DE1216567B

DE1216567B - Knife holder for microtomes

Info

Publication number: DE1216567B
Application number: DES87862A
Authority: DE
Inventors: Ernest Robert Shandon
Original assignee: C Reichert Optische Werke AG
Current assignee: C Reichert Optische Werke AG
Priority date: 1962-10-15
Filing date: 1963-10-15
Publication date: 1966-05-12
Also published as: GB975795A; US3220290A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRiFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

G02dG02d

Deutsche Kl.: 42 h -16/01German class: 42 h -16/01

Nummer: 1216 567Number: 1216 567

Aktenzeichen: S 87862IX a/42 hFile number: S 87862IX a / 42 h

Anmeldetag: 15. Oktober 1963 Filing date: October 15, 1963

Auslegetag: 12. Mai 1966Opening day: May 12, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrotom-Messerhaltevorrichtung mit Klemmbacken zum Einspannen eines Mikrotommessers und einem Mechanismus zum Öffnen und Schließen der Klemmbacken zwecks Auswechselung bzw. Halterung des Messers und ist insbesondere für ein Mikrotom zur Herstellung von Schnitten aus einer gefrorenen Probe gedacht. The invention relates to a microtome knife holder with clamping jaws for clamping a microtome knife and a mechanism for opening and closing the clamping jaws for the purpose of replacing or holding the knife and is particularly useful for manufacturing a microtome thought of sections from a frozen sample.

Ein Mikrotom ist ein Präzisionsinstrument zur Herstellung sehr dünner Schnitte filmartiger Scheiben genau bemessener Dicke, z.B. in der Größenordnung einiger Mikron, von darauf befestigten Proben bzw. Untersuchungsstücken. Es umfaßt im wesentlichen ein massives Stativ mit einer Halterung zur Befestigung einer Klemm- oder Spannvorrichtung für den festzuhaltenden Untersuchungsgegenstand sowie eine Messerklemmvorrichtung, in der ein auswechselbares Mikrotommesser aufgenommen wird. Um einen Schnitt an der Probe auszuführen, werden die beiden Klemmvorrichtungen relativ zueinander derart bewegt, daß die Schneidkante des Messers in der zweckentsprechenden Neigung über die Fläche der Probe schneidet und einen Schnitt der gewünschten Dicke erzeugt.A microtome is a precision instrument used to make very thin sections of film-like slices precisely measured thickness, e.g. on the order of a few microns, of specimens attached to it or specimens. It essentially comprises a massive tripod with a bracket for Attachment of a clamping or tensioning device for the object to be examined and a knife clamping device in which a replaceable microtome knife is held. To one To perform a cut on the sample, the two clamping devices are moved relative to each other in such a way that that the cutting edge of the knife in the appropriate slope over the surface of the Sample cuts and creates a cut of the desired thickness.

Das Gefüge oder die Faserung mancher Proben ist so weich, daß bei einem Versuch zur Herstellung von Schnitten unter direkter Anwendung des Mikrotoms die erzeugten filmartigen Scheiben so sehr in sich verschoben oder zerstört werden, daß sie für eine Untersuchung ungeeignet sind. Um derartige Proben verarbeiten zu können, ist das Mikrotom üblicherweise mit einer Gefriereinrichtung versehen, die an die Stelle der Objekthalterung treten kann und Einrichtungen zum Gefrieren der Probe enthält. Wenn die Probe einmal gefroren ist, bleibt sie fest an der Gefriereinheit hängen, so daß das Gefüge bzw. die Faserung besser dem Schneidvorgang standhalten kann. Das Gefrieren erfolgt zweckmäßigerweise durch Überleiten eines Strahles von Kohlendioxyd über die Probe.The structure or the fibers of some samples are so soft that an attempt to manufacture them of sections with direct application of the microtome so much into the film-like slices produced be displaced or destroyed that they are unsuitable for investigation. To such To be able to process samples, the microtome is usually equipped with a freezer, which can take the place of the specimen holder and contains facilities for freezing the sample. Once the sample is frozen, it remains firmly attached to the freezing unit so that the structure or the grain can better withstand the cutting process. The freezing is expediently carried out through Passing a jet of carbon dioxide over the sample.

Zur Ausführung von Schnitten muß das. Mikrotommesser ebenfalls auf die Temperatur der Probe abgekühlt werden, wenn nicht die relative Wärme des Messers den Film beim Schneiden schmelzen soll, so daß er zu einem nassen Schleim auf dem Messer zusammenfällt. Eine Möglichkeit zur Kühlung des Messers besteht darin, vor der Ausführung des Schnittes einen Strahl von kühlendem Kohlendioxyd auf die Messeroberfläche zu richten, der aus der gleichen Quelle wie das Kühlmittel zum Gefrieren der Probe stammt.The microtome knife must also be cooled to the temperature of the sample in order to perform cuts if the relative heat of the knife is not supposed to melt the film while cutting, so that it collapses into a wet slime on the knife. One way to cool the knife consists in applying a jet of cooling carbon dioxide to the Align knife surface that comes from the same source as the coolant to freeze the sample originates.

