JPH06123799A - Sample holder for X-ray microscope - Google Patents

Sample holder for X-ray microscope

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JPH06123799A
JPH06123799A JP3264165A JP26416591A JPH06123799A JP H06123799 A JPH06123799 A JP H06123799A JP 3264165 A JP3264165 A JP 3264165A JP 26416591 A JP26416591 A JP 26416591A JP H06123799 A JPH06123799 A JP H06123799A
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sample
ray
holder
capsule
chamber
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Katsumi Sugizaki
克己 杉崎
Takashi Matsubara
隆 松原
Hisao Fujisaki
久雄 藤崎
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Abstract

PURPOSE:To prevent failure and swell of the X-ray transmission file of a sample capsule. CONSTITUTION:In a sample holder for X-ray microscope which consists of at least a main holder 1b and a pressing holder 1a having concave in one or both of them for forming a sample capsule-containing chamber 12 in between the two by contacting both holders and has an opening 4 for X-ray transmission, the opening 4 is blocked with an X-ray transmission film 14a. By this, a pressurizing chamber 15 is formed and the X-ray transmission film 8a does not directly touch the vacuum so that failure and swell are prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、X線顕微鏡の観察に
使用される試料ホルダに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample holder used for observing an X-ray microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、医学や生物工学の分野では、通常
の可視光(波長λ=約 400nm〜 800nm) を用いる顕微鏡
よりも解像度が高く、しかも生きた試料(以下、生物試
料と言う)、たとえば、細胞、バクテリア、精子、染色
体、ミトコンドリア、べん毛等を鮮明に観察することの
できる新しい顕微鏡の実現を求める声が日増しに高まっ
ている。その理由は、従来の高解像度の電子顕微鏡で
は、生物試料を観察することができないからである。そ
こで、可視光を用いる従来の顕微鏡に代えて、波長λ=
2〜5nmの軟X線を用いるX線顕微鏡の検討が進めら
れ、具体的に開発されつつある。たとえば図4は、この
ようなX線顕微鏡の簡単な構造と光学系を示したもので
あり、X線発生器Gから出射したX線は、コンデンサー
光学系Cで集光されて試料カプセルBを照射する。そし
て、試料カプセルBを透過したX線は、結像光学系Iに
より、試料の像を撮像装置K上に結像させる。この像は
モニタ装置(テレビ画面)M上に映しだされる。X線発
生器Gから撮像装置Kまでの光路長は、たとえば2m程
度である。また、Rは鏡筒用真空容器で、Vはこの容器
R内を真空に排気するための排気系である。Hは、試料
カプセルBを保持する試料ホルダである。
2. Description of the Related Art In recent years, in the fields of medicine and biotechnology, the resolution is higher than that of a microscope using ordinary visible light (wavelength λ = about 400 nm to 800 nm), and a living sample (hereinafter referred to as biological sample), For example, there is an increasing demand for a new microscope capable of clearly observing cells, bacteria, sperms, chromosomes, mitochondria, flagella, etc. The reason is that conventional high-resolution electron microscopes cannot observe biological samples. Therefore, instead of the conventional microscope using visible light, the wavelength λ =
An X-ray microscope using soft X-rays of 2 to 5 nm has been studied and is being specifically developed. For example, FIG. 4 shows a simple structure and an optical system of such an X-ray microscope. The X-ray emitted from the X-ray generator G is condensed by the condenser optical system C and the sample capsule B is collected. Irradiate. Then, the X-ray transmitted through the sample capsule B forms an image of the sample on the imaging device K by the imaging optical system I. This image is displayed on the monitor device (television screen) M. The optical path length from the X-ray generator G to the image pickup device K is, for example, about 2 m. Further, R is a vacuum container for the lens barrel, and V is an exhaust system for exhausting the inside of the container R to a vacuum. H is a sample holder that holds the sample capsule B.

