DE19918078A1 - Microtome for cutting frozen or rigid biological samples into discs - Google Patents
Microtome for cutting frozen or rigid biological samples into discsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines Mikrotoms, das zum Schneiden in Scheiben von in Paraffin eingebetteten Spezimen bzw. Proben oder Untersuchungsstücken (so z. B. eines Teils menschlicher Haut, innerer Organe oder dergleichen) durch eine sich hin- und herbewegende Schneidklinge verwendet wird, so daß die so in Scheiben geschnittene Probe einer mikroskopischen Untersuchung unterzogen werden kann.The invention relates to an improvement of a Microtome used for slicing paraffin embedded specimens or samples or test pieces (e.g. a part of human skin, internal organs or the like) by a reciprocating Cutting blade is used so that it is sliced cut sample of a microscopic examination can be subjected.
Im allgemeinen wird eine solche Probe von einer Schneidklinge leicht in Scheiben geschnitten, wenn die Umgebungstemperatur abgesenkt wird, um die Probe zu verfestigen, wobei herkömmlicherweise folgende Verfahren zum Verfestigen des Paraffins mit abgesenkter Temperatur angewandt werden.In general, such a sample is from one Cutting blade easily sliced when the Ambient temperature is lowered to the sample solidify, conventionally following methods for Solidify the paraffin at a reduced temperature be applied.
In einem ersten Verfahren wird die Probe in einem Kühlschrank eingefroren, und dann wird die Probe in einer Atmosphäre bei Zimmertemperatur in Scheiben geschnitten. Bei dem zweiten Verfahren wird dagegen ein Mikrotom selbst in einer Kälte-Isolierbox untergebracht, innerhalb derer die Probe in dem gekühlten Zustand in Scheiben geschnitten wird.In a first method, the sample is in a Frozen, and then the sample is placed in a refrigerator Sliced atmosphere at room temperature. At The second method, on the other hand, uses a microtome itself a cold insulation box, inside which the Sample is sliced in the chilled state.
Beim ersten Verfahren besteht eine Notwendigkeit, die Schneidzeit so zu verkürzen, daß der Schneidvorgang abgeschlossen ist, bevor das Paraffin erweicht, und jede Verlängerung der Schneidzeit kann ein Problem mit sich bringen, wie z. B. die mühsame Notwendigkeit, die Probe nochmals im Kühlschrank unterzubringen und einzufrieren. In the first procedure, there is a need to Shorten the cutting time so that the cutting process is complete before the paraffin softens, and each Extending the cutting time can be a problem bring, such as B. the tedious need to test put in the fridge again and freeze.
Beim zweiten Verfahren ist das Problem des Erweichens des Paraffins während des Schneidvorgangs gelöst, da das Mikrotom in einer Kälte-Isolierbox untergebracht ist. Das Mikrotom muß jedoch vom Hochleistungstyp sein und erfordert einen geräumigen Installationsplatz sowie erhöhte Kosten.The second method is the problem of softening of the paraffin during the cutting process because the Microtome is housed in a cold insulation box. The However, microtome must be of the high performance type and requires a spacious installation space and increased costs.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die obengenannten Probleme zu lösen und ein verbessertes Mikrotom bereitzustellen, das einen Schneidvorgang unter einer Umgebungsbedingung bei Raumtemperatur auszuführen vermag.The object of the invention is therefore the above Solve problems and an improved microtome to provide a cutting process under a Ambient conditions at room temperature.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Mikrotom gemäß Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a microtome solved according to claim 1.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mikrotoms gehen aus den Unteransprüchen hervor.Preferred embodiments of the microtome according to the invention emerge from the subclaims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:In the following, the invention will be more preferred based on Embodiments with reference to the accompanying Drawing explained. The drawing shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer auf das Mikrotom gerichteten, erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 1 is a perspective view of a directed onto the microtome embodiment of the invention,
Fig. 2 eine auseinandergezogene Seitenansicht des im Mikrotom verwendeten Spannkopfs, Fig. 2 of the chuck used in the microtome an exploded side view,
Fig. 3a eine Draufsicht auf die Kühlungsplatte und Fig. 3b eine Seitenansicht derselben, Fig. 3a shows a plan view of the cooling plate, and Fig. 3b is a side view of the same,
Fig. 4 eine Seiten-Schnittansicht des Einbauzustands des Spannkopfs, Fig. 4 is a side sectional view of the mounting state of the clamping head,
Fig. 5 eine Draufsicht auf denselben, Fig. 5 is a plan view of the same,
Fig. 6 eine Ansicht zur Veranschaulichung des Durchströmens des Kühlwassers, Fig. 6 is a view to illustrate the flow through the cooling water,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform, welche die freigegebene Kassette zeigt, Fig. 7 is a perspective view of another embodiment of the present invention showing the released cassette,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der festgehaltenen bzw. eingespannten Kassette von Fig. 7, Fig. 8 is a perspective view of the held or clamped cartridge of Fig. 7,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, welche die freigegebene Kassette zeigt, Fig. 9 is a perspective view of another embodiment of the present invention showing the released cassette,
Fig. 10 eine Perspektivische Ansicht der eingespannten Kassette von Fig. 9, Fig. 10 is a perspective view of the clamped cartridge of Fig. 9,
Fig. 11 eine Seitenansicht einer Schneidklinge, und Fig. 11 is a side view of a cutting blade, and
Fig. 12 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform, welche einen Wärmetauscher zum Kühlen des Kühlwassers zeigt, das die wärmeabstrahlende Seite des elektronischen Wärmetauscherelements kühlt. Fig. 12 is a view illustrating yet another embodiment of the present invention showing a heat exchanger for cooling the cooling water that cools the heat-radiating side of the electronic heat exchanger element.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Gesamtaufbaus des Mikrotoms, wobei ein Körper A des Mikrotoms einen Spannkopf 1 zum Haltern einer Kassette 2 trägt, auf deren Oberseite ein(e) in Paraffin eingebettete(s) Spezimen bzw. Probe durch eine sich hin- und herbewegende Schneidklinge 3 in Scheiben geschnitten wird. In dieser Hinsicht ist das Mikrotom dem zum Stand der Technik gehörigen ähnlich. Fig. 1 is a perspective view of the overall structure of the microtome, wherein a body A transmits the microtome a chuck 1 for holding a cassette 2, on top of which a (s) in paraffin-embedded (s) specimen or sample by a reciprocate and moving cutting blade 3 is sliced. In this regard, the microtome is similar to that of the prior art.