Eine zweite Möglichkeit ist die Verwendung einer Messerhaltevorrichtung für MikrotomeA second possibility is to use a knife holder for microtomes

Anmelder:Applicant:

C. Reichert Optische WerkeC. Reichert Optical Works

Aktiengesellschaft, WienAktiengesellschaft, Vienna

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. K. Boehmert, DipLrlng. A. Boehmert
und Dipl.-Ing. G. Eisenführ, Patentanwälte,
Bremen, Feldstr. 24 _: Dr.-Ing. K. Boehmert, Diploma. A. Boehmert
and Dipl.-Ing. G. Eisenführ, patent attorneys,
Bremen, Feldstr. 24 _:

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Ernest Robert Shandon, LondonErnest Robert Shandon, London

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 15. Oktober 1962 (38 957)Great Britain October 15, 1962 (38 957)

thermoelektrischen Kühleinrichtung (unter Ausnutzung des Peltier-Effektes), die direkt auf der Oberfläche des Mikrotommessers befestigt ist und somitthermoelectric cooling device (using the Peltier effect), which is placed directly on the surface of the microtome knife is attached and thus

z5 das Messer bei Anschluß an einen geeigneten elektrischen Stromkreis kühlt. Indem ein gleichgerichteter elektrischer Strom in der entsprechenden Richtung den Kreis durchläuft, wird dem Mikrotommesser durch die Kühleinrichtung Wärme entzogen und an einer von dem Messer entfernten Stelle wieder abgegeben. Da jedoch Mikrotommesser häufig ausgewechselt werden, müssen sie entweder alle einzeln mit Kühleinrichtungen versehen sein, was sowohl aufwendig als auch umständlich wäre, oder die Kühleinrichtung müßte so angeordnet sein, daß man sie während des Einpassens verschiedener Messer in das Mikrotom von Messer zu Messer übernehmen könnte. Eine solche Handhabung würde jedoch sehr mühsam sein. Darüber hinaus ist es nicht möglich, die elekirische Kühlung bei Mikrotommessern anzuwenden, die weniger als 10 cm lang sind, da sonst nicht der notwendige Raum zur Unterbringung der Kühleinrichtung auf dem Messer zur Verfügung steht.z5 the knife when connected to a suitable electrical Circuit cools. By creating a rectified electric current in the appropriate direction runs through the circle, heat is removed from the microtome knife by the cooling device and turned on released at a point remote from the knife. However, since microtome knives are often changed they must either all be individually provided with cooling devices, which is both expensive would also be cumbersome, or the cooling device would have to be arranged so that it could be used during of fitting different knives into the microtome from knife to knife. However, such handling would be very troublesome. In addition, it is not possible to use the electrical Use cooling with microtome knives that are less than 10 cm long, otherwise not the The space required to accommodate the cooling device is available on the knife.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, eine Mikrotommesserhaltevorrichtung anzugeben, in der übliche Mikrotommesser verwendet und in einfacher Weise so gekühlt werden können, daß ein Aufweichen der Gefrierschnitte auf dem Messer verhindert wird.The present invention is based on the object to specify a microtome knife holder in which conventional microtome knives are used and can be cooled in a simple manner so that a softening of the frozen slices on the knife is prevented.

Die Erfindung besteht insbesondere darin, daß eine in die Klemmbacken eingesetzte an sich bekannte Wärmesenke unter Einschaltung einer wärmeleiten-The invention consists in particular in the fact that one used in the clamping jaws is known per se Heat sink with the inclusion of a heat-conducting

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den Zwischenlage vorgesehen ist, die mit dem Messer eigneter Weise mit einem Mikrotom mit einem massi-the intermediate layer is provided, which is suitable with the knife with a microtome with a massive

in Berührung steht. ven Stativ, einem Halter für eine Gefrierstufe undis in contact. ven stand, a holder for a freezer and

Ein Mikrotommesser bleibt kalt, wenn es in einer mit Einrichtungen zur Herbeiführung einer Relativgemäß den Lehren der Erfindung aufgebauten bewegung zwischen der Klemmvorrichtung und dem Klemmvorrichtung eingespannt ist, da die Wärme des 5 Halter kombiniert, so daß von einer gefrorenen Probe Messers über die Zwischenlage zur Wärmesenke ge- auf der Gefriereinheit ein dünner Schnitt abgenommen leitet wird, die bei Betrieb der Kühleinheit kalt bleibt. werden kann.A microtome knife remains cold when in a movement established between the clamping device and the relative movement according to the teachings of the invention Clamping device is clamped because the heat of the 5 holder combined, leaving a frozen sample A thin cut was made on the freezer unit with the knife over the intermediate layer to the heat sink which remains cold when the cooling unit is in operation. can be.

Die Messerklemmvorrichtung nach der Erfindung ist Zweckmäßigerweise ist das Mikrotom außerdemThe knife clamping device according to the invention is expediently the microtome as well

in der Lage, übliche· genormte Mikrotommesser auf- mit einem Objekhalter versehen, der in der Halte-able to mount common standardized microtome knives with an object holder that is placed in the

zunehmen und somit gefrorene Proben schnell und io einrichtung an Stelle der Gefrierstufe befestigt werdenincrease and thus frozen samples can be attached quickly and easily in place of the freezing stage

leicht in entsprechende filmartige Scheiben zu zer- kann, wenn es wünschenswert ist, Schnitte von einercan easily be shredded into corresponding film-like slices, if it is desirable, cuts from a

schneiden, ohne daß an den einzelnen Mikrotom- Probe oder einem blockförmigen Objekt abzunehmen,cut without removing the individual microtome sample or a block-shaped object,

messern besondere Kühleinrichtungen befestigt oder das nicht gefroren zu werden braucht. Die Erfindungknives, special cooling devices are attached or that does not need to be frozen. The invention

besondere Maßnahmen für die Kühlung des Messers wird nachfolgend an Hand der sie beispielsweise,special measures for the cooling of the knife are given below on the basis of, for example,

-vorgesehen zu werden brauchen, beispielsweise durch 15 wiedergebenden Zeichnungen im einzelnen beschrie-- need to be provided, for example, described in detail by 15 reproducing drawings-