【0003】以上のように、その基本構成についての構
想はすでに明らかにされてきているものの、実際には、
X線顕微鏡の実現にはいくつかの解決すべき課題があ
り、いまだ試作の段階にある。X線顕微鏡についてまず
原理的に前提とされることは、軟X線は、物質内を透過
したときに物質によって吸収され、物質内の透過光路長
(単位長さ)当たりの吸収率、すなわち線吸収係数は、
物質の密度に比例し、一般には波長が長くなるほど高く
なることである。図5(a)(b)は、いくつかの物質
の線吸収係数スペクトルを示したものである。このよう
に物質に応じて線吸収係数が異なることを利用して生物
試料を観察することができる。
As described above, although the concept of the basic structure has already been clarified, in reality,
The realization of an X-ray microscope has some problems to be solved, and it is still in the prototype stage. First of all, it is assumed in principle about an X-ray microscope that soft X-rays are absorbed by a substance when they pass through the substance, and the absorption rate per transmission optical path length (unit length) in the substance, that is, the line The absorption coefficient is
It is proportional to the density of the substance, and generally becomes higher as the wavelength becomes longer. 5 (a) and 5 (b) show the linear absorption coefficient spectra of some substances. As described above, a biological sample can be observed by utilizing the fact that the linear absorption coefficient differs depending on the substance.

【0004】しかしながら、軟X線は、空気の大部分を
占める窒素によって吸収されてしまうため、図4に示し
たX線発生器Gから生物試料まで、また、生物試料から
撮像装置Kまでを真空空間(たとえば、4.8 ×10-2Pa)
にしなければならない。一方、生物試料はこのような真
空空間では死滅してしまうので、適当な液体の媒質(た
とえば水、培養液、体液、生理食塩水など)に浮遊さ
せ、これを適当な容器に入れて保護する必要がある。こ
のような容器を一般に試料カプセルと呼んでおり、初期
の試料カプセルでは、図6に示すように、リング状のス
ペーサ(7)とこれを挟む一対の基板(8)に配設した
X線透過膜(8a)(たとえば、厚さが0.05〜0.1 μm
程度の窒化シリコン薄膜)とを有している。スペーサ
(7)とこれを挟む一対のX線透過膜(8a)で囲まれ
た空間は、試料室(13)と呼ばれ、ここに“媒質とそ
の中に浮遊する生物試料”が満たされる。この試料室
(13)は当然にも真空空間から隔離された密閉空間で
ある。
However, since soft X-rays are absorbed by nitrogen, which occupies most of the air, the X-ray generator G shown in FIG. 4 to the biological sample and the biological sample to the image pickup device K are vacuumed. Space (for example, 4.8 × 10 -2 Pa)
I have to On the other hand, since biological samples die in such a vacuum space, they are suspended in an appropriate liquid medium (eg, water, culture solution, body fluid, physiological saline, etc.) and placed in an appropriate container for protection. There is a need. Such a container is generally called a sample capsule, and in the initial sample capsule, as shown in FIG. 6, an X-ray transparent material arranged on a ring-shaped spacer (7) and a pair of substrates (8) sandwiching the spacer (7). Membrane (8a) (for example, having a thickness of 0.05 to 0.1 μm)
Silicon nitride thin film). The space surrounded by the spacer (7) and the pair of X-ray transmissive films (8a) sandwiching the spacer (7) is called a sample chamber (13), and the space is filled with "medium and biological sample suspended therein". This sample chamber (13) is, of course, a closed space isolated from the vacuum space.

【0005】このカプセル構造では、スペーサ(7)を
一対のX線透過膜(8a)で挟み、試料室(13)内に
試料を入れ、スペーサ(7)とX線透過膜(8a)との
界面を接着剤または密封剤で接着する。形成された試料
カプセルは分解しないので利便性のよいものとなる。な
お、接着せずに、基板(8)方向から一対のX線透過膜
(8a)でスペーサ(7)を挟むように緊締する機械的
な接合手段で試料カプセルを一体化してもよい。
In this capsule structure, the spacer (7) is sandwiched between a pair of X-ray permeable membranes (8a), the sample is placed in the sample chamber (13), and the spacer (7) and the X-ray permeable membrane (8a) are separated. The interfaces are glued or glued together. The formed sample capsule is not decomposed, which is convenient. Alternatively, the sample capsules may be integrated with each other by a mechanical joining means in which the spacer (7) is sandwiched between the pair of X-ray transmissive films (8a) from the substrate (8) direction without being adhered.