Die Erfindung dient zur Verbesserung der Kühlleistung auf der Kühlungsseite durch einen neuen Aufbau des Spannkopfs 1; d. h., der Spannkopf 1 ist nun mit einem elektronischen Wärmetauschelement bestückt, beispielsweise einem Peltier- Element, um die Kassette zum Verhindern des Erweichens des Paraffins zu kühlen, während eine Kühlflüssigkeit über einen Wärmetauscher auf der wärmeabstrahlenden Seite in Umlauf gebracht wird, um die Kühlleistung auf der Kühlungsseite zu verbessern.The invention serves to improve the cooling performance on the cooling side by a new structure of the clamping head 1 ; that is, the clamping head 1 is now equipped with an electronic heat exchange element, for example a Peltier element, in order to cool the cassette to prevent the paraffin from softening, while a cooling liquid is circulated via a heat exchanger on the heat-radiating side in order to increase the cooling capacity to improve the cooling side.
Ferner ist die Rückseite der Schneidklinge 3 vorzugsweise mit dem elektronischen Wärmetauschelement verbunden, um die Schneidklinge 3 so zu kühlen, daß ein Erweichen des Paraffins während des Schneidvorgangs verhindert wird und die Kühlflüssigkeit über den Wärmetauscher auf der wärmeabstrahlenden Seite in Umlauf gebracht wird, um damit die Verbesserung der Kühlleistung auf der Kühlungsseite zu erreichen.Furthermore, the back of the cutting blade 3 is preferably connected to the electronic heat exchange element in order to cool the cutting blade 3 in such a way that the paraffin is prevented from softening during the cutting process and the cooling liquid is circulated via the heat exchanger on the heat-radiating side, so that the To achieve improvement in cooling performance on the cooling side.
Als nächstes werden nun mit Bezug auf die Fig. 2 bis 5 Einzelheiten des Spannkopfs 1 beschrieben.Details of the chuck 1 will now be described with reference to FIGS. 2 to 5.
Es ist ein mittels einer Schraube 11a am Körper A des Mikrotoms befestigter Wärmetauscher 11 vorgesehen. Der Wärmetauscher 11 ist gemäß Fig. 1 mit Verbindungslöchern 11b und 11c zum Anschließen eines Schlauchs bzw. einer Rohrleitung 1a zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit und eines Schlauchs bzw. einer Rohrleitung 1b zum Abführen der Kühlflüssigkeit ausgebildet, und das Innere des Wärmetauschers 11 ist mit einem (nicht dargestellten) Spiraldurchgang zum Umlauf des Kühlmittels ausgebildet.A heat exchanger 11, which is fastened to the body A of the microtome by means of a screw 11 a, is provided. The heat exchanger 11 is shown in FIG. 1 with connecting holes 11 b and 11 c for connecting a hose or a pipe 1 a for feeding a cooling fluid and a hose or a pipe 1 b for discharging the cooling liquid is formed, and the interior of the heat exchanger 11 is formed with a spiral passage (not shown) for circulating the coolant.
Der Wärmetauscher 11 weist einen Wärmeisolierring 12 auf, der an dessen Oberseite mittels der Schraube 11a befestigt ist, und das Peltier-Element 13 als elektronischer Wärmetauscher ist innerhalb des Wärmeisolierrings 12 an der Oberseite des Wärmetauschers 11 so befestigt, daß durch denselben ein elektrischer Strom fließt, wobei die obere Fläche desselben auf der Kühlungsseite und die untere Fläche desselben auf der wärmeabstrahlenden Seite liegt. The heat exchanger 11 has a heat insulation ring 12 , which is attached to the top by means of the screw 11 a, and the Peltier element 13 as an electronic heat exchanger is fixed within the heat insulation ring 12 on the top of the heat exchanger 11 so that an electrical current through it flows, the upper surface of which is on the cooling side and the lower surface of which is on the heat radiating side.
Es ist ferner eine mittels der Schraube 11a am Wärmetauscher 11 befestigte Kühlungsplatte 14 vorgesehen, wobei die Kühlungsplatte 14 an ihrer Flanke Löcher 14b in einem Winkelabstand von 90 Grad ausgebildet aufweist, um darin jeweils Federn 14a aufzunehmen. Außerdem ist ebenfalls in der Flanke der Platte 14 ein Loch 14c ausgebildet, das sich so zu deren Mittelabschnitt hin erstreckt, daß ein Wärmefühlerelement bzw. Temperatursensor 14d in das Loch 14c eingeführt werden kann (sh. Fig. 3). Dabei weist das Wärmefühlerelement 14d einen aus der Kühlungsplatte 14 herausreichenden Anschlußdraht auf. Dabei ist es wichtig, daß die Kühlungsplatte 14 aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Aluminium, gefertigt ist.There is further provided a means of the screw 11a at the heat exchanger 11 mounted cooling plate 14, the cooling plate 14 b on its flank holes 14 has formed at an angular distance of 90 degrees, to receive therein respective springs 14 a. In addition, a hole 14 c is also formed in the flank of the plate 14 , which extends towards the central portion thereof so that a heat sensor element or temperature sensor 14 d can be inserted into the hole 14 c (see FIG. 3). In this case 14, the heat-sensitive element on a d-reaching out from the cooling plate 14 connecting wire. It is important that the cooling plate 14 made of a material with a high thermal conductivity, such as. B. aluminum is made.
