DE1039254B

DE1039254B - Microtome

Info

Publication number: DE1039254B
Application number: DEN11361A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Bouke Haanstra
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-10-28
Filing date: 1955-10-25
Publication date: 1958-09-18
Also published as: US2927505A; GB791042A; NL87762C; FR1144183A; CH338033A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Mikrotom, insbesondere geeignet für die Herstellung von Dünnschnitten mit einer geringeren Stärke als 1 Mikron, welches eine im Betrieb feststehende Klinge und einen Präparathalter besitzt, der eine kontinuierliche Bewegung des Präparates in Richtung der Klinge durch eine unter der Einwirkung von Wärmezufuhr auftretende Ausdehnung herbeiführt.The invention relates to a microtome, particularly suitable for the production of thin sections with less than 1 micron thick, which has a fixed blade and a specimen holder which has a continuous movement of the specimen in the direction of the blade through an under the Causes expansion occurring under the influence of heat.

Für pathologisch-anatomische Untersuchungen ist es erforderlich, über dünne Schnitte von Organen zu verfügen, die nach weiterer Behandlung, wie Färben, mikroskopisch untersucht werden können. Diese Schnitte, die als Dünnschnitte bezeichnet werden, müssen verhältnismäßig dünn sein und haben daher meist eine Stärke zwischen etwa 1 und 20 Mikron.For pathological-anatomical examinations it is necessary to examine thin sections of organs that can be examined microscopically after further treatment, such as dyeing. These Sections, which are referred to as thin sections, must be relatively thin and therefore have usually a thickness between about 1 and 20 microns.

Bei Anwendung des Elektronenmikroskops sind aber weit dünnere Dünnschnitte erforderlich, und diese Dünnschnitte müssen nicht nur von organischen Geweben, sondern auch von festen Stoffen geschnitten werden. Man muß dann auch über eine größere Zahl solcher Dünnschnitte verfügen können, die alle von gleicher Stärke sein müssen. Es müssen daher an die mechanische Struktur des Mikrotoms besonders hohe Anforderungen gestellt werden, insbesondere wenn mehrere Dünnschnitte hergestellt werden sollen, die z. B. je eine Stärke von 100 Ä-Einheiten haben.When using the electron microscope, however, much thinner thin sections are required, and these thin sections have to be cut not only from organic tissue, but also from solid materials will. One must then be able to dispose of a larger number of such thin sections, all of them from must be of equal strength. The mechanical structure of the microtome must therefore be particularly high Requirements are made, especially if several thin sections are to be made that z. B. each have a strength of 100 Å units.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, durch Anwendung magnetoelastischer oder magnetostriktorischer Kräfte während eines Teiles des Schneidevorganges eine genau reproduzierbare Änderung des Abstandes zwischen Objektträger und Schneidvorrichtung durch Einwirkung solcher magnetoelastischer oder magnetostriktorischer Kräfte erfolgen zu lassen, so daß die Schneidvorrichtung während des Rücklaufs nicht mehr auf dem zu schneidenden Objekt schleift. Diesem Vorschlag fehlt jedoch die Erkenntnis, daß sich die an und für sich bekannte elektrische Beheizung des Objektes zum Zwecke der Vorwärtsbewegung mit der Magnetostriktion in der Weise verbinden läßt, daß mit der kontinuierlichen Vorwärtsbewegung eine intermittierende Rückwärtsbewegung kombiniert wird, wobei die Stromzuführung zur Erwärmung periodisch erfolgt und die Wärmekapazität so groß zu wählen ist, daß eine kontinuierliche Bewegung stattfindet.It has already been suggested using magnetoelastic or magnetostrictive Forces during part of the cutting process result in a precisely reproducible change in the Distance between slide and cutting device due to the action of such magnetoelastic or magnetostrictive forces to be made so that the cutting device during the return no longer grinds on the object to be cut. However, this proposal lacks the knowledge that the in and for itself known electrical heating of the object for the purpose of forward movement with magnetostriction in such a way that with continuous forward movement an intermittent backward movement is combined, with the power supply for heating takes place periodically and the heat capacity is to be selected so large that a continuous Movement takes place.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der mittels einer Blattfeder mit einem fest angeordneten Körper starr verbundene Präparathalter senkrecht zur Längsrichtung der Klingenschneide schwingbar ist und sowohl eine durch Wärmezufuhr bewirkte kontinuierliche Bewegung des Präparates nach der Klinge zu als auch eine dieser Bewegung superponierte periodische Hin- und Herbewegung ausführt, welche letzte Bewegung als Folge einer durch EinwirkungThis is achieved according to the invention in that the fixedly arranged by means of a leaf spring Body rigidly connected specimen holder swingable perpendicular to the longitudinal direction of the blade edge is and both a continuous movement of the preparation caused by the supply of heat after the Klinge zu also executes a periodic to-and-fro movement superimposed on this movement, which last movement as a result of an impact