【0006】また、試料カプセルは小さいので取扱が不
便なことから、一般には試料ホルダに保持させ、これを
X線顕微鏡にセットする。この試料ホルダは、たとえば
図7に示したように、一般に、有底の円筒状の主ホルダ
(1a)と円板状の押さえホルダ(1b)との少なくと
も2部材によって構成し、この両部材を対向配設して接
合する。この接合によって両者の間には試料カプセルの
カプセル収納室(12)が形成されるようにしている。
カプセル収納室(12)は、試料カプセルよりも大きく
しているため、試料カプセルの横方向には空間が生じ
る。また、主ホルダ(1a)と押さえホルダ(1b)に
は、それぞれほぼ中央にX線透過のための開口部(4)
がある。この開口部(4)を通ってX線が試料カプセル
に入射し、出射する。接着剤を用いないで試料カプセル
を一体化する場合には、図7に示したように、試料カプ
セル、すなわち、図6にも例示した基板(8)とX線透
過膜(8a)とスペーサ(7)で構成される材料カプセ
ルをホルダ(1a)(1b)で押し付け、このとき、押
し付けを確実にするため、試料カプセルの基板(8)と
ホルダ(1a)、(1b)との間にOリング(5)を置
く。これにより、試料室(13)の周囲の真空空間から
の隔離が確実になる。
Since the sample capsule is small, it is inconvenient to handle. Therefore, the sample capsule is generally held by the sample holder and set in the X-ray microscope. As shown in FIG. 7, for example, this sample holder is generally composed of at least two members, that is, a bottomed cylindrical main holder (1a) and a disc-shaped holding holder (1b). They are arranged facing each other and joined. By this joining, a capsule storage chamber (12) for the sample capsule is formed between the two.
Since the capsule storage chamber (12) is larger than the sample capsule, a space is created in the lateral direction of the sample capsule. Further, the main holder (1a) and the pressing holder (1b) are provided with an opening (4) for transmitting X-rays at substantially the center thereof.
There is. X-rays enter and exit the sample capsule through this opening (4). When the sample capsules are integrated without using an adhesive, as shown in FIG. 7, the sample capsules, that is, the substrate (8), the X-ray transparent film (8a), and the spacers (8a) illustrated also in FIG. The material capsule composed of 7) is pressed by the holders (1a) and (1b). At this time, in order to ensure the pressing, the O between the substrate (8) of the sample capsule and the holders (1a) and (1b). Place the ring (5). This ensures isolation from the vacuum space around the sample chamber (13).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、X線顕微
鏡の実現に向けての工夫がなされてきているが、前記の
材料カプセルと材料ホルダとの構造には解決すべき問題
があった。それというのも、従来の試料ホルダの場合に
は、図7からも明らかなように、試料カプセルのX線透
過膜(8a)の外側が真空空間に面し、逆に、X線透過
膜(8a)の内側は、試料の入った試料室(13) に面
している。このため、厚さがたとえば0.05〜0.1 μm程
度と薄いX線透過膜は内外の圧力差を受けることにな
る。その結果、試料カプセルをX線顕微鏡にセットする
と、X線透過膜が破損するという問題があった。
Although the device for realizing the X-ray microscope has been devised as described above, the structure of the material capsule and the material holder has a problem to be solved. This is because in the case of the conventional sample holder, as is clear from FIG. 7, the outer side of the X-ray permeable membrane (8a) of the sample capsule faces the vacuum space, and conversely, the X-ray permeable membrane ( The inside of 8a) faces the sample chamber (13) containing the sample. For this reason, a thin X-ray permeable film having a thickness of, for example, about 0.05 to 0.1 μm is subject to a pressure difference between the inside and the outside. As a result, when the sample capsule is set in the X-ray microscope, there is a problem that the X-ray transparent film is damaged.

【0008】また、破損まで至らなくとも、圧力差によ
ってX線透過膜の中心部が膨らんでしまい、そのため中
心部を通るX線の光路が長くなり、X線は媒質によって
吸収され、観察しずらくなるという問題があった。
Even if the damage does not occur, the central portion of the X-ray permeable film swells due to the pressure difference, which lengthens the optical path of the X-rays passing through the central portion, so that the X-rays are absorbed by the medium and are not observed. There was a problem that it became difficult.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、以上の通り
の従来のX線顕微鏡の欠点を解消するものとしてなされ
たものであり、いずれか一方または両方に窪みのある主
ホルダと押さえホルダの少なくとも2部材からなり、両
ホルダの接合によって両者の間に試料カプセルの収納室
が形成され、かつ、両ホルダのほぼ中央にはX線透過の
ための開口部がもうけられているX線顕微鏡用の試料ホ
ルダにおいて、前記開口部をX線透過膜で閉鎖したこと
を特徴とする試料ホルダを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the drawbacks of the conventional X-ray microscope as described above, and the main holder and the pressing holder having a depression in either one or both of them are provided. For an X-ray microscope, which consists of at least two members, a storage chamber for the sample capsule is formed between the two holders by joining them, and an opening for X-ray transmission is provided in the approximate center of both holders. In the sample holder, the opening is closed by an X-ray transparent film.