Es sind vier Befestigungsklauen 15 vorgesehen, die am Absatz 14e der Kühlungsplatte 14 angebracht sind, um die Kassette 2 so zu sichern, daß die Befestigungsklauen 15 mit den betreffenden Spitzenendabschnitten der Federn 14a in Berührung stehen, von denen ein Teil davon jeweils in die Löcher 14b eingeführt ist. Ein Klauenhaltering 16 mit einem Innengewindeabschnitt 16a ist vorgesehen. Andererseits weist die Kühlungsplatte 14 einen Gewindeabschnitt 14f um sie herum auf, der zum Eingriff mit dem Innengewindeabschnitt 16a des Klauenhalterings 16 zusammenpaßt. Während der Klauenhalter 16 eine offene Oberseite mit geneigter Innenwand 16b besitzt, haben die Befestigungsklauen 15 jeweils entsprechende Abschrägungen 15a, um mit der geneigten Innenwand 16b des Klauenhalterings 16 zusammenzupassen.There are four mounting claws 15 which are attached to the shoulder 14 e of the cooling plate 14 to secure the cassette 2 so that the mounting claws 15 are in contact with the respective tip end portions of the springs 14 a, some of which are each in the Holes 14 b is inserted. A claw retaining ring 16 with an internally threaded section 16 a is provided. On the other hand, the cooling plate 14 has a threaded portion 14 f around it which fits for engagement with the internally threaded portion 16 a of the claw retaining ring 16 . While the claw holder 16 has an open upper side with an inclined inner wall 16 b, the fastening claws 15 each have corresponding bevels 15 a to match the inclined inner wall 16 b of the claw holding ring 16 .
In diesem Zusammenhang sind Platten 17 und 17 mit hoher Wärmeleitfähigkeit, z. B. aus Aluminium, vorgesehen. Falls der Abstand zwischen der Kühlungsseite (oder der Oberseite in Fig. 2) des elektronischen Wärmetauschelements 13 und dessen wärmeabstrahlender Seite (oder der unteren Seite in Fig. 2) nicht ausreichend ist, kann die Wärme auf der wärmeabstrahlenden Seite die Kühlleistung auf der Kühlungsseite beeinträchtigen. Um diesen Abstand zu wahren, sind die Platten 17 und 17' auf der oberen Fläche und/oder der unteren Fläche des elektronischen Wärmetauscherelements 13 angebracht.In this context, plates 17 and 17 with high thermal conductivity, for. B. made of aluminum. If the distance between the cooling side (or the top in FIG. 2) of the electronic heat exchange element 13 and its heat radiating side (or the lower side in FIG. 2) is not sufficient, the heat on the heat radiating side may affect the cooling performance on the cooling side . In order to maintain this distance, the plates 17 and 17 ′ are attached to the upper surface and / or the lower surface of the electronic heat exchanger element 13 .
Fig. 4 zeigt an der Kassette 2 überstehendes Paraffin 2a, wobei im Paraffin eine Probe eingebettet ist. Genauer gesagt weist die Kassette mehrere in einer Gitterstruktur angeordnete, oben offene Kammern auf. Sodann wird die Probe oben auf die Kassette 2 gelegt und geschmolzenes Paraffin über die Probe gegossen, bis die Probe mit geschmolzenem Paraffin bedeckt ist, während die Kammern in der Kassette 2 mit geschmolzenem Paraffin gefüllt sind bzw. werden. In diesem Zustand wird die Kassette stehengelassen, bis das Paraffin erstarrt ist. Im Ergebnis erhält man die Kassette 2, die Probe und das Paraffin 2a in Form eines einzigen, einstückigen Teils mit einem erhabenen Abschnitt im oberen, mittleren Bereich hiervon. Das auf diese Weise erhaltene Teil wird der besseren Verständlichkeit halber nachstehend als Kassette 2 bezeichnet. Fig. 4 shows the cassette 2 projecting paraffin 2 a, whereby in a paraffin embedded sample. More specifically, the cassette has a plurality of chambers arranged in a lattice structure and open at the top. The sample is then placed on top of the cassette 2 and molten paraffin is poured over the sample until the sample is covered with molten paraffin while the chambers in the cassette 2 are filled with molten paraffin. In this state, the cassette is left to stand until the paraffin has solidified. As a result, one obtains the cassette 2, the sample and the paraffin 2 a a single, one-piece member having a raised portion in the top center portion thereof in the form. The part obtained in this way is referred to below as cassette 2 for the sake of clarity.
Fig. 1 zeigt eine Steuer- bzw. Regelbox B, zu der sich die vorderen Enden der mit dem Wärmetauscher 11 verbundenen Schläuche bzw. Leitungen 1a und 1b so erstrecken, daß gemäß Fig. 6 die Zuführleitung 1a mit einem Behälter 1d verbunden ist, während die Abführleitung 1b mit einer Pumpe 1c verbunden ist. Zwischen die Pumpe 1c und den Behälter 1d ist ein Kühlungs-Wärmetauscher 1e vom Luftkühlungstyp geschaltet. Wenn daher am Wärmetauscher 11 ein Temperaturanstieg erfolgt, wird die Kühlflüssigkeit am Kühlungs-Wärmetauscher 1e abgekühlt, um zum Wärmetauscher 11 zurückgeleitet zu werden. Fig. 1 shows a control box B, to which the front ends of the hoses connected to the heat exchanger 11 or lines 1 a and 1 b extend such that, according to FIG. 6, the supply line 1 a with a container 1 d is connected while the discharge line 1 b is connected to a pump 1 c. Between the pump 1 c and the container 1 d, a cooling heat exchanger 1 e of the air cooling type is connected. Therefore, when there is a temperature rise on the heat exchanger 11 , the cooling liquid is cooled on the cooling heat exchanger 1 e to be returned to the heat exchanger 11 .