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 11Representative: Dipl.-Ing. H. Zoepke, patent attorney,
Munich 5, Erhardtstr. 11

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 28. Oktober 1954Claimed priority:
Netherlands 28 October 1954

Hendrik Bouke Haanstra, Eindhoven (Niederlande), ist als Erfinder genannt wordenHendrik Bouke Haanstra, Eindhoven (Netherlands), has been named as the inventor

eines periodischen magnetischen oder elektrischen Feldes auftretende Verkürzung entsteht, wobei die Verkürzung beim Anfang eines jeden Schneidhubs völlig beseitigt ist.a periodic magnetic or electric field occurring shortening occurs, with the Shortening at the beginning of each cutting stroke is completely eliminated.

Mit dem Mikrotom nach der Erfindung können ununterbrochen Dünnschnitte mit einer Stärke von etwa 100 ÄE und sogar dünner hergestellt werden, wobei die Dünnschnitte gegenseitig innerhalb enger Grenzen die gleiche Stärke haben. Da keine von Spindeln und Lagern gebildete Drehpunkte vorhanden sind, welche nie ohne Spielraum hergestellt werden können, sondern sämtliche bewegliche Teile starr miteinander verbunden sind, liegt nirgends Spielraum vor, so daß erstens die Reproduzierbarkeit der Stärke der Dünnschnitte gewahrt ist und zweitens die Herstellung keine hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Bearbeitung stellt. Auch ist die gewünschte Stärke innerhalb bestimmter Grenzen leicht einstellbar.With the microtome according to the invention, thin sections with a thickness of about 100 ÄU and even thinner can be produced, with the thin sections mutually within narrow limits have the same strength. Since there are no pivot points formed by spindles and bearings, which can never be manufactured without leeway, but all moving parts are rigidly connected to one another are, there is nowhere to play, so that, firstly, the reproducibility of the thickness of the thin sections is guaranteed and secondly, the manufacture does not place high demands on the accuracy of the Editing represents. The desired strength can also be easily adjusted within certain limits.

Die Erhitzung, durch welche die Ausdehnung des Halters oder des fest angeordneten Körpers bewirkt wird, erfolgt zweckmäßig mittels einer Induktivität, die im Innern einen Teil des Halters oder des fest angeordneten Körpers enthält und periodisch von Strom durchflossen wird, wobei die Wärmekapazität des Halters oder des fest angeordneten Körpers und gegebenenfalls der Spulenmaterialien derart gewählt sind, daß die Temperatur des Halters oder des Körpers bei der periodischen Stromzuführung gleichmäßig zunimmt. Die Erhitzung könnte auch durch eine bifilar gewickelte Spule erfolgen, die kontinuierlich von Strom durchflossen wird, wobei eine zweite Spule vorhanden ist, die periodisch von Strom durchflossenThe heating that causes the holder or the fixed body to expand is expediently carried out by means of an inductance, which is part of the holder or the fixed inside Body and is periodically traversed by electricity, the heat capacity of the Holder or the fixed body and optionally the coil materials selected in this way are that the temperature of the holder or the body increases uniformly with the periodic power supply. The heating could also be done by a bifilar wound coil that is continuously fed by Current flows through it, a second coil being present through which current flows periodically