Überleiten eines Kühlmediums, ben, in denenPassing a cooling medium, ben in which

Die Kühleinheit auf der Messerklemmvorrichtung F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstelkann unter anderem aus einem Behälter bestehen, lung der wesentlichsten Teile eines Mikrotoms zeigt, durch den man kühlendes Kohlendioxyd oder ein F i g. 2 eine Draufsicht auf eine zweiteilige Messeranderes kühlendes Medium hindurchleitet. Der Be- 20 klemmvorrichtung zur Anwendung bei dem Mikrohälter kann andererseits auch so ausgelegt sein, daß tom zeigt,The cooling unit on the knife clamping device F i g. 1 can be a schematic perspective illustration consist of a container, among other things, showing the essential parts of a microtome, through which one cools carbon dioxide or a F i g. Figure 2 is a plan view of a two-part knife passing through another cooling medium. The clamping device for use with the microcontainer on the other hand it can also be designed in such a way that tom shows

er eine bestimmte Menge flüssiger Luft oder ein an- F i g. 3 ein Schnitt durch einen Teil der in F i g, 2 deres Kühlmedium aufnimmt, das während seiner gezeigten Messerklemmvorrichtung längs der Schnitt-Verdampfung dem Messer Wärme entzieht. Die linie III-III ist,he a certain amount of liquid air or a start- F i g. 3 shows a section through part of the FIG whose cooling medium takes up the during its knife clamping device shown along the cut evaporation draws heat from the knife. The line III-III is

wärmeleitende Zwischenlage besteht zweckmäßiger- 25 F i g. 4 in der Draufsicht einen Teil einer Messerweise aus einer Platte aus Material mit guten Wärme- klemmvorrichtung ähnlich der Form wie in Fig,2 leitungseigenschaften, beispielsweise Silber, Alumi- darstellt, die einer zweiten Ausführungsform der Ernium oder Kupfer, deren eine Seite eine Wand des findung entspricht, undheat-conducting intermediate layer is expediently 25 F i g. 4 in plan view a part of a knife way made of a plate made of material with good thermal clamping device similar to the shape as in FIG. 2 Conductive properties, for example silver, aluminum, which represent a second embodiment of the Ernium or copper, one side of which corresponds to a wall of the find, and

Behälters oder der Wärmesenke und deren andere F i g, 5 einen Schnitt längs der Schnittlinie V-V inThe container or the heat sink and the other FIG. 5 shows a section along the section line V-V in

Seite eine Anlagefläche mit einer Oberflächenkontur 30 F i g. 4 zeigt.Side a contact surface with a surface contour 30 F i g. 4 shows.

bildet, die der Oberfläche des Mikrotommessers an- Das in Fig. 1 gezeigte Mikrotom enthält einwhich forms the surface of the microtome knife The microtome shown in Fig. 1 contains a

gepaßt ist. massives Stativ 1, das an eine nicht dargestellteis fit. massive tripod 1, which is attached to a not shown

Auf der Messerklemmvorrichtung können auch Tischkante angeschraubt werden kann und einen aufEinrichtungen vorgesehen sein, die das Messer unter- recht stehenden Teil 2 besitzt, der eine vertikale Spinhalb einer gewünschten Maximaltemperatur halten 35 del 3 haltert, die sich längs des Teiles 2 erstreckt und und/oder dessen Temperatur messen. Solche Einrich- an dessen beiden Enden drehbar gelagert ist, Eia tungen können aus einem Thermistor bestehen, der horizontal verlaufender Tragarm 4 ist an seinem zur Steuerung eines elektrischen Stromkreises dient, einen Ende an dem oberen Bereich der Spindel 3 welcher seinerseits den Betrieb der Kühleinheit regu- befestigt, während sein .freies Ende einen Knauf 5 liert. Andererseits oder zusätzlich kann der Ther- 40 trägt, an dem der Bedienende mit der Hand zur Ausmistor zur Steuerung eines geeigneten Stromkreises führung bogenförmiger Bewegungen des Annes 4 um dienen, der mit Temperaturanzeigeeinrichtungen ver- die Spindelachse angreift.The edge of the table can also be screwed onto the knife clamping device and one can be attached to devices be provided, which has the knife subordinate part 2, which holds a vertical spin within a desired maximum temperature 35 del 3, which extends along the part 2 and and / or measure its temperature. Such a device is rotatably mounted at both ends, Eia lines can consist of a thermistor, the horizontally extending support arm 4 is on his is used to control an electrical circuit, one end at the upper area of the spindle 3 which in turn fixes the operation of the cooling unit, while its .free end a knob 5 lates. On the other hand, or in addition, the thermistor can be worn by the operator with his hand to the Ausmistor to control a suitable circuit leading arcuate movements of the Annes 4 to serve, which attacks the spindle axis with temperature display devices.

bunden ist, um so eine Informationsmöglichkeit über Eine futteralartige Messerhaltevorrichtung oderis bound to provide information about a sheath-like knife holder or

die Messertemperatur zu erreichen. Messerklemmvorrichtung 6 ist drehbar auf dem Trag-to reach the knife temperature. Knife clamping device 6 can be rotated on the