【0010】すなわち、この発明の発明者は、X線顕微
鏡について詳細な検討を進め、従来の材料カプセルのX
線透過膜(8a)の外側に1気圧程度の与圧室を設ける
ことによってX線構造膜(8a)に大きな圧力差を生じ
させないようにすることを見出し、この知見に基づいて
この発明を完成させた。
That is, the inventor of the present invention has advanced a detailed study on an X-ray microscope, and found that the X
It was found that a pressure chamber of about 1 atm is provided outside the line permeable membrane (8a) to prevent a large pressure difference from occurring in the X-ray structure membrane (8a), and the present invention was completed based on this finding. Let

【0011】[0011]

【作用】この発明においては、主ホルダと押さえホルダ
のX線透過用の開口部をそれぞれX線透過膜で閉鎖する
ため、ホルダのX線透過膜と試料カプセルのX線透過膜
との間に空間(与圧室)を設けることができる。このた
め、圧力差による不都合は生じない。なお、試料カプセ
ルを試料ホルダに収容するとき、大気中で作業すれば、
与圧室は1気圧の空気で満たされるが、与圧室は、0.3
〜0.6 mm程度に薄くすることができるので、空気(窒
素)によるX線の吸収は無視できる。
In the present invention, since the X-ray transmitting openings of the main holder and the pressing holder are closed by the X-ray transmitting film, respectively, the X-ray transmitting film of the holder and the X-ray transmitting film of the sample capsule are provided. A space (pressurizing chamber) can be provided. Therefore, no inconvenience due to the pressure difference occurs. In addition, when the sample capsule is stored in the sample holder, if working in the atmosphere,
The pressure chamber is filled with 1 atm of air, but the pressure chamber is 0.3
Since it can be thinned to about 0.6 mm, absorption of X-rays by air (nitrogen) can be ignored.

【0012】以下、実施例を示し、この発明をより具体
的に説明するが、この発明はこれに限られるものではな
い。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0013】[0013]

【実施例】実施例1 添付した図面の図1は、この発明の実施例にかかる試料
ホルダ(H)を例示した概略断面図である。試料カプセ
ル(B)は、前記の従来のカプセル(図6参照)と同じ
であり、リング状のスペーサ(7)とこれを挟む一対の
基板(8)に配設したX線透過膜(8a)から構成され
ている。窒化シリコン薄膜等からなるX線透過膜(8
a)は薄いので、シリコン等の基板(8)上に形成す
る。シリコンの基板(8)は比較的厚く、X線を透過さ
せないので、中心部にX線透過用の窓孔(6)を設け
る。一対のX線透過膜(8a)とスペーサ(7)が囲む
空間が試料室(13)で、ここに“媒質とその中に浮遊
する生物試料”を入れる。
Embodiment 1 FIG. 1 of the accompanying drawings is a schematic sectional view illustrating a sample holder (H) according to an embodiment of the present invention. The sample capsule (B) is the same as the conventional capsule (see FIG. 6) described above, and the X-ray transparent film (8a) arranged on the ring-shaped spacer (7) and the pair of substrates (8) sandwiching the spacer (7). It consists of X-ray transparent film (8
Since a) is thin, it is formed on a substrate (8) such as silicon. Since the silicon substrate (8) is relatively thick and impermeable to X-rays, a window (6) for X-ray transmission is provided at the center. A space surrounded by the pair of X-ray permeable membranes (8a) and the spacer (7) is a sample chamber (13), and the "medium and biological sample suspended therein" are put therein.