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wird und deren Magnetfeld durch Magnetostriktion die Abkürzung des Halters und des Körpers herbeiführt. Die Ausführungsform nach der Erfindung bietet aber den Vorteil, daß nur eine Spule erforderlich ist, die sowohl die Verlängerung als auch die Abkürzung herbeiführt. Durch richtige Bemessung des Halters oder des Körpers ist die Verlängerung während einer bestimmten Zeitdauer nahezu kontinuierlich und gleichmäßig, während die Abkürzungand whose magnetic field brings about the shortening of the holder and the body through magnetostriction. The embodiment according to the invention offers the advantage that only one coil is required which brings about both the extension and the abbreviation. By correct dimensioning of the holder or the body, the elongation is almost continuous for a certain period of time and evenly while the short cut

und diese Erscheinung genau reproduzierbar ist. Der Körper 10 ist mit einer Höhlung 10a versehen, und um die dadurch entstandenen Schenkel 12 herum sind Wicklungen 13 angebracht. Die Wicklungen 13 sind über die nach außen geführten Drähte 14 und 15 an eine Stromquelle angeschlossen. Der Körper 10 ist an seinem Ende mit einer breiten kurzen Blattfeder 16 versehen, die im Körper 10 starr befestigt ist. Ein Präparathalter 17 ist an einem Ende gleichfalls starrand this phenomenon is exactly reproducible. The body 10 is provided with a cavity 10a, and Windings 13 are attached around the legs 12 thus created. The windings 13 are connected to a power source via the wires 14 and 15 led to the outside. The body 10 is on its end is provided with a wide, short leaf spring 16 which is rigidly fastened in the body 10. A Specimen holder 17 is also rigid at one end

sprungweise erfolgt und bei Beseitigung des Magnet- io und unerschütterlich mit der Blattfeder 16 verbundentakes place suddenly and when the magnet is removed and is unshakably connected to the leaf spring 16

feldes wieder sprungweise völlig behoben wird.field is completely eliminated by leaps and bounds.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Schwingungsbewegung des Halters auf magnetischem Wege erzielt werden, so daß auchAccording to a further embodiment of the invention, the oscillating movement of the holder be achieved by magnetic means, so that too

und trägt am anderen Ende das zu schneidende Präparat 18, das auf geeignete Weise am Präparathalter befestigt ist. Ferner ist am Präparathalter 17 ein Dauermagnet 19 befestigt, und eine Kolbenstange 20and at the other end carries the specimen 18 to be cut, which is suitably attached to the specimen holder is attached. A permanent magnet 19 and a piston rod 20 are also attached to the specimen holder 17

Dauermagnet versehen ist, der mit einer fest angeordneten Induktivität zusammenwirkt, und zwar inPermanent magnet is provided, which interacts with a fixed inductance, namely in

hier mechanische Bauarten vermieden sind. Dabei ist i₅ eines Flüssigkeitspuffers 21 ist gleichfalls mit dem es vorteilhaft, wenn, wieder nach einer weiteren Aus- Präparathalter verbunden. Das Gebilde ist auf einer führungsform der Erfindung, der Halter mit einem schweren Grundplatte 22 montiert. Die Grundplatte 22mechanical designs are avoided here. In this case, i _{5 of} a liquid buffer 21 is also advantageous if, after a further removal of the specimen holder, it is connected again. The structure is mounted on a guide of the invention, the holder with a heavy base plate 22. The base plate 22

trägt außer dem Zylinder des Flüssigkeitspuffers 21 auch noch eine Induktivität 23, deren Drahtenden 24 der Weise, daß die Schneidbewegung des Halters so- ₂₀ und 25 ebenfalls nach außen geführt sind.
wohl infolge der Schwerkraft als auch unter der Ein- Die Wirkungsweise der beschriebenen VorrichtungIn addition to the cylinder of the liquid buffer 21, it also carries an inductance 23, the wire ends 24 of which in such a way that the cutting movement of the holder ₂₀ and 25 are likewise guided to the outside.
probably as a result of gravity as well as under the one The mode of operation of the device described

wirkung der Blattfeder erfolgt, während die Rück- j_{st w};_e folgt: Nachdem das Präparat 18 im Halter 17 bewegung des Halters durch Erregung der Spule er- _uncj die Klinge 2 im Behälter 1 angebracht sind, wird folgt, wobei der Dauermagnet aus der Spule heraus- letzterer mit verdünntem Alkohol so weit gefüllt, daß gestoßen wird, so daß auch hierbei jegliche mecha- 25 die Flüssigkeit bis zur Schneide der Klinge reicht, nische Bauart vermieden ist. Darauf wird an die Drähte 14 und 15 und au dieaction of the leaf spring takes place while the back j _{st w} ; _e follows: After the preparation 18 in the holder 17 _moves the holder through excitation of the coil and the blade 2 is attached in the container 1, it follows, the permanent magnet from the coil being filled with diluted alcohol so that is thrust, so that here, too, any mechanical fluid extends to the edge of the blade, niche design is avoided. Then it is attached to wires 14 and 15 and au