Die bevorzugte Ausführungsform der Kühleinheit 45 arm 4 befestigt und umfaßt ein dort scharnierartig umfaßt eine thermoelektrische Kühleinrichtung oder angelenktes zweiteiliges Gußstück, dessen beide Teile -einrichtungen, die an einem elektrischen Stromkreis durch zwei Sehrauben 11 zusammengezogen werden angeschlossen werden können, welcher bei Stromfluß können und im einzelnen obere und untere Backen 7 durch die Kühleinrichtung aus ihrer unmittelbaren bzw. 8 zum Festhalten der seitlichen Abschnitte der Nähe Wärme entzieht. Eine geeignete Ausführungs- 50 oberen und unteren Flächen eines Messers 12 in den form einer thermoelektrischen Kühleinrichtung ist ein Bereichen besitzen, die von dem Mittelabschnitt der Peltierelement, das. gekühlt wird, wenn ein gleich- Schneidkante 13 einen ausreichenden Abstand begerichteter elektrischer Strom in der erforderlichen sitzen. Die Klemmbacken sind an beiden Enden mit Richtung hindurchfließt. Ein Peltier-Wärmeelement je einem Vorsprung 14 versehen, der seitlich von dem ist in Reihe mit dem Kühlelement geschaltet und in 55 Tragarm wegsteht, um jeweils ein Ende des Messers einer gewissen Entfernung von dem Messer auf einer festzuhalten.The preferred embodiment of the cooling unit 45 is attached to the arm 4 and comprises a hinge-like there includes a thermoelectric cooler or hinged two-piece casting, both parts of which devices that are pulled together on an electrical circuit by two visual hoods 11 can be connected, which can with current flow and in detail upper and lower jaws 7 by the cooling device from their immediate or 8 to hold the lateral portions of the Proximity draws heat away. A suitable embodiment 50 upper and lower surfaces of a knife 12 in the shape of a thermoelectric cooler is one having areas facing away from the central portion of the Peltier element that is cooled when a uniform cutting edge 13 is aligned a sufficient distance electric current in the required seat. The jaws are with at both ends Direction flows through it. A Peltier heating element each provided a projection 14, the side of the is connected in series with the cooling element and in 55 support arm protrudes around one end of the knife a certain distance from the knife to hold on to.

Seite einer Kühlkammer angeordnet, durch die ein Wie die Fig, 2 und 3 zeigen, ist jeder VorsprungSide of a cooling chamber arranged through which a As Figures 2 and 3 show, each projection is

Kühlmedium durchgeleitet wird. Der durch die beiden 14 im Bereich des festgehaltenen Messers 12 mit einerCooling medium is passed through. The by the two 14 in the area of the fixed knife 12 with a

Peltier-Elemente fließende Strom bewirkt, daß das Wärmesenke versehen, die aus einer in die Klemm-Current flowing through the Peltier elements causes the heat sink to be provided, which comes from a

Kühlelement Wärme entzieht, die an dem anderen 60 vorrichtung eingebauten Kühleinheit besteht. DieCooling element removes heat that is present on the other 60 built-in cooling unit. the

Element frei gesetzt und durch das Kühlmedium aus Wärmesenke umfaßt eine Metallplatte 23, deren eineElement set free and by the cooling medium from the heat sink comprises a metal plate 23, one of which

der unmittelbaren Nähe der Klemmvorrichtung ent- Seite als sich der Oberfläche des Messers 12 anpas-the immediate vicinity of the clamping device as it adapts to the surface of the knife 12

ferntwird. sende Zwischenlage ausgebildet ist und mit dieseris removed. send intermediate layer is formed and with this

Die Messerklemmvorrichtung gemäß der Erfindung Oberfläche in Berührung tritt, wenn das Messer zwikann getrennt von einem Mikrotom verwendet wer- 65 sehen den Klemmbacken 7 und 8 eingespannt ist. Die den oder dauernd an diesem befestigt sein, wie dies Platte 23 besteht aus einem Metall mit guten Wärmeüblicherweise bei Präzisionsinstrumenten der Fall ist. leitungseigensthaften, z. B. Silber, Kupfer oder AIu-Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung wird in ge- minium, so daß zwischen dem Messer 12 und einerThe knife clamping device according to the invention surface comes into contact when the knife between are used separately from a microtome 65 see the clamping jaws 7 and 8 is clamped. the which or be permanently attached to this, as this plate 23 is usually made of a metal with good heat is the case with precision instruments. line-inherent, e.g. B. silver, copper or AIu-Die clamping device according to the invention is in ge minium, so that between the knife 12 and a

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Reihe von Peltier-Kühleiementen 15, die auf der an- im Bereich des Knaufs S mit einer nicht dargestelltenRow of Peltier Kühleiementen 15, which on the an- in the area of the knob S with a not shown

deren Seite der Platte 23 unter Zwischenlage einer Auflage oder einem Führungsteil versehen, die wäh-whose side of the plate 23 is provided with the interposition of a support or a guide part, which

sehr dünnen elektrisch isolierenden Lackschicht be- rend der Schneidbewegung des Messers über dievery thin electrically insulating varnish layer to stop the cutting movement of the knife over the

festigt sind, ein guter Wärmeleitungsweg entsteht. Oberseite der Probe durch die Schiene 42 geführt ist.are fixed, a good heat conduction path is created. The top of the sample is guided through the rail 42.