【0014】試料ホルダ(H)は、大別すると、有底の
円筒状の主ホルダ(1a)と円板状の押さえホルダ(1
b)との2部材からなる。主ホルダ(1a)と押さえホ
ルダ(1b)には、それぞれほぼ中央にX線透過のため
の開口部(4)を設け、この開口部(4)を通ってX線
が試料カプセルに入射し、出射するようにしている。こ
の開口部(4)には、この発明の特徴とするX線透過膜
(14a)を配設し、試料ホルダ(H)を閉鎖してい
る。そのため、試料カプセルのX線透過膜(8a)とホ
ルダ(1a)(b)のX線透過膜(14a)との間に与
圧室(15)が形成される。X線透過膜(8a)(14
a)の間にOリング(5)を挟んで、主ホルダ(1a)
と押さえホルダ(1b) とを図1の矢印X、Y方向から
締めつける適当な接合手段により接合すると、与圧室
(15)はほぼ1気圧(大気)の密閉空間となる。それ
と同時にホルダ内部に試料カプセル(B)のカプセル収
納室(12)が形成される。この実施例では、カプセル
収納室(12)は試料カプセル(B)より直径が大き
く、そのため、試料カプセル(B)を入れると、カプセ
ルの外側に予備室が形成される。つまり、予備室はカプ
セル収納室(12)の一部となる。与圧室(15)は、
X線透過膜(14a)によって、外部の真空空間とは隔
離され、また、Oリング(5)によって、カプセル収納
室(12)とも隔離される。この場合、試料室(13)
も与圧室(15)もそれぞれ完全に隔離されているの
で、カプセル収納室(12)を密閉空間にする特別な理
由はない。
The sample holder (H) is roughly classified into a bottomed cylindrical main holder (1a) and a disc-shaped holding holder (1).
b) and two members. The main holder (1a) and the pressing holder (1b) are each provided with an opening (4) for transmitting X-rays at substantially the center thereof, and X-rays enter the sample capsule through the opening (4). I am trying to emit it. An X-ray transmission film (14a), which is a feature of the present invention, is disposed in the opening (4) to close the sample holder (H). Therefore, the pressurizing chamber (15) is formed between the X-ray permeable membrane (8a) of the sample capsule and the X-ray permeable membrane (14a) of the holders (1a) (b). X-ray transparent film (8a) (14
The O-ring (5) is sandwiched between a) and the main holder (1a)
When the pressing holder (1b) and the holding holder (1b) are joined by an appropriate joining means for tightening in the directions of the arrows X and Y in FIG. 1, the pressurizing chamber (15) becomes a closed space of approximately 1 atm (atmosphere). At the same time, a capsule storage chamber (12) for the sample capsule (B) is formed inside the holder. In this embodiment, the capsule storage chamber (12) has a larger diameter than the sample capsule (B), so that when the sample capsule (B) is put in, a preliminary chamber is formed outside the capsule. That is, the spare room becomes a part of the capsule storage room (12). The pressure chamber (15) is
It is isolated from the external vacuum space by the X-ray transparent film (14a), and is also isolated from the capsule storage chamber (12) by the O-ring (5). In this case, the sample chamber (13)
Since the pressurizing chamber (15) and the pressurizing chamber (15) are completely isolated from each other, there is no special reason for making the capsule storage chamber (12) a closed space.

【0015】与圧室(15)はほぼ1気圧(大気圧)な
ので、試料室(13)との間に大きな圧力差は生じな
い。従って、試料カプセル(B)のX線透過膜(8a)
は大きな応力を受けることがなく、そのため、破損の危
険が低減する。もちろん、この実施例では、X線透過膜
(14a)が主ホルダ(1a)に直接接合されて一体化
されているが、別体であってもよい。次の例がそれを示
している。実施例2 図2は、この発明の別の実施例にかかる試料ホルダ
(H)を示した概略断面図である。
Since the pressurizing chamber (15) has a pressure of about 1 atm (atmospheric pressure), a large pressure difference with the sample chamber (13) does not occur. Therefore, the X-ray transmission film (8a) of the sample capsule (B)
Is not subject to large stresses, which reduces the risk of breakage. Of course, in this embodiment, the X-ray transparent film (14a) is directly bonded and integrated with the main holder (1a), but it may be a separate body. The following example illustrates this. Embodiment 2 FIG. 2 is a schematic sectional view showing a sample holder (H) according to another embodiment of the present invention.

