ver rundenden Kantenlinie kommt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem chemischen Bad Kalium-Ionen gelöst sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur thermischen Kantenverrundung und/oder Kan tenhärtung ein CO₂-Laser verwendet wird, dessen Laserstrahl auf den Seitenkanten bereich gerichtet wird.

9. Verwendung einer Schnittstreckerplatte, die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt wird zur unmittelbaren Nachführung nach einem Mikrotom während einer Abtrennung eines biologischen Gewebespans zur flächigen Aufnahme des abgetrennten Gewebespans auf der Schnittstreckerplatte, wobei ge rade die der Anrißlinie gegenüberliegende Kantenlinie dem abzutrennenden Gewebe zugewandt wird.