Die Peltier-Kühlelemente 15 sind über eine Anzahl 5 Die Anlage bzw. der Eingriff zwischen dem Führungs-The Peltier cooling elements 15 are over a number of 5 The system or the engagement between the guide

von Halbleiterbauteilen 20 mit einem Satz von Pel- teil und der Schiene stellt sicher, daß auf denof semiconductor components 20 with a set of Pel- part and the rail ensures that on the

tier-Wärmeelementen 17 verbunden. Die Wärmeele- Knauf 5 wirkende vertikal gerichtete Kräfte nicht dietier heating elements 17 connected. The Wärmeele- Knauf 5 not acting vertically directed forces

mente 17 sind wiederum unter Zwischenlage einer Schnittdicke der Probe beeinflussen. Eine nicht dar-Elements 17 are in turn influenced by interposing a section thickness of the sample. A not dar-

sehr dünnen elektrisch isolierenden Lackschicht auf gestellte Rückholfeder hält den Tragarm normalereiner Seite einer Platte 123 aufgebracht, die ebenfalls io weise in einer Zwischenstellung auf der Schiene,A very thin electrically insulating paint layer on the return spring keeps the support arm normally clean Side of a plate 123 applied, which is also io wise in an intermediate position on the rail,

aus einem gut wärmeleitenden Metall besteht und Die zu schneidende Probe 36 ist auf einem Gefrier-consists of a metal that conducts heat well and the sample 36 to be cut is on a freezer

deren andere Oberfläche sich an einer Seite an der gerät 32 befestigt, das lösbar in einem Objekthalterthe other surface of which is attached to one side of the device 32, which is detachable in an object holder

Kammer 18 befindet, die in der Innenseite des Vor- 34 aufgenommen und dort durch eine Sicherung 35Chamber 18 is located, which is received in the inside of the front 34 and there by a fuse 35

sprungs 14 eingeformt ist. Die Kammer 18 besitzt an festgehalten wird. Das Gefriergerät 32 kann entfernt gegenüberliegenden Enden einen Einlaß 21 und einen 15 und durch eine nicht dargestellte Objekhalterung nachjump 14 is formed. The chamber 18 has to be detained. The freezer 32 can be removed opposite ends an inlet 21 and a 15 and through an object holder, not shown

Auslaß 22, um einen Kühlwasserdurchlauf zu ermög- Bedarf ersetzt werden, wenn die zu schneidende ProbeOutlet 22 to allow cooling water to pass through if necessary when the sample to be cut

liehen, und die beiden Kammern 18 zu beiden Enden nicht gefroren zu werden braucht,borrowed, and the two chambers 18 need not be frozen at either end,

des Messers 12 sind über eine biegsame Rohrleitung Das in F i g. 1 gezeigte Gefriergerät 32 enthält eineof the knife 12 are via a flexible pipeline The in F i g. Freezer 32 shown in FIG. 1 includes a

28 miteinander verbunden, so daß sie nacheinander Trommel mit einer mit ringförmigen Vertiefungen von dem Wasser durchflossen werden. Die Rohr- 20 versehenen Oberfläche zur Aufnahme von Wasser,28 connected together so that they successively drum with one with annular recesses are traversed by the water. The tube 20-provided surface for receiving water,

leitung 28 ermöglicht das Öffnen und Schließen der das beim Gefrieren der Probe 36 an das GefriergerätLine 28 enables the opening and closing of the when the sample 36 is frozen to the freezer

Klemmbacken, ohne daß man beim Auswechseln des 32 anfriert. Die Kälteerzeugung in dem GefriergerätJaws without freezing when replacing the 32. The refrigeration in the freezer

Mikrotommessers behindert wird. kann in bekannter Weise durch einen Strom vonMicrotome knife is obstructed. can in a known manner by a stream of

Jede Klemmbacke der Messerhaltevorrichtung ist kaltem Kohlendioxyd oder durch eine Anzahl von zusätzlich mit einem Temperaturfühler ausgestattet, 25 Peltier-Kühlelementen erfolgen, die in das Gefrierder aus einem Thermistor 24 besteht, der längs eines gerät 32 eingebaut sind und an eine Gleichstromder Peltier-Kühlelemente 15 befestigt ist. Elektrische quelle entsprechender Polarität sowie an eine Wärme-Klemmen 27 an jeder Klemmbacke ermöglichen den senke mit einer Anzahl von Wärmeelementen zur Ab-Ansehluß der beiden Gruppen .von Elementen 15 führung der Wärme angeschlossen sind, die von dem und 17 und des Thermistors 24 an elektrische Strom- 30 Gefriergerät 32 über die Peltier-Kühlelemente abgekreise, so daß der durch die Elemente fließende Strom zogen wird. Die zur Kälteerzeugung durch Kühlelein Abhängigkeit von der über den Thermistor 24 ge- mente in dem Gefriergerät 32 verwendete Anordnung messenen Temperatur gesteuert werden kann. kann ähnlich wie die im Zusammenhang mit denEach jaw of the knife holder is cold carbon dioxide or by a number of Additionally equipped with a temperature sensor, 25 Peltier cooling elements are placed in the freezer consists of a thermistor 24 installed along a device 32 and connected to a direct current Peltier cooling elements 15 is attached. Electrical source of the appropriate polarity as well as a heat clamp 27 on each jaw allow the sink with a number of heating elements to the connection of the two groups. of elements 15 are connected to the management of the heat generated by the and 17 and the thermistor 24 connected to electrical power 30 freezer 32 via the Peltier cooling elements, so that the current flowing through the elements is drawn. The one for cold production by Kühlelein Depending on the arrangement used in the freezer 32 via the thermistor 24 measured temperature can be controlled. may be similar to those related to the

Der Thermistor 24 ist z. B. mit einem Steuerkreis F i g. 2 und 3 beschriebene Anordnung ausgestaltetThe thermistor 24 is e.g. B. with a control circuit F i g. 2 and 3 described arrangement configured

verbunden, der den durch die Elemente 15 und 17 35 sein. In das Gefriergerät kann ebenfalls ein Ther-connected to that of the elements 15 and 17 35. A thermostat can also be installed in the freezer.

fließenden Strom automatisch regelt; er kann außer- mistor eingebaut sein, um die Temperatur zu ermit-automatically regulates flowing current; it can be built in to measure the temperature.