【0016】ここでは、ホルダの開口部(4)を閉鎖す
るX線透過膜(14a)は、主ホルダ(1a)及び押さ
えホルダ(1b)とは別体に形成されている。つまり、
X線透過膜(14a)は、シリコン基板(14)上に形
成してあり、シリコン基板(14)の中央にはX線を通
すための窓孔(6)が開けられている。主ホルダ(1
a)と押さえホルダ(1b)を重ねた後、止め金具(1
7)を主ホルダ(1a)の外周に切ったネジ(不図示)
に螺合することによって、ホルダ(1a)(1b)を接
合することができる。この場合にも、試料カプセルのX
線透過膜(8a)とX線透過膜(14a)との間に、与
圧室(15)が形成される。
Here, the X-ray transparent film (14a) for closing the opening (4) of the holder is formed separately from the main holder (1a) and the pressing holder (1b). That is,
The X-ray transparent film (14a) is formed on the silicon substrate (14), and a window hole (6) for passing X-rays is opened in the center of the silicon substrate (14). Main holder (1
After stacking a) and the holder (1b),
7) The screw which cut the outer periphery of the main holder (1a) (not shown)
The holders (1a) and (1b) can be joined by screwing into the holder. Also in this case, the X of the sample capsule
A pressurizing chamber (15) is formed between the ray permeable membrane (8a) and the X-ray permeable membrane (14a).

【0017】試料ホルダ(H)内に形成されるカプセル
収納室(12)は、通常、試料カプセル(B)より大き
いことと、試料カプセル(B)のX線透過領域、つまり
窓孔(6)の直径は、約0.2mm と小さいことから、試料
カプセル(B)を「X線の透過する位置にセットする位
置合わせ」が面倒である。そこで、この実施例では、リ
ング状の位置合わせ治具(16)を2段重ねて、カプセ
ル収納室(12)内に入れてある。
The capsule storage chamber (12) formed in the sample holder (H) is usually larger than the sample capsule (B), and the X-ray transmission region of the sample capsule (B), that is, the window hole (6). Since the diameter of the sample is as small as about 0.2 mm, “positioning of the sample capsule (B) at a position where X-rays penetrate” is troublesome. Therefore, in this embodiment, the ring-shaped positioning jigs (16) are stacked in two stages and placed in the capsule storage chamber (12).

【0018】試料ホルダ(H)を組み立てる順序の一例
を説明すると、まず、主ホルダ(1a)の底にOリング
(5)を介してX線透過膜(14a)を置く。次いで、
位置合わせ治具(16)の下段をカプセル収納室(1
2)内に入れ、治具(16) の中にX線透過膜(8a)
を置く。そして、位置合わせ治具(16)の上段を下段
の上に重ねる。その後、X線透過膜(8a)の上にスペ
ーサ(7)を置く。スペーサ(7)が下に位置するX線
透過膜(8a)上に一体に形成されているものを用いて
もよい。次に、スペーサ(7)の内部である試料室(1
3)を、試料(10)を含む媒質(9)で満たす。その
上に第2のX線透過膜(8a)を重ね、試料カプセル
(B)を組み立てる。さらに第2のX線透過膜(14
a)を置き、その上でOリング(5)を介して押さえホ
ルダ(1b)を乗せる。最後に止め金具(17)を主ホ
ルダ(1a)の外周に螺合することによって、試料ホル
ダ(H)の組み立てを完了する。
An example of the order of assembling the sample holder (H) will be described. First, the X-ray transparent film (14a) is placed on the bottom of the main holder (1a) via the O-ring (5). Then
The lower part of the alignment jig (16) is placed in the capsule storage chamber (1
2) Put the X-ray transparent film (8a) in the jig (16).
Put. Then, the upper stage of the positioning jig (16) is overlaid on the lower stage. Then, the spacer (7) is placed on the X-ray transparent film (8a). The spacer (7) may be integrally formed on the underlying X-ray transparent film (8a). Next, the sample chamber (1
3) is filled with the medium (9) containing the sample (10). A second X-ray transparent film (8a) is overlaid thereon, and a sample capsule (B) is assembled. The second X-ray transparent film (14
a) is placed, and the pressing holder (1b) is placed on it by way of the O-ring (5). Finally, the fastener (17) is screwed onto the outer periphery of the main holder (1a) