本發(fā)明涉及一種用于冷凍顯微術(shù)的光學(xué)顯微鏡，其包括至少一個物鏡和樣本臺，該樣本臺帶有用于可在顯微鏡上冷卻的用于樣本載體支架的保持器(Halter)的凹口，其中，該凹口被蓋件蓋住。

背景技術(shù)：

冷凍固定是一種在電子顯微術(shù)中經(jīng)常采用的樣本制備方法。在此，把含有水的樣本非常迅速地冷凍(冷凍固定)至低于-150℃的溫度，也就是說，該樣本為了避免形成冰晶而被非常迅速地冷卻。已表明，冷凍固定尤其適合于結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究。待研究的對象，比如細(xì)胞、酶、病毒或脂質(zhì)分子層，由此被植入玻璃化的薄冰層中。冷凍固定的巨大優(yōu)勢在于，生物結(jié)構(gòu)能保持其原生狀態(tài)。另外，通過冷凍固定能把生物過程停止在任一時(shí)間點(diǎn)，并在這種玻璃化的狀態(tài)下，例如在冷凍電子顯微鏡中予以研究，但也可以在具有相應(yīng)的樣本冷卻的光學(xué)顯微鏡中予以研究，其中，冷凍光學(xué)顯微術(shù)主要用于找到樣本中的相關(guān)區(qū)域，這些區(qū)域被預(yù)先記下，隨后在冷凍電子顯微鏡中予以仔細(xì)觀察。

冷凍的樣本往往位于公知的電子顯微的樣本載體中，比如位于小網(wǎng)格(Netzchen)/柵格或用于掃描電子顯微術(shù)的探針中，這些樣本必須處于所謂的深冷條件下，并且避免水進(jìn)入到相應(yīng)的樣本載體支架中，因此可以把樣本載體支架帶到所述顯微鏡中的適配的保持器內(nèi)。用于結(jié)合本發(fā)明應(yīng)用的典型的樣本載體支架例如由文獻(xiàn)US 8,395,130 B2已知，就其而言，作為樣本載體承載著深冷樣本的小網(wǎng)格可以用夾子部件固定至相應(yīng)的支架。為此，把液態(tài)氮例如暫時(shí)保存在聚苯乙烯容器中，在該容器中進(jìn)行必要的操作步驟，用于將小網(wǎng)格帶到樣本載體支架中。通過由液態(tài)氮形成深冷的氮?dú)?，一方面保證了所需要的低溫，另一方面提供了無水的環(huán)境，從而防止樣本被水污染，進(jìn)而防止被冰晶污染。

為了不損害冷凍的樣本的質(zhì)量，非常重要的是，將其冷卻，并且在所用的處理器(比如冷凍固定設(shè)備、冰凍斷裂裝置、涂層裝置)或分析器(尤其是這里的冷凍光學(xué)顯微鏡與冷凍電子顯微鏡)之間無污染地轉(zhuǎn)移。

真空冷凍轉(zhuǎn)移系統(tǒng)例如是萊卡微系統(tǒng)制造商的“Leica EM VCT100”系統(tǒng)，利用這種系統(tǒng)可以把樣本載體支架從利用液態(tài)氮冷卻的操作容器中取出，并將其帶到電子顯微鏡的同樣利用液態(tài)氮冷卻的觀察腔中。

還可以利用這種儀器將樣本載體支架轉(zhuǎn)移至冷凍光學(xué)顯微鏡的被冷卻的樣本臺。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說不言而喻的是，術(shù)語“可冷卻”結(jié)合本發(fā)明意味著，標(biāo)明為可冷卻的構(gòu)件利用設(shè)置在顯微鏡上或者與該顯微鏡連接的專用的冷卻系統(tǒng)是能夠被冷卻，以保證在利用顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)對深冷的樣本予以冷卻。