dem oder zusätzlich mit einem Anzeigegerät verbun- teln und den durch die Kühlelemente- fließendenconnected to or additionally to a display device and the one flowing through the cooling elements

den sein, von dem der Bedienende des Mikrotoms Strom zu steuern und/oder eine Anzeige der imbe the one from which the operator of the microtome can control current and / or a display of the im

direkt die Messertemperatur abliest. Die Thermisto- Kühlgerät herrschenden Temperatur zu ermöglichen,reads the knife temperature directly. The Thermisto cooling device to allow the prevailing temperature

ren 24 können auch mit nicht dargestellten Einstell- 40 Die Objekthalterung 34 ist auf einem vertikal ver-Ren 24 can also be used with setting 40, not shown. The object holder 34 is on a vertically

einrichtungen versehen sein, so daß es über den Ein- stellbaren Mechanismus 40 befestigt, der durch eineMeans be provided so that it is secured via the adjustable mechanism 40, which is controlled by a

stellwert des Thermistors möglich ist, die Messertem- Kugel 41 an der Unterseite des Mikrotomstativs zumcontrol value of the thermistor is possible, the Messertem ball 41 on the underside of the microtome stand for

peratur in engen Grenzen zu regeln und/oder zu Anheben oder Senken der Objekhalterung 34 betätigtTo regulate temperature within narrow limits and / or to raise or lower the Objekhalterung 34 operated

messen. wird.- Eine nicht dargestellte Mikrometerschraubemeasure up. is.- A micrometer screw, not shown

Abgesehen von den Metallplatten 23, die mit dem 45 dient zur genauen Kontrolle der Bewegung der Probe eingespannten Messer in Berührung stehen, können bezüglich der Schneidebene, in der sich die Schneidsämtliche Oberflächen der Klemmbacken mit einer kante des Messers 12 bewegt, so daß die Dicke der Wärmeisolationsschicht 30 versehen sein, um damit ausgeführten Schnitte jeweils bekannt ist.
die Wärmeleitung zwischen ihnen zu verringern. Die Bei der Benutzung des Mikrotoms löst der Be-Isolationsschicht besteht z. B. aus Kunststoffmaterial. 50 dienende zunächst die Schrauben 11 und setzt ein Aus F i g. 2 läßt sich erkennen, daß die Schrauben 11 Mikrotommesser zwischen die Klemmbacken 7 und 8 zum Zusammenziehen der beiden Klemmbacken so ein. Die Schrauben U werden dann angezogen, so angeordnet sind, daß sie nicht mit dem Mikrotom- daß die den Kühlelementen 15 zugeordneten Metallmesser in Berührung kommen, wenn es zwischen den platten 23 in einen innigen Kontakt mit den benach-Klemmbacken eingespannt ist, so daß auch hier eine 55 harten Oberflächen des Messers 12 gelangen. An-Wärmeleitung vom Messer zu den Schrauben verhin- schließend läßt man Kühlwasser zwischen dem Eindert wird, laß 21 und dem Auslaß 22 sämtlicher KühlkammernApart from the metal plates 23, which are in contact with the knife clamped in 45 is used for precise control of the movement of the specimen, all surfaces of the clamping jaws move with one edge of the knife 12 with respect to the cutting plane in which the cutting plane moves, so that the thickness of the Thermal insulation layer 30 may be provided in order to ensure that the cuts made therewith are known in each case.
to reduce the heat conduction between them. When using the microtome, the loading insulation layer dissolves consists, for. B. made of plastic material. 50 is used first of all the screws 11 and sets a from F i g. 2 it can be seen that the screws 11 microtome knives between the clamping jaws 7 and 8 for drawing the two clamping jaws together. The screws U are then tightened, are arranged so that they do not come into contact with the microtome that the metal knife associated with the cooling elements 15 when it is clamped between the plates 23 in intimate contact with the adjacent clamping jaws, so that also Here a 55 hard surfaces of the knife 12 reach. In order to prevent heat conduction from the knife to the screws, cooling water is allowed between the inlet, let 21 and the outlet 22 of all cooling chambers

Die Messerklemmvorrichtung besitzt zwei rück- 18 zirkulieren, und eine geeignete Gleichstromquelle wärts vorstehende Klemmschrauben 31, mit deren wird an die beiden Klemmen 27 in der erforderlichen Hilfe sie in einer gewünschten Winkelstellung auf 60 Polung angeschlossen, so daß die Kühlelemente 15 dem Tragarm 4 feststellbar ist. Durch Lockern dieser Wärme entziehen, die an den Heiz- oder Wärme-Schrauben läßt sich der Angriffswinkel des Messers elementen 17 abgeführt bzw. vernichtet wird. Die bezüglich der zu zerschneidenden Probe verändern. Messertemperatur kann durch die Thermistoren 24The knife clamping device has two reverse circuits and a suitable direct current source downwardly protruding clamping screws 31, with which is to the two terminals 27 in the required Help them connected in a desired angular position to 60 polarity so that the cooling elements 15 the support arm 4 can be determined. By loosening this, remove the heat that is attached to the heating or heat screws can the angle of attack of the knife elements 17 is removed or destroyed. the with respect to the sample to be cut. Knife temperature can be measured by the thermistors 24

Wie F i g. 1 erkennen läßt, ist die Bewegungsbahn festgelegt werden, oder der angenäherte Wert der ge-Like F i g. 1 shows, has the trajectory been determined, or the approximate value of the

des Messers durch eine bogenförmige Schiene 42 be- 65 wünschten Messertemperatur läßt sich aus Erfahrungthe knife temperature desired by an arcuate rail 42 can be determined from experience

stimmt, die koaxial zur Spindelachse 3 längs der aus der Zeitdauer bestimmen, die zum Abkühlen destrue, the coaxial to the spindle axis 3 along the length of the time taken to cool the