Die Steuer- bzw. Regelbox E nimmt ein (nicht dargestelltes) Vorderende des Anschlußdrahts von dem in der Kühlungsplatte 14 eingebetteten Wärmefühlerelement 14d auf, um das Ausgangssignal des Wärmefühlerelements 14d so zu überwachen, daß die Kühlungsplatte 14 auf eine von der Steuer- bzw. Regelbox B vorbestimmte Temperatur eingestellt wird.The control box E (not shown) takes a leading end of the lead wire of the embedded in the cooling plate 14, heat-sensitive element 14 d, d monitor as the output signal of the heat sensing element 14 so that the cooling plate 14 to or from the control Control box B predetermined temperature is set.
In dem Spannkopf 1, wie er vorstehend erläutert wurde, wird der Klauenhaltering 16 in die Lockerungsrichtung gedreht, so daß sich die Befestigungsklauen 15 durch die Wirkung der Federn 14b aufgrund der Positionsbeziehung zwischen ihren Abschrägungen 15a und der geneigten Innenwand 16b radial nach außen bewegen können. In diesem Zustand ist die Kassette 2 zwischen den gegenüberliegenden Klauen 15 positioniert, bevor der Klauenhaltering 16 in die Befestigungsrichtung gedreht wird, so daß sich die Beabstandung zwischen den gegenüberliegenden Klauen 15 aufgrund der Positionsbeziehung zwischen den Abschrägungen 15a und der geneigten Innenwand 16b verringert, mit dem Ergebnis, daß die Kassette 2 zwischen ihnen gehaltert wird.In the chuck 1, as explained above, the jaw retainer ring is rotated in the loosening direction 16, so that the fixing lugs 15 by the action of the springs 14 b due to the positional relationship between their bevels 15 a and the inclined inner wall 16 b radially outwardly can move. In this state, the cassette 2 is positioned between the opposing claws 15 before the claw holding ring 16 is rotated in the fastening direction, so that the spacing between the opposing claws 15 is reduced due to the positional relationship between the bevels 15 a and the inclined inner wall 16 b, with the result that the cassette 2 is held between them.
Bei im Spannkopf 1 gehalterter Kassette 2 wird die Schneidklinge 3 gemäß Fig. 1 seitwärts so hin- und herbewegt, daß der erhabene Abschnitt des Paraffins 2a der Kassette 2 in Scheiben geschnitten wird, um Paraffinscheiben mit darin enthaltenen Spezimen bzw. Proben zu erhalten. Da das elektronische Wärmetauscherelement 13 von der Steuer- bzw. Regelbox B während des Schneidvorgangs so gesteuert wird, daß es auf einer vorbestimmten niedrigen Temperatur verbleibt, wird die oberhalb des elektronischen Wärmetauscherelements 13 plazierte Kühlungsplatte 14 so abgekühlt, daß die auf der Kühlungsplatte 14 befindliche Kassette 2 auf einer niedrigen Umgebungstemperatur gehalten wird, was wiederum das Paraffin 2a der Kassette 3 auf einer niedrigen Temperatur hält.With the cassette 2 held in the clamping head 1 , the cutting blade 3 is moved back and forth according to FIG. 1 so that the raised portion of the paraffin 2 a of the cassette 2 is cut into slices in order to obtain paraffin slices with specimens or samples contained therein. Since the electronic heat exchanger element 13 is controlled by the control box B during the cutting process so that it remains at a predetermined low temperature, the cooling plate 14 placed above the electronic heat exchanger element 13 is cooled so that the cassette located on the cooling plate 14 is maintained at a low ambient temperature 2, which in turn holds the paraffin 2 a of the cartridge 3 at a low temperature.
Außerdem kühlt der Umlauf der von der Steuer- bzw. Regelbox B in den Wärmetauscher 11 geschickten Kühlflüssigkeit konstant die wärmeabstrahlende Seite des elektronischen Wärmetauscherelements 13, womit die Kühlleistung an der Kühlungsseite des elektronischen Wärmetauscherelements 13 aufrechterhalten wird. In addition, the circulation of the cooling liquid sent from the control box B into the heat exchanger 11 constantly cools the heat-radiating side of the electronic heat exchanger element 13 , thus maintaining the cooling capacity on the cooling side of the electronic heat exchanger element 13 .
Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 7 und Fig. 8 eine Abwandlung des Spannkopfs 1 erläutert.Next, a modification of the chuck 1 will be explained with reference to FIG. 7 and FIG. 8.
Am Körper A des Mikrotoms ist ein Wärmetauscher 41 befestigt, dem ebenso wie bei dem vorstehend erläuterten Wärmetauscher in ihn hineinströmendes Kühlwasser zugeführt wird. Außerdem ist an der Oberseite des Wärmetauschers 41 ein (nicht dargestelltes) elektronisches Wärmetauscherelement befestigt. Dabei sind ähnlich wie beim vorhergehenden Typ Schläuche bzw. Leitungen mit dem Wärmetauscher 41 verbunden.A heat exchanger 41 is attached to the body A of the microtome and, like the heat exchanger explained above, cooling water flowing into it is supplied. In addition, an electronic heat exchanger element (not shown) is attached to the top of the heat exchanger 41 . Similar to the previous type, hoses or lines are connected to the heat exchanger 41 .
Ein stationäres Teil 43 ist an einem lateralen Ende des Wärmetauschers 41 zur Aufnahme eines lateralen Endes der Kassette 2 befestigt, wobei das stationäre Teil 43 in Form von Muttern an beiden gegenüberliegenden lateralen Enden so ausgebildet ist, daß ein Paar Gewindestangen 44 durch diese hindurch verlaufen. An den Gewindestangen 42 sind an deren distalen Enden Muttern bzw. Gewindestücke 45 aufgeschraubt.A stationary part 43 is attached to a lateral end of the heat exchanger 41 for receiving a lateral end of the cassette 2 , the stationary part 43 being formed in the form of nuts on both opposite lateral ends so that a pair of threaded rods 44 pass through them. Nuts or threaded pieces 45 are screwed onto the threaded rods 42 at their distal ends.