顯然的是，在為了冷凍顯微術(shù)制備樣本時(shí)，要付出相當(dāng)大的努力，以避免樣本被水污染，進(jìn)而避免被冰晶污染。這一點(diǎn)，在把樣本或樣本載體或樣本載體支架轉(zhuǎn)移到冷凍光學(xué)顯微鏡的工作區(qū)域中之后，顯然也必須要得到保證，為此在現(xiàn)有技術(shù)中有用于光學(xué)顯微鏡的具有凹口的樣本臺可供使用，用于樣本載體支架的可冷卻的保持器位于該凹口中。除了保持器的冷卻之外，就這種已知的樣本臺而言，把液態(tài)氮或深冷的氮?dú)夤?yīng)給凹口或者用其沖洗凹口，其中，該凹口用蓋件蓋住，以便限制氮需求，并防止來自空氣的濕氣侵入，其方式為，利用輸入的氮?dú)饣蛘呃糜梢簯B(tài)氮產(chǎn)生的氮?dú)饨⑵鹇晕⒌某瑝?，從而防止從凹口壓出環(huán)境空氣或者流入環(huán)境空氣。在這種已知的解決方案中，蓋件是透明的，因?yàn)樯w件位于光學(xué)顯微鏡的光路中。然而，冷凍光學(xué)顯微鏡的物鏡只能被直接輸送至蓋件，由此在物鏡與樣本之間產(chǎn)生了不小的距離，這又導(dǎo)致較小的孔徑，進(jìn)而導(dǎo)致較低的分辨率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，克服冷凍光學(xué)顯微術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，且在可靠地保護(hù)樣本免受濕氣的情況下實(shí)現(xiàn)在觀察時(shí)的較大的孔徑。

為了實(shí)現(xiàn)這個目的，根據(jù)本發(fā)明對開篇所述類型的光學(xué)顯微鏡進(jìn)行如下改進(jìn)：使得樣本臺可在兩個水平方向上移動，蓋件浮動地位于樣本臺上，并且物鏡穿過在蓋件中的與物鏡對應(yīng)的凹口。通過蓋件的浮動設(shè)置，盡管物鏡穿過蓋件，仍然可以保持樣本臺的水平可移動性，以便把物鏡直接帶至樣本，以實(shí)現(xiàn)較大的孔徑。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，蓋件中的凹口是圓形的孔，該孔的直徑小于2mm，大于物鏡的要穿過蓋件的部分的直徑。這種尺寸允許在把蓋件放置到樣本臺中的凹口上之后無需很大的力氣就能使得物鏡穿過蓋件中的凹口，同時(shí)在有合理的氮需求時(shí)建立足夠大的超壓，以便可靠地保持濕氣遠(yuǎn)離樣本。

如已述，在冷凍光學(xué)顯微術(shù)中，在樣本臺的凹口中設(shè)置了用于樣本載體支架的被冷卻的保持器。為了避免熱量從樣本臺的區(qū)域輻射到樣本上，優(yōu)選對本發(fā)明的光學(xué)顯微鏡進(jìn)行如下改進(jìn)：使得樣本臺可冷卻。通過這種方式也可靠地使得樣本的周圍得到冷卻，并持久地保持樣本的所希望的狀態(tài)。

樣本臺和/或用于樣本載體支架的保持器優(yōu)選地具有氮-內(nèi)部冷卻件。這種冷卻基于的是，液態(tài)氮或者深冷的氣態(tài)氮通過相應(yīng)的冷卻導(dǎo)管被引到相關(guān)部分的內(nèi)部，由此對這些部分進(jìn)行非常高效的冷卻。在此，通過氮的流速和電加熱，可以精確地調(diào)節(jié)冷卻。

樣本臺優(yōu)選具有開口，用于將樣本載體支架輸送至用于樣本載體支架的保持器。這種開口優(yōu)選設(shè)置在樣本臺的旁側(cè)，且允許把樣本或樣本載體支架推入到樣本臺中。

但為了即使當(dāng)未推入到樣本臺中時(shí)也防止潮濕的空氣到達(dá)操作容器中的樣本，優(yōu)選對本發(fā)明進(jìn)行如下改進(jìn)：用于輸入樣本載體支架的開口能夠借助封閉設(shè)備而被封閉。該封閉設(shè)備在此可以優(yōu)選構(gòu)造成滑板、活門或類似物。