Nach einer weiteren Ausführungsform der Er- Drähte 24 und 25 unter Zwischenschaltung von Drehfindung befindet sich zwischen dem schwingenden schaltern eine Gleichstromquelle in der Weise ange-Halter und dem Mikrotomgestell vorzugsweise ein in schlossen, daß sowohl die Spule 12 als auch die SpuleAccording to a further embodiment of the Er-wires 24 and 25 with the interposition of rotation-finding a direct current source is located between the oscillating switches in the manner of the holder and the microtome rack preferably included both the coil 12 and the coil

23 periodisch von Strom durchflossen werden, wobei aber der Strom die Spule 23 jeweils etwas später als die Spule 12 erreicht und auch der Strom durch die Spule 12 etwas später als der Strom durch die Spule 23 unterbrochen wird. Darauf wird unter Verwendung23 are periodically traversed by current, but the current the coil 23 each a little later than the coil 12 reaches and also the current through the coil 12 a little later than the current through the coil 23 is interrupted. It is using

öden, in denen der Induktivität ein Strom zugeführt 35 eines Mikroskops die Klinge 2 mittels der Schraubwird, spindeln 5 und 6 des Kreuzschlittens derart ein-arenas in which a current is fed to the inductance 35 of a microscope the blade 2 is screwed, spindles 5 and 6 of the cross slide in such a way

den beiden Richtungen wirksamer Puffer.effective buffer in both directions.

Die Regelung der Stärke der Dünnschnitte kann auf verschiedene Weise erfolgen. Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt diese Regelung vorzugsweise durch Regelung der Zeitdauer der Peri-The thickness of the thin sections can be regulated in various ways. According to one embodiment According to the invention, this regulation is preferably carried out by regulating the duration of the peri-

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert, in derThe subject matter of the invention is explained in more detail on the basis of the drawing depicting an exemplary embodiment explained in the

Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein Mikrotom ist,Fig. 1 is a longitudinal section through a microtome,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Mikrotoms nach Fig. 1 ist undFigure 2 is a top plan view of a microtome of Figure 1 and

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Zahl von Schneidhuben und der Vorwärtsbewegung des Präparates ist;Fig. 3 is a graph showing the relationship between the number of cutting strokes and advancement of the preparation is;

Fig. 4 stellt einen Querschnitt durch das Präparat dar, undFig. 4 shows a cross section through the preparation, and

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Temperaturerhöhung des Halters oder des Körpers und dessen Längszunahme.Fig. 5 is a graph showing the relationship between the temperature rise of the holder or of the body and its longitudinal increase.