Oberseite eines gebogenen Stativabschnittes 43 an- Messers von der Raumtemperatur erforderlich ist.Top of a curved stand section 43 an- knife of the room temperature is required.

geordnet ist. Der Endabschnitt des Tragarms 4 ist Das Messer wird durch die Abführung von Wärmeis ordered. The end portion of the support arm 4 is the knife is due to the dissipation of heat

über die Platten 23 gekühlt, die ihrerseits von den Kühlelementen 15 gekühlt werden. Die über die Kühlelemente 15 abgezogene Wärme wird an den zugeordneten Heiz- oder Wärmeelementen 17 frei gesetzt und über die Platten 123 auf das Kühlmedium übertragen, das durch die entsprechenden Kammern 18 strömt. Während das Messer gekühlt wird, können die Schrauben 31 gelöst und das Messer auf den gewünschten Angriffswinkel eingestellt werden, indem man die Messerklemmvorrichtung um den Tragarm 15 dreht. Während dieser Zeitdauer kann die zu schneidende Probe auf dem Gefriergerät gefroren werden.cooled by the plates 23, which in turn are cooled by the cooling elements 15. The ones about the Heat withdrawn from cooling elements 15 is released at the associated heating or warming elements 17 and transferred via the plates 123 to the cooling medium passing through the respective chambers 18 flows. While the knife is being cooled, the screws 31 can be loosened and the knife can be adjusted to the desired position Attack angles can be adjusted by placing the knife clamp around the support arm 15 turns. During this period of time, the sample to be cut can be frozen on the freezer will.

Zur Ausführung von Schnitten greift der Bedienende den Knauf 5 am Ende des Tragarms und schwenkt den Arm in einem horizontalen Bogen um die Achse der Spindel 3. Die Rückführung des Tragarms nach Ausführung des Schnittes erfolgt durch die Rückholfeder, die außerdem dazu dient, um den vertikalen Verstellmechanismus 40 zu betätigen und die Probe entsprechend dem Dickenwert des zuvor ausgeführten Schnittes anzuheben. Die Schnittdicke läßt sich mit Hilfe einer Vorschubeinstellung verändern. Auf diese Weise wird die Höhe der Probe automatisch eingestellt, nachdem jeweils ein Schnitt ausgeführt worden ist. Anstatt der zuvor beschriebenen automatischen Einstellung läßt sich die Höhe der Probe auf dem Mikrotom auch von Hand einstellen, falls die nacheinander auszuführenden Schnitte verschiedene Dicke besitzen sollen.To make cuts, the operator grabs the knob 5 at the end of the support arm and pivots the arm in a horizontal arc around the axis of the spindle 3. The return of the support arm After the cut has been made, the return spring, which also serves to prevent the vertical adjustment mechanism 40 to operate and the sample according to the thickness value of the previous to lift the performed cut. The section thickness can be changed with the aid of a feed adjustment. In this way, the height of the specimen is automatically adjusted after each cut has been executed. Instead of the automatic adjustment described above, the height can be adjusted manually adjust the sample on the microtome if the steps are to be carried out one after the other Sections should have different thicknesses.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Messerklemmvorrichtung, in der die elektrischen Kühleinheiten durch Behälterkühleinheiten ersetzt sind. Der Einfachheit halber ist nur der Vorsprung 14 am linken Ende der oberen Klemmbacke 7 in F i g. 4 gezeigt, während der nicht dargestellte rechte Vorsprung 14 in gleicher Weise ausgestaltet ist. Der Vorsprung 14 enthält im Inneren einen Behälter 50, der von dem Material des Vorsprunges 14 durch eine doppelte Isolationsschicht 51 isoliert ist. Der Speicher 50 ist an seiner einen Seite mit einem Einlaß 52 versehen; der normalerweise durch eine nicht dargestellte Verschlußkappe verschlossen ist, sowie mit einem Auslaß 53, der an der anderen Seite des Behälters sitzt. Die Arbeitsfläche des Behälters besteht aus einer Metallplatte 54, deren Unterseite eine wärmeleitende Zwischenlage bildet, deren Oberfläche der entsprechenden Messerfläche angepaßt ist, wenn diese zwischen den Klemmbacken 7 und 8 eingespannt wird.The F i g. 4 and 5 show a knife clamping device in which the electrical cooling units are replaced by container cooling units. For the sake of simplicity is only the projection 14 at the left end of the upper jaw 7 in F i g. 4 shown during the right projection 14, not shown, is designed in the same way. The projection 14 contains in Inside a container 50, which is made of the material of the projection 14 by a double insulation layer 51 is isolated. The memory 50 is provided on one side with an inlet 52; that usually is closed by a cap, not shown, as well as with an outlet 53 which is connected to the other side of the container. The working surface of the container consists of a metal plate 54, the underside of which forms a thermally conductive intermediate layer, the surface of which forms the corresponding knife surface is adapted when it is clamped between the jaws 7 and 8.

Entsprechend F i g. 5 sind an der unteren Klemmbacke 8 der Klemmvorrichtung 6 die Messerhalteflächen der beiden Vorsprünge 14 mit einer Wärmeisolationsschicht 55 abgedeckt. Bei dieser Ausführungsform der Klemmvorrichtung ist keine elektrische Steuerung der Messertemperatur und daher auch keine Thermistor vorgesehen. Sämtliche mit dem Messer in Berührung stehenden Oberflächen beider Klemmbacken außer den metallischen Zwischenlagen sind mit einer Wärmeisolationsschicht abgedeckt, um den Wärmeübergang zwischen der Klemmvorrichtung und dem Messer zu verringern.According to FIG. 5, the knife holding surfaces of the two projections 14 with a thermal insulation layer are on the lower clamping jaw 8 of the clamping device 6 55 covered. In this embodiment the clamping device is not electrical Control of the knife temperature and therefore no thermistor provided. All with the Knife in contacting surfaces of both clamping jaws except for the metallic intermediate layers are covered with a thermal insulation layer to prevent heat transfer between the clamping device and the knife to decrease.