盡管樣本臺中的凹口被蓋住這種情況，但對于使用者來說重要的是，能對觀察區(qū)域進(jìn)行視覺檢查。因此優(yōu)選對本發(fā)明進(jìn)行如下改進(jìn)：蓋件具有透明的雙層玻璃片。透明允許能透過蓋件觀測，而設(shè)置雙層玻璃片能防止由于樣本臺內(nèi)部與外界之間的溫度差導(dǎo)致的并非所愿的冷凝問題。

附圖說明

下面借助附圖中示意性地示出的實(shí)施例詳述本發(fā)明。其中：

圖1為本發(fā)明的冷凍光學(xué)顯微鏡的總視圖；

圖2為本發(fā)明的冷凍光學(xué)顯微鏡的樣本臺的立體圖，并且樣本臺上的凹口未被蓋件蓋?。?/p>

圖3為本發(fā)明的冷凍光學(xué)顯微鏡的樣本臺的立體圖，并且在樣本臺上的凹口被蓋件蓋??；

圖4為穿過蓋件的物鏡的局部剖視圖；和

圖5為用于樣本載體支架的保持器的局部剖視圖。

具體實(shí)施方式

圖1中用1表示本發(fā)明的冷凍光學(xué)顯微鏡，其還包括物鏡2和樣本臺3。樣本臺3不僅可以在高度上移動，而且可以按照箭頭4在兩個水平方向上移動，以便在樣本臺3中找到樣本的相關(guān)區(qū)域。樣本臺具有開口5，用來把樣本載體支架輸送至圖2中所示的用于樣本載體支架的保持器8。蓋件6浮動地位于樣本臺3上，因而可以在該樣本臺上自由移動。物鏡2穿過蓋件6中的凹口，并在樣本臺3沿著箭頭4的方向移動時(shí)帶動該蓋件。蓋件6包括透明的雙層玻璃片6’。

在圖2中可看到樣本臺3中的凹口7，用于樣本載體支架的保持器8位于該凹口中。用于樣本載體支架的保持器8具有夾子部件9，這些夾子部件用于夾緊地固定未示出的樣本載體支架。用于樣本載體支架的保持器8具有用于深冷的氮的輸入部10和輸出部10’，以便能夠冷卻用于樣本載體支架的保持器8。這將結(jié)合圖5予以詳述。在圖2中還可看到用于引入樣本載體支架的開口5。用于封閉開口5的封閉設(shè)備11被設(shè)計(jì)成滑板11的形式。

在圖3中現(xiàn)在能看到，蓋件6完全蓋住了樣本臺3中的凹口7，以便保持從外界進(jìn)入的濕氣盡可能地少。蓋件6中的凹口12能夠使得圖1中所示的物鏡2穿過蓋件6的平面，進(jìn)而直接到達(dá)在用于樣本載體支架的保持器8中的樣本。軸圈13被裝配至凹口12，進(jìn)一步提高了物鏡2與蓋件6之間的密封效果。因?yàn)樯w件6浮動地位于樣本臺3上，所以蓋件能直截了當(dāng)?shù)乇晃镧R2帶動，進(jìn)而能夠在樣本臺3上移動。

圖4示出物鏡2穿過凹口12。軸圈13略微貼靠在物鏡2上，由此提高了物鏡2與蓋件6之間的密封效果。在圖4中還可看到，蓋件6具有雙層玻璃片6’，以預(yù)防冷凝問題。

在圖5中可看到，氮導(dǎo)管14穿過輸入部10，從而能把深冷的液態(tài)氮引入到用于樣本載體支架的保持器8的冷卻導(dǎo)管15中。該冷卻導(dǎo)管15具有開口端16，金屬玻璃料17被裝配至該開口端。氮經(jīng)由輸出部10’離開凹口7。在用于樣本載體支架的保持器8中的所述的氮-內(nèi)部冷卻件負(fù)責(zé)可靠地冷卻樣本，并排出外界濕氣。

附圖標(biāo)記清單

1 冷凍光學(xué)顯微鏡

2 物鏡

3 樣本臺

4 箭頭

5 開口

6 蓋件

6’ 透明的雙層玻璃片

7 凹口

8 樣本保持器

9 夾子部件

10 輸入部

10’ 輸出部

11 封閉設(shè)備/滑板

12 凹口

13 軸圈

14 氮導(dǎo)管

15 冷卻導(dǎo)管

16 開口端

17 金屬玻璃料。