Eine (nicht dargestellte) Stange ist axial drehbar durch die Muttern 45 gehaltert, um wiederum axial drehbar eine mit einem Andrückelement 47 verbundene Schwenkplatte 46 zu haltern. Wenn die Schwenkplatte 46 gemäß Fig. 7 horizontal gehalten wird, verschiebt sich das Andrückelement 47 nach links in Fig. 7, um die auf der Kühlungsplatte 42 plazierte Kassette 2 gegen das stationäre Teil 43 zu drücken, womit die Kassette 2 gesichert ist. Wenn andererseits die Schwenkplatte 46 gemäß Fig. 8 aufrechtstehend gehalten wird, verschiebt sich das Andrückelement 47 nach rechts von der Kassette 2 weg, um ein Herausnehmen der Kassette 2 zu ermöglichen.A rod (not shown) is axially rotatably supported by the nuts 45 in order to in turn axially rotatably hold a pivot plate 46 connected to a pressing element 47 . When the swing plate 46 is held as shown in FIG. 7 horizontal, the pressing member 47 moves to the left in Fig. 7, in order to press the placed on the cooling plate 42 cartridge 2 against the stationary part 43, bringing the cassette 2 is secured. On the other hand, the pivot plate 46 as shown in FIG. 8 is held in an upright position, the pressing member 47 moves to the right of the cassette 2 away so as to enable a removal of the cassette 2.
Wie beim Vorhergehenden Typ ist ein (nicht dargestelltes) Wärmefühler- bzw. Temperatursensorelement in die Kühlungsplatte 42 eingebettet. Dabei weist das Wärmefühlerelement einen Anschlußdraht und einen Schlauch bzw. eine Leitung auf, die so mit der Steuer- bzw. Regelbox B verbunden sind, daß das elektronische Wärmetauscherelement auf eine- bestimmte Temperatur zur Kühlung der Kassette 2 eingestellt wird, während es auch den Wärmetauscher 41 kühlt, um die Leistungsfähigkeit des elektronischen Wärmetauscherelements wie beim vorher erläuterten Typ zu verbessern.As with the previous type, a heat sensor element (not shown) is embedded in the cooling plate 42 . The heat sensor element has a connecting wire and a hose or a line, which are connected to the control box B in such a way that the electronic heat exchanger element is set to a certain temperature for cooling the cassette 2 , while it is also the heat exchanger 41 cools to improve the performance of the electronic heat exchanger element as in the previously explained type.
Als nächstes wird eine weitere Abwandlung des Spannkopfs 5 mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 erklärt.Next, another modification of the chuck 5 will be explained with reference to FIGS. 9 and 10.
Dabei ist ein Wärmetauscher 51 an einem Körper A des Mikrotoms befestigt und weist eine ähnliche Struktur wie die vorher beschriebenen Typen auf, welche das Einströmen von Kühlflüssigkeit ermöglichen. Der Wärmetauscher 51 weist ein auf seiner Oberseite befestigtes elektronisches Wärmetauscherelement (nicht dargestellt) auf. Ferner ist an der Oberseite des Wärmetauscherelements eine Kühlungsplatte 52 befestigt. Dabei ist wie bei der vorher erläuterten Abwandlung ein (nicht dargestellter) Schlauch bzw. eine Leitung am Wärmetauscher 51 angeschlossen.A heat exchanger 51 is attached to a body A of the microtome and has a similar structure to the types described above, which allow the inflow of cooling liquid. The heat exchanger 51 has an electronic heat exchanger element (not shown) attached to its upper side. Furthermore, a cooling plate 52 is attached to the top of the heat exchanger element. Here, as in the previously explained modification, a hose (not shown) or a line is connected to the heat exchanger 51 .
Die Kühlungsplatte 52 weist ein an einem lateralen Ende derselben befestigtes Aufnahmeelement 53 auf, das zur Aufnahme eines lateralen Endes der Kassette ausgebildet ist.The cooling plate 52 has a receiving element 53 which is fastened to a lateral end thereof and which is designed to receive a lateral end of the cassette.
Die Kühlungsplatte 52 weist eine axial an ihr gehalterte Schwenkplatte 54 auf. Ein Handgriff 55 ist mit der Schwenkplatte 54 gekoppelt vorgesehen, wobei die Schwenkplatte 54 bei Drehung des Handgriffs 55 gemäß Fig. 9 im Uhrzeigersinn ebenfalls im Uhrzeigersinn gedreht wird.The cooling plate 52 has a pivot plate 54 axially supported on it. A handle 55 is provided coupled to the swivel plate 54 , the swivel plate 54 also being rotated clockwise when the handle 55 is rotated clockwise according to FIG. 9.
Wenn dagegen der Handgriff 55 gemäß Fig. 10 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird die Schwenkplatte 54 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die Kassette gegen das Aufnahmeelement 53 zu drücken. Wenn dann der Handgriff 55 gemäß Fig. 9 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich die Schwenkplatte 54 von der Kassette 2 weg, damit die Kassette 2 herausgenommen werden kann. On the other hand, when the handle 55 is rotated counterclockwise as shown in FIG. 10, the pivot plate 54 is also rotated counterclockwise to press the cassette against the receiving member 53 . Then, when the handle 55 is rotated clockwise as shown in FIG. 9, the swing plate 54 moves away from the cassette 2 so that the cassette 2 can be removed.