In den Figuren ist mit 1 ein Behälter bezeichnet, auf dem in schräger Lage eine Klinge 2 befestigt ist in der Weise, daß die Klinge, z. B. eine Sicherheitsgestellt, daß das Präparat 18 gerade längs der Schneide der Klinge streicht, wenn der Präparathalter 17 auf- und abbewegt wird. Die Abwärtsbewegung wird durch die Schwerkraft und die Blattfeder 16 bewirkt, während infolge der Erregung der Spule 23 der Magnet 19 abgestoßen wird, so daß entgegen der Schwerkraft und der Wirkung der Blattfeder 16 der Präparathalter sich aufwärts bewegt. Der Flüssigkeitspuffer 21 bewirkt eine gleichmäßige Bewegung. Inzwischen wird aber die Spule 12 gleichfalls periodisch von einem Strom durchflossen, woraus sich eine Erhitzung des Körpers 10 ergibt, so daß sich das Präparat 18 kontinuierlich in Richtung der Klinge 2 bewegt. Die Stromdurchführung durch die Spule 12 beginnt jedenfalls in einem Augenblick, in dem sich das Präparat 18 unter der Klinge 2 befindet. Unter der Einwirkung der dann auftretenden Magnetostriktion des Körpers 10, die vom Magnetfeld der Spule 12 her-In the figures, 1 denotes a container on which a blade 2 is attached in an inclined position in such a way that the blade, e.g. B. ensures that the preparation 18 is straight along the cutting edge the blade strokes when the specimen holder 17 is moved up and down. The downward movement will caused by gravity and the leaf spring 16, while as a result of the excitation of the coil 23 of Magnet 19 is repelled so that against gravity and the action of the leaf spring 16 of Specimen holder moves upwards. The liquid buffer 21 causes a smooth movement. In the meantime, however, the coil 12 is also periodically traversed by a current, which results in a Heating of the body 10 results, so that the preparation 18 moves continuously in the direction of the blade 2. In any case, the current through the coil 12 begins at a moment in which the Preparation 18 is located under the blade 2. Under the influence of the magnetostriction that then occurs of the body 10, which come from the magnetic field of the coil 12

rasierklinge, etwas aus dem Behälterrand emporragt.razor blade, slightly protruding from the edge of the container.

Der im Betrieb mit einer Flüssigkeit, wie verdünntem 55 beigeführt wird, zieht sich der Körper 10 etwas zuAlkohol, gefüllte Behälter 1 ist auf einem Kreuz- sammen; der Stromdurchgang durch die Spule 12 und schlitten montiert, der aus einem Querschlitten 3 und somit die Verkürzung des Körpers 10 dauert wenigeinem Längsschlitten 4 besteht, die durch Schraub- stens an, bis der Präparathalter 17 mit dem Präparat spindeln 5 und 6 zwecks Einstellung der Klingenlage 18 wieder oberhalb der Klinge 2 gelangt ist, worauf bewegt werden können. Nach erfolgter Einstellung 60 die Spule 12 stromlos wird. Die Wärmekapazität des werden die beiden Schlitten durch widerstandsfähige Körpers 10 ist derart gewählt, daß die Längszunahme Bolzen 7 auf dem Halter 8 fixiert. des Körpers 10 kontinuierlich und praktisch gleich-In einem Träger 9 ist ein Körper 11 starr befestigt. förmig ist, so daß das Präparat 18 bei Abwesenheit Mit dem Körper 11 ist unerschütterlich ein Körper 10 einer periodischen Abkürzung des Körpers 10 sich verbunden, der aus Nickeleisen oder einem anderen 65 kontinuierlich in Richtung der Klinge bewegen würde, Metall hergestellt ist, welches eine negative Magneto- trotz des Umstandes. daß die Stromzuführung nicht striktion aufweist, womit gemeint wird, daß beim kontinuierlich verläuft. Das eine und das andere ist Anbringen des Metalls in einem Magnetfeld eine Ver- schematisch in Fig. 3 dargestellt, in der eine Verkürzung der Länge auftritt, wobei die Verkürzung bei teilung in Ängström auf der Abzissenachse und eine Beseitigung des Magnetfeldes völlig beseitigt wird 70 Zahl von vollständigen Hüben, das ist also jeweils einThat is added during operation with a liquid such as diluted 55, the body 10 is drawn to a little alcohol, filled container 1 is on a cross together; the passage of current through the coil 12 and Slide mounted, which consists of a cross slide 3 and thus the shortening of the body 10 takes little one There is longitudinal slide 4, which is screwed to the specimen holder 17 with the specimen spindles 5 and 6 for the purpose of adjusting the blade position 18 has come back above the blade 2, whereupon can be moved. After setting 60, coil 12 is de-energized. The heat capacity of the the two carriages by resistant body 10 is chosen so that the longitudinal increase Bolt 7 fixed on the holder 8. of the body 10 continuously and practically equal-In A body 11 is rigidly attached to a carrier 9. is shaped so that the preparation 18 in the absence With the body 11 is unshakable a body 10 of a periodic abbreviation of the body 10 itself connected, which made of nickel iron or some other 65 would move continuously towards the blade, Metal is made, which has a negative magneto- despite the fact. that the power supply is not has striction, by which it is meant that it runs continuously. The one and the other is Attaching the metal in a magnetic field is shown schematically in FIG. 3, in which a shortening the length occurs, the shortening when dividing in angstroms on the abscissa axis and a Eliminating the magnetic field completely eliminates 70 number of complete strokes, so that's one at a time