Um ein in der Klemmvorrichtung eingespanntes Messer zu kühlen, läßt man ein Kühlmedium, entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas, in den Behälter 50 zwischen dem Einlaß 52 und dem Auslaß 53 zirkulieren. Dieses Kühlmedium kann in einem geschlossenen Kreislauf strömen, so daß fortlaufend über die metallische Zwischenlage Wärme abgezogen und die Messertemperatur unterhalb des erforderlichen Maximalwertes gehalten wird.In order to cool a knife clamped in the clamping device, a cooling medium is left, either a liquid or a gas, circulate into the container 50 between the inlet 52 and the outlet 53. This cooling medium can flow in a closed circuit, so that continuously over the metallic liner heat is removed and the knife temperature is below the required Maximum value is held.

Die in F i g. 4 und 5 dargestellte Messerklemmvorrichtung läßt sich zum Erreichen besonders niedriger Messertemperaturen dahingehend abändern, daß der Auslaß 53 verschlossen wird und der Behälter über den Einlaß 52 mit flüssiger Luft beaufschlagt wird. Die sehr niedrige Temperatur flüssiger Luft kühlt das Messer schnell auf sehr geringe Temperaturen ab. Die Einlaßöffnung wird zweckmäßigerweise nicht verschlossen, damit die verdampfende flüssige Luft aus dem Behälter 50 entweichen kann.The in F i g. 4 and 5 shown knife clamping device can be achieved particularly lower Change knife temperatures so that outlet 53 is closed and the container over the inlet 52 is supplied with liquid air. The very low temperature of liquid air cools the knife quickly down to very low temperatures. The inlet opening is expediently not closed so that the evaporating liquid air can escape from the container 50.

Selbstverständlich sind weitere Abänderungen der oben beschriebenen Messerhalterungen möglich. Beispielsweise können die bevorzugt verwendeten, aus Silber bestehenden Zwischenlagen durch solche aus Kupfer oder Aluminium ersetzt werden, um zu einem billigeren Aufbau zu gelangen, ohne daß das Betriebsverhalten merklich beeinträchtigt wird.Of course, further modifications of the knife holders described above are possible. For example, the intermediate layers which are preferably used and are composed of silver can be composed of such Copper or aluminum can be replaced in order to get a cheaper structure without affecting the performance is noticeably impaired.

Obwohl die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung im Zusammenhang mit einem Mikrotom beschrieben worden ist, bei dem das Messer bezüglich einer zu schneidenden Probe bewegt wird, liegt es im Bereich der Erfindung, die Klemmvorrichtung auch bei Mikrotomen anzuwenden, wo das Messer ortsfest gehalten und die Probe bewegt wird und natürlich auch bei Mikrotomen, bei denen die Probe zwischen zwei Führungsflächen befestigt ist und ein in einer Klemmvorrichtung eingespanntes Messer von Hand über die Führungen bewegt wird, um den Schnitt an der Probe auszuführen.Although the clamping device according to the invention has been described in connection with a microtome where the knife is moved with respect to a sample to be cut, it is in the range the invention to use the clamping device also in microtomes where the knife is held in place and the sample is moved and of course also with microtomes where the sample is between two Guide surfaces is attached and a clamped in a clamping device knife by hand over the Guides is moved to perform the cut on the specimen.

Die erfindungsgemäß verbesserte Mikrotom-Messerhaltevorrichtung hat den Vorzug, daß in ihr das übliche Mikrotommesser eingespannt und dabei auf einer ausreichend niedrigen Temperatur gehalten werden kann, so daß in jedem Fall verhindert wird, daß ein gefrorener Schnitt auf dem Messer auftaut und in eine formlose Masse zusammenfällt, bevor der Schnitt untersucht worden ist.The inventively improved microtome knife holding device has the advantage that in it conventional microtome knife clamped and kept at a sufficiently low temperature can be, so that in any case a frozen cut is prevented from thawing on the knife and collapses into a shapeless mass before the cut has been examined.

Claims

Patent claims:

1. Microtome knife holding device with clamping jaws for clamping a microtome knife and a mechanism for opening and closing the jaws for replacement or holder of the knife, characterized by one in the clamping jaws used, known per se heat sink (50 or 15-17-20) with the inclusion of a thermally conductive Intermediate layer (54 or 23) that is in contact with the knife.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the heat sink consists of a container (50) for receiving a cooling medium, which is partially covered with thermal insulation (51) is provided that the thermally conductive intermediate layer consists of a metal plate (54), which at the same time The end wall of the container, and that the container has an inlet (52) and an outlet (53) has for the circulation of a cooling medium.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the heat sink consists of Peltier cooling elements (15-17-20) exists.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the clamping jaws are cavities (18) which serve as cooling chambers and an inlet (21) and an outlet (22)

have for the cooling medium to be passed through.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that an electrical Temperature sensor (24) to determine the knife

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temperature or is provided for actuating a temperature control device.

Considered publications: Electronic Rundschau, 1961, pp. 107 to 111.

For this purpose, 1 sheet of drawings

609 568/234 5. 66 ® Bundesdruckerei Berlin