Dabei weist die Kühlungsplatte 52 ein wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen in diese eingebettetes (nicht dargestelltes) Wärmeelement auf, das einen Anschlußdraht und einen Schlauch bzw. eine Leitung mit der Steuer- bzw. Regelbox so verbunden hat, daß das elektronische Wärmetauscherelement gesteuert wird, um eine Temperatur zur Kühlung der Kassette 2 einzustellen, während der Wärmetauscher 51 zum Zweck der Verbesserung der Leistungsfähigkeit des elektronischen Wärmetauscherelements wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen gekühlt wird.In this case, the cooling plate 52 has a heating element (not shown) embedded therein (as in the embodiments explained above), which has connected a connecting wire and a hose or a line to the control box in such a way that the electronic heat exchanger element is controlled, to set a temperature for cooling the cassette 2 while cooling the heat exchanger 51 for the purpose of improving the performance of the electronic heat exchanger element as in the above-described embodiments.
Bei jeder der vorstehend erläuterten Ausführungsformen wird die Kassette 2 ausreichend abgekühlt, um ein Erweichen des Paraffins zu verhindern und damit sicherzustellen, daß die ansonsten zeitaufwendigen Schneidvorgänge mittels der Schneidklinge einwandfrei ausgeführt werden. Es besteht jedoch ein Problem insofern, als der Schneidvorgang nicht effektiv erfolgt, wenn sich die Schneidklinge aufgrund der Umgebungstemperatur erwärmt.In each of the embodiments described above, the cassette 2 is cooled sufficiently to prevent the paraffin from softening and thus to ensure that the otherwise time-consuming cutting operations are carried out properly by means of the cutting blade. However, there is a problem in that the cutting operation is not effective when the cutting blade heats up due to the ambient temperature.
Dementsprechend ermöglicht es die Erfindung auch, den Schneidvorgang auch mittels einer gekühlten Schneidklinge 3 auszuführen, indem ein elektronisches Wärmetauscherelement an der Schneidklinge 3 angebracht wird, während man Kühlflüssigkeit durch den Wärmetauscher zirkulieren läßt. Die Erläuterung hierzu wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 11 gegeben.Accordingly, the invention also enables the cutting operation to be carried out by means of a cooled cutting blade 3 by attaching an electronic heat exchanger element to the cutting blade 3 while cooling liquid is circulated through the heat exchanger. The explanation is given below with reference to FIG. 11.
Wie beim Stand der Technik ist die Schneidklinge 3 lösbar mit einer Austauschklinge 31 verbunden. Sie weist eine auf ihrer Rückseite befestigte Kühlungsplatte 32 auf, die einen an ihrer Rückseite angebrachten Wärmetauscher 34 aufweist. As in the prior art, the cutting blade 3 is detachably connected to an exchange blade 31 . It has a cooling plate 32 fastened on its rear side, which has a heat exchanger 34 attached to its rear side.
Dabei ist wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen ein Wärmefühlerelement in die Kühlungsplatte 32 eingebettet. Ferner sind Schläuche bzw. Leitungen 1f und 1g mit dem Wärmetauscher 34 Verbunden, in dem Flüssigkeitsdurchgänge ausgebildet sind. Dabei sind der Anschlußdraht und die Schläuche 1f und 1g an die Steuer- bzw. Regelbox B angeschlossen, um sicherzustellen, daß die Schneidklinge 3 auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird, während die Kühlflüssigkeit auf der wärmeabstrahlenden Seite des elektronischen Wärmetauscherelements zirkuliert, um die Leistung des elektronischen Wärmetauscherelements zu verbessern.Here, as in the embodiments explained above, a heat sensor element is embedded in the cooling plate 32 . Furthermore, hoses or lines 1 f and 1 g are connected to the heat exchanger 34 , in which liquid passages are formed. Here, the lead wire and the hoses 1 f and 1 g are connected to the control box B to ensure that the cutting blade 3 is kept at a low temperature while the cooling liquid circulates on the heat radiating side of the electronic heat exchanger element to the To improve the performance of the electronic heat exchanger element.
Auf diese Weise wird die Schneidklinge 3 gekühlt, während die Kassette 2, wie vorstehend erläutert, so gekühlt wird, daß ein Erweichen bzw. Verflüssigen des Paraffins selbst dann verhindert wird, wenn der Schneidvorgang lange dauert, mit dem Ergebnis, daß die Notwendigkeit der mühsamen Arbeit des wiederholten Abkühlens der Kassette wie beim Stand der Technik eliminiert wird, und sichergestellt wird, daß die resultierende, in Scheiben geschnittene Probe einwandfrei in kurzer Zeit erhalten wird.In this way, the cutting blade 3 is cooled while the cassette 2 , as explained above, is cooled so as to prevent the paraffin from softening or liquefying even when the cutting operation takes a long time, with the result that the need for laborious Repeated cooling of the cassette as in the prior art is eliminated, and it is ensured that the resulting sliced sample is properly obtained in a short time.
Mit Bezug auf die Schneidklinge 3 wurde zwar bei allen Ausführungsformen darauf hingewiesen, daß diese sich seitwärts hin- und herbewegen kann. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch auch dann anwendbar, wenn die Schneidklinge 3 stationär gestaltet ist, während der Spannkopf beweglich gestaltet ist.With regard to the cutting blade 3 , it was pointed out in all embodiments that it can move back and forth sideways. Of course, however, the invention can also be used if the cutting blade 3 is designed to be stationary while the clamping head is designed to be movable.
Als Beispiel zur Kühlung des Kühlwassers in der Steuer- bzw. Regelbox B ist eine Erläuterung bezüglich eines Kühlungs-Wärmetauschers 1e eines Luftkühlungstyps, der ein Gebläse verwendet, gegeben worden. Angesichts der Tatsache jedoch, daß die elektronischen Wärmetauscherelemente 12 und 33 umso wirksamer arbeiten, je niedriger die Temperatur auf der wärmeabstrahlenden Seite ist, wird die nächste Art der Ausführung angewandt, wie sie Fig. 12 zeigt. Nachstehend wird die Erläuterung zu einer solchen Ausführungsform gegeben.As an example of cooling the cooling water in the control box B, an explanation has been given regarding a cooling heat exchanger 1 e of an air cooling type using a blower. However, in view of the fact that the lower the temperature on the heat radiating side, the more effective the electronic heat exchanger elements 12 and 33 operate, the next type of embodiment as shown in Fig. 12 is adopted. The explanation of such an embodiment is given below.
In Fig. 12 ist ein Kühlungs-Wärmetauscher 11e in dem Wasserbehälter 11i untergebracht, der durch ein Kühlaggregat 11h gekühlt wird. Das durch den so aufgebauten Kühlungs- Wärmetauscher 11e durchgeleitete Kühlwasser wird auf -20°C abgekühlt, so daß die wärmeabstrahlenden Seiten der elektronischen Wärmetauscher 12 und 33 auf eine derart niedrige Temperatur heruntergekühlt werden. Im Ergebnis ist es möglich, die Kühlungsplatten 14, 42 und 52 und die Schneidklinge 3 auf -30°C bis -60°C abzukühlen.In Fig. 12, a cooling heat exchanger 11 e is housed in the water tank 11 i, which is cooled by a cooling unit 11 h. The cooling water passed through the cooling heat exchanger 11 e thus constructed is cooled to -20 ° C., so that the heat-radiating sides of the electronic heat exchangers 12 and 33 are cooled down to such a low temperature. As a result, it is possible to cool the cooling plates 14 , 42 and 52 and the cutting blade 3 to -30 ° C to -60 ° C.
Bei dieser Ausführungsform werden die beiden Wärmetauscher 11 und 34 von einer Pumpe 1c über einen Verteiler 1j mit Kühlwasser versorgt, während das Kühlwasser von den jeweiligen Wärmetauschern 11 und 34 zum Kühlungs- Wärmetauscher 11e über einen Verteiler 1k zurückgeführt wird; somit werden die beiden Wärmetauscher 11 und 34 mittels eines einzigen Kühlaggregats 11h über den Kühlungs-Wärmetauscher 11e gekühlt. Dabei ist das Kühlmittel ein Gemisch aus 50% Frostschutzmittel, wie z. B. Alkohol, und 50% Wasser.In this embodiment, the two heat exchangers 11 and 34 are supplied with cooling water by a pump 1 c via a distributor 1 j, while the cooling water is returned from the respective heat exchangers 11 and 34 to the cooling heat exchanger 11 e via a distributor 1 k; thus the two heat exchangers 11 and 34 are cooled by means of a single cooling unit 11 h via the cooling heat exchanger 11 e. The coolant is a mixture of 50% antifreeze, such as. B. alcohol, and 50% water.
Die Erläuterung wurde bislang mit Bezug auf die vorhergehende Ausführungsform gegeben, bei der als Beispiel die Situation herangezogen wurde, bei der die in Scheiben zu schneidende Probe in einem Raum freiliegt. Falls die Raumtemperatur jedoch zu hoch ist, können die Kühlungsplatten 14, 42, 52 und die Schneidklinge 3 durch die Raumtemperatur erwärmt werden, und es ist nicht möglich, sie auf das erforderliche Niedrigtemperaturniveau herunterzukühlen. Deshalb sind diejenigen Abschnitte, wo der Schneidvorgang stattfinden soll (die Abschnitte außer der Steuer- bzw. Regelbox B gemäß Fig 6 und der Schneidklinge 31 gemäß Fig. 11), mit einem Wärmedämmaterial bedeckt, um sie gegenüber der Außentemperatur zu isolieren; somit erfolgt der Schneidvorgang unter der erforderlichen niedrigen Temperatur. The explanation has so far been given with reference to the previous embodiment, taking as an example the situation where the sample to be sliced is exposed in a room. However, if the room temperature is too high, the cooling plates 14 , 42 , 52 and the cutting blade 3 can be heated by the room temperature and it is not possible to cool them down to the required low temperature level. Therefore, those sections where the cutting operation is to take place (the sections except for the control box B according to FIG. 6 and the cutting blade 31 according to FIG. 11) are covered with a thermal insulation material in order to insulate them from the outside temperature; thus the cutting process takes place at the required low temperature.
Außerdem wurde die Erläuterung mit Bezug auf die vorangehenden Ausführungsformen gegeben, indem Beispiele derjenigen Situationen herangezogen wurden, in denen die durch Einbetten der Probe in Paraffin 2a gebildete Kassette durch die Spannköpfe 1 oder 4 gegen die Kühlungsplatten 14, 42 oder 52 gehalten wurden. Ein Probe bzw. Spezimen kann jedoch auch direkt auf der Kühlungsplatte 14, 42 oder 52 plaziert werden, so daß die Probe und die Kühlungsplatte zu einem einstückigen Körper geformt werden, woraufhin der so geformte einstückige Körper in den Spannkopf aufgenommen wird, wo eine zusätzliche Kühlung der Probe und der Kühlungsplatte mittels des elektronischen Wärmetauscherelements den gefrorenen Zustand derselben aufrecht erhält und die Probe dann dem Schneidvorgang unterzogen wird.In addition, the explanation with reference to the foregoing embodiments has been given by examples of those situations were used, in which were held by embedding the sample in paraffin 2 a formed cassette by the clamping heads 1 or 4 against the cooling plates 14, 42 or 52nd However, a sample or specimen can also be placed directly on the cooling plate 14 , 42 or 52 so that the sample and the cooling plate are molded into an integral body, whereupon the molded integral body is received in the chuck where additional cooling is provided maintains the frozen state of the sample and the cooling plate by means of the electronic heat exchanger element, and the sample is then subjected to the cutting process.