Hin- und Rückgang des Präparathalters, auf der Ordinatenachse abgetragen sind. Beim Anfang eines Hubs verschiebt das Präparat ausschließlich unter der Einwirkung der Wärmeausdehnung in Richtung der Klinge, was durch eine voll ausgezogene Linie angegeben ist. Nachdem die Hälfte eines Hubs zurückgelegt ist, würde das Präparat gemäß der gestrichelten Linie weitergehen, aber dann tritt die Magnetostriktion in Wirkung, die das Präparat plötzlich nach rechts bewegt. Diese Linie ist unterbrochen dargestellt, da in Wirklichkeit der Abstand der Bewegung des Präparates unter der Einwirkung der Magnetostriktion nach rechts viele Male größer ist als der Abstand, den das Präparat infolge der Wärmeausdehnung in Richtung der Klinge zurückgelegt hat. Letzterer Abstand kann z. B. 50 oder 100 ÄE sein, während der Rückgang infolge der Magnetostriktion etwa 1 Mikron beträgt. Während der Verkürzung der Länge des Körpers 10 wird aber die Wärmeausdehnung beibehalten, so daß das Gebilde doch langer wird, aber mit einer anderen »Anfangslänge«. Sobald der ganze vollständige Hub zurückgelegt ist, das Präparat also wieder oberhalb der Klinge gelangt ist. wird die Magnetostriktion beseitigt; das Präparat gelangt wieder näher zur Klinge, und zwar in einem Punkt, in dem das Präparat auch bei Abwesenheit der Abkürzung durch Magnetostriktion gelangt wäre. Darauf bewegt sich das Präparat wieder längs der Klinge, und der ganze Zyklus wiederholt sich. Es ist einleuchtend, daß die eigentliche Schneiddauer nur einen geringen Teil des ganzen Hubs darstellt; die Schneiddauer ist in dieser Kurve durch die Perioden a, b und c angegeben, und man sieht, daß jeder Dünnschnitt eine Stärke von 100 ÄE hat, da das Präparat zwischen den Anfangspunkten jeder Schneidperiode um 100 ÄE vorgeschoben ist.Back and forth of the specimen holder are plotted on the ordinate axis. At the beginning of a stroke, the preparation moves in the direction of the blade solely under the action of thermal expansion, which is indicated by a solid line. After half of a stroke has been covered, the preparation would continue according to the dashed line, but then magnetostriction takes effect, which suddenly moves the preparation to the right. This line is shown broken because in reality the distance between the movement of the specimen under the action of magnetostriction to the right is many times greater than the distance that the specimen has covered in the direction of the blade as a result of thermal expansion. The latter distance can, for. Be 50 or 100 AU, while the decrease due to magnetostriction is about 1 micron. During the shortening of the length of the body 10, however, the thermal expansion is maintained, so that the structure becomes longer, but with a different "initial length". As soon as the entire full stroke has been covered, i.e. the specimen has reached the top of the blade again. the magnetostriction is eliminated; the specimen comes closer to the blade again, namely at a point where the specimen would have come by magnetostriction even if the shortcut had not been taken. The specimen then moves along the blade again and the whole cycle repeats itself. It is evident that the actual cutting time represents only a small part of the entire stroke; the cutting time is indicated in this curve by the periods a, b and c , and it can be seen that each thin section has a thickness of 100 ÄU, since the preparation is advanced by 100 ÄU between the starting points of each cutting period.

Während des Schneidens, also während der Perioden a, b und c bewegt sich das Präparat auch unter der Wirkung der Wärmeausdehnung nach der Klinge zu; dies hat aber keinen Einfluß auf die gleichmäßige Stärke jedes Dünnschnitts, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, da die Schnittlinien nach dem ersten Schnitt immer parallel verlaufen.During the cutting, that is, during periods a, b and c , the preparation moves towards the blade, also under the effect of thermal expansion; however, this has no effect on the uniform thickness of each thin section, as can be seen from FIG. 4, since the cutting lines always run parallel after the first cut.

Da, wie Fig. 5 zeigt, die Wärmeausdehnung nicht sofort gleichförmig verläuft (das Verhältnis zwischen der Temperatur t und der Länge / ist nach dem Einschalten des Stromes nicht sofort durch eine Gerade darstellbar), haben die ersten Dünnschnitte nach der Inbetriebsetzung des Gerätes nicht die gleiche Stärke; nach kurzer Zeit ist aber eine mit der Zeit gleichmäßige Ausdehnung erreicht, und in der in Fig. 5 mit d angegebenen Zeitdauer wird tatsächlich eine gleiche Stärke sämtlicher Dünnschnitte erzielt. Darauf tritt ein Zustand ein, in dem keine Vergrößerung der Länge mehr auftritt, da dann die Wärmeableitung gleich der Wärmezuführung wird. Dann muß das Gerät abgestellt werden, um dem Körper 10 Gelegenheit zum Abkühlen zu geben.Since, as FIG. 5 shows, the thermal expansion is not immediately uniform (the relationship between the temperature t and the length / cannot be represented immediately by a straight line after the current is switched on), the first thin sections after the device has been put into operation do not have the same strength; after a short time, however, an expansion which is uniform over time is achieved, and in the period of time indicated by d in FIG. 5, the same thickness of all thin sections is actually achieved. A state then occurs in which there is no longer any increase in length, since the heat dissipation then becomes the same as the heat input. The device must then be turned off in order to give the body 10 an opportunity to cool down.

Bei einem nach der Erfindung hergestellten Mikrotom ergab sich, daß während etwa 20 Minuten das Präparat je Minute um 0,6 Mikron in Richtung der Klinge vorschob. Je Minute wurden 60 Dünnschnitte geschnitten, so daß jeder Dünnschnitt eine Stärke von 100 ÄE hatte und insgesamt 1200 Dünnschnitte erhalten wurden. Da die Rückbewegung des Präparates so viel größer ist als die Vorwärtsbewegung beim Schneiden, wird beim Rückgang die Oberfläche des Präparates nicht beschädigt, und auch wird der kurz vorher abgeschnittene Dünnschnitt, der auf dem Rand der Klinge hängenbleibt, bis der nächste Dünnschnitt abgeschnitten worden ist, nicht vom Präparat mitgenommen. Die Dünnschnitte selbst schwimmen nach der Aufschiebung auf der Flüssigkeitsoberfläche und können mit einem Objektträger daraus leicht entfernt werden.In a microtome produced according to the invention it was found that the Specimen advanced 0.6 microns in the direction of the blade every minute. 60 thin sections were made per minute cut so that each thin section had a thickness of 100 AU and received a total of 1200 thin sections became. Because the back movement of the specimen is so much greater than the forward movement of the When cutting, the surface of the specimen is not damaged when it recedes, and it also becomes short Previously cut thin section that remains on the edge of the blade until the next thin section has been cut off, not taken away from the specimen. The thin sections themselves float after being pushed onto the surface of the liquid and can be easily removed from it with a microscope slide will.

Es ist naturgemäß grundsätzlich gleichgültig, ob das feststehende Organ oder der eigentliche Präparathalter durch Wärme verlängert und durch ein Magnetfeld verkürzt wird; mit Rücksicht auf die leichte Stromzuführung zum feststehenden Halter und dessen größere Stabilität wird aber vorzugsweise letzterer der Einwirkung von Wärme und des Magnetfeldes unterworfen. Auch kann Elektrostriktion statt Magnetostriktion angewendet werden. Für die Anwendung von Magnetostriktion sind aber mehr Materialien verfügbar, während bei Elektrostriktion eine getrennte Wärmezuführung erwünscht ist.Naturally, it is basically irrelevant whether the fixed organ or the actual specimen holder is lengthened by heat and shortened by a magnetic field; with regard to the light Power supply to the fixed holder and its greater stability is, however, preferably the latter subjected to the action of heat and the magnetic field. Electrostriction can also take place Magnetostriction can be applied. However, there are more materials for the application of magnetostriction available, while a separate heat supply is desirable in the case of electrostriction.

Es hat sich in der Praxis ergeben, daß der Scheitelwinkel der Sicherheitsrasierklinge in gewissen Fällen für bestimmte Materialien zu klein ist und daß es vorteilhaft ist, diesen Winkel etwas stumpfer zu schleifen, wobei die Schneidkanten fein poliert werden müssen.It has been found in practice that the apex angle of the safety razor blade in certain cases is too small for certain materials and that it is advantageous to make this angle somewhat more obtuse grinding, whereby the cutting edges must be finely polished.

Die große gegenseitige Gleichheit der Dünnschnitte wird erzielt, indem sich im eigentlichen Gerät kein einziger Drehpunkt befindet, so daß Spielräume nicht berücksichtigt zu werden brauchen. Die Regelung der Stärke der Dünnschnitte kann durch Regelung des Stromes durch die Heizspule erreicht werden, vorzugsweise aber wird die Zeitdauer des Stromdurchganges geregelt. Im eigentlichen Schneidmoment darf naturgemäß nie ein Stromdurchgang erfolgen, während bei der Rückbewegung und wenn das Präparat sich längs der Klinge bewegt ein Stromdurchgang durchaus erfolgen muß. Mit der Regelung der Zeitdauer konnte beim beschriebenen Mikrotom eine Stärkeänderung von 50 ÄE bis etwa 300 bis 400 ÄE erzielt werden. Wenn die Stromstärkeregelung gewählt wird, ändert sich auch die durch Magnetostriktion erzielte Verkürzung, aber da diese bereits viele Male größer als die Verlängerung durch Wärmeausdehnung ist, hat dies keinen Einfluß auf die gute Wirkung.The great mutual equality of the thin sections is achieved by in the actual device no only pivot point is, so that clearances do not need to be taken into account. The scheme of The thickness of the thin sections can be achieved by regulating the current through the heating coil, preferably but the duration of the current passage is regulated. Naturally, in the actual cutting moment a passage of current never occurs during the return movement and when the specimen is longitudinal the blade moves a passage of current must definitely take place. With the regulation of the length of time could in the case of the microtome described, a change in thickness of 50 ÄU to about 300 to 400 ÄU can be achieved. If the current control is selected, the shortening achieved by magnetostriction also changes, but since this is already many times greater than the elongation due to thermal expansion, has this does not affect the good effect.

Claims

Patent claims:

1. Microtome, particularly suitable for manufacturing of thin sections with a thickness less than 1 micron, which is a fixed Has a blade and a specimen holder that continuously moves the specimen in the direction of the blade due to an expansion occurring under the action of the supply of heat brings about, characterized in that the means of a leaf spring with a fixed Body rigidly connected specimen holder perpendicular to the longitudinal direction of the blade edge is oscillatable and both a continuous movement of the caused by the supply of heat Preparation towards the blade as well as a periodic back and forth superimposed on this movement Recirculation executes which last movement is the result of a periodic action Magnetic or electric field occurring shortening occurs, the shortening is completely eliminated at the beginning of each cutting stroke.

2. Microtome according to claim 1, characterized in that an inductance is present which contains inside a part of the holder or the fixed body and periodically of

a current flows through it, the heat capacity of the holder or the fixed Body and optionally the coil materials is chosen such that the temperature of the holder or the body increases evenly with the periodic power supply.

3. Microtome according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillatory movement of the holder perpendicular to the object on the one hand by gravity and the spring, on the other hand magnetic way is achieved.

4. microtome according to claim 3, characterized in that the holder has a permanent magnet, which cooperates with a fixed inductance in such a way that the cutting movement of the holder both as a result of gravity and under the action of the leaf spring occurs while the

Holder is effected by energizing the coil, the permanent magnet being pushed out of the coil will.

5. microtome according to claim 4, characterized in that between the oscillating Holder and the microtome rack is a bi-directional buffer.

6. Microtome according to one of the preceding claims, characterized in that the control the distance that the specimen continuously travels in the direction of the blade per unit of time, by regulating the duration of the periods in which the inductance is supplied with current will.

Considered publications:
German Patent No. 941 231;
U.S. Patent No. 2,651,236.

1 sheet of drawings

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