Ferner wird, wie vorstehend beschrieben, das Ausgangssignal von dem in der Kühlungsplatte 14 eingebetteten Wärmefühlerelement 14d in die Steuer- bzw. Regelbox B eingegeben, so daß die Steuerung bzw. Regelung zum Erhalt einer konstanten Temperatur an der Steuerbox B durchgeführt wird. Im einzelnen wird die Ausgangsgröße des Wärmefühlerelements 14d der Proportionalsteuerung unterzogen, und zwar so, daß die Pulsdauer durch einen Pulsdauermodulator gemäß eines Verhältnisses verändert wird, das durch eine solche Proportionalsteuerung erhalten wird, um konstant ein Ausgangssignal an das elektronische Wärmetauscherelement 13 abzugeben. Damit wird die Fluktuation bei der eingestellten Temperatur im Vergleich zu der Ein-Aus-Steuerung, die durchgeführt wird, nachdem ein bestimmter Temperaturpegel in der Kühlungsplatte 14 erreicht ist, geringer gehalten.Furthermore, so that the control or regulation is carried out to obtain a constant temperature on the control box B as described above is input, the output signal from the embedded in the cooling plate 14, heat-sensitive element 14 d in the control box B. Specifically, the output of the heat sensor element 14 d is subjected to the proportional control so that the pulse duration is changed by a pulse duration modulator in accordance with a ratio obtained by such a proportional control to constantly output an output signal to the electronic heat exchanger element 13 . This keeps the fluctuation at the set temperature lower compared to the on-off control performed after a certain temperature level in the cooling plate 14 is reached.
Wie vorstehend erläutert, ist die Erfindung durch das Bereitstellen eines Spannkopfs zum Haltern der Kassette, einer Kühlungsplatte, eines elektronischen Wärmetauscherelements, wie z. B. eines Peltier-Elements, und eines auf der wärmeabstrahlenden Seite des elektronischen Wärmetauscherelements angebrachten Wärmetauschers gekennzeichnet, wobei ein im Wärmetauscher in Umlauf zu bringendes Kühlwasser durch den Wärmetauscher auf der Steuerboxseite vor dem Zirkulieren gekühlt wird. Daher kann selbst ein Schneidvorgang bei Raumtemperatur oder ein länger dauernder Schneidvorgang auf einfache Weise geschnittene Proben liefern. Außerdem ist die Bedienung des Systems einfach, da Kühlwasser nicht ausströmen kann.As explained above, the invention is by Providing a clamping head for holding the cassette, a cooling plate, an electronic one Heat exchanger element, such as. B. a Peltier element, and one on the heat radiating side of the electronic Heat exchanger element attached heat exchanger characterized, one in circulation in the heat exchanger bringing cooling water through the heat exchanger on the Control box side is cooled before circulating. Therefore even a cutting process at room temperature or longer continuous cutting process easily cut Deliver samples. In addition, the operation of the system easy because cooling water cannot flow out.
Da ferner das Befestigungsmittel zum lösbaren Haltern der Kassette Befestigungsklauen aufweist, die elastisch gegen die Vorbelastungskraft von Federn an die Kühlungsplatte gedrückt werden, um die Kassette dazwischen festzuhalten, sowie einen Klauenhaltering, der eine Bewegung der Befestigungsklauen gegen die Federvorbelastung zur Kassette hin bewirkt, indem die Kühlungsplatte in den Klauenhaltering eingeschraubt wird, wird die Kassette sicher in einem kleineren Aufbau und mit geringeren Kosten gehaltert.Furthermore, since the fastener for releasable mounting the cassette has fastening claws that are elastic against the preload force of springs on the cooling plate pressed to hold the cassette in between as well as a claw retaining ring that prevents movement of the Fastening claws against the spring preload on the cassette by placing the cooling plate in the claw retaining ring is screwed in, the cassette is securely in one smaller structure and supported at lower costs.
Da darüberhinaus eine Kühlungsplatte in bzw. an der Schneidklinge, ein elektronisches Wärmetauscherelement, z. B. ein Peltier-Element, zum Kühlen der Kühlungsplatte, ein Wärmetauscher auf der wärmeabstrahlenden Seite des elektronischen Wärmetauscherelements, sowie eine mit dem Spannkopf verbundene Steuer- bzw. Regelbox vorgesehen sind, um den Wärmetauscher so zu kühlen, daß nicht nur die Kassette, sondern auch die Schneidklinge gekühlt wird, wird sichergestellt, daß es bei jedem längerdauernden Schneidvorgang nicht zum Erweichen oder Verflüssigen des Paraffins kommt.In addition, since a cooling plate in or on the Cutting blade, an electronic heat exchanger element, e.g. B. a Peltier element for cooling the cooling plate Heat exchanger on the heat radiating side of the electronic heat exchanger element, and one with the Control box connected to the clamping head are provided, to cool the heat exchanger so that not only the Cassette, but also the cutting blade is cooled made sure that it lasted for any length of time Cutting process not to soften or liquefy the Paraffins is coming.
Claims (7)
einen Körper (A),
eine Kühlungsplatte (14), auf der die Probe in erstarrtem Zustand zu befestigen ist, wobei die Kühlungsplatte (14) am Körper (A) befestigt zu werden vermag,
ein elektronisches Wärmetauscherelement (13), das die Kühlungsplatte (14) zu kühlen vermag, sowie
eine Einrichtung (11, B, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zum Kühlen der wärmeabstrahlenden Seite des elektronischen Wärmetauscherelements (13).1. Microtome for cutting a specimen or a sample into slices, characterized in that it comprises:
a body (A),
a cooling plate ( 14 ) on which the sample is to be fastened in the solidified state, the cooling plate ( 14 ) being able to be fastened to the body (A),
an electronic heat exchanger element ( 13 ) which is able to cool the cooling plate ( 14 ), and
a device ( 11 , B, 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e) for cooling the heat-radiating side of the electronic heat exchanger element ( 13 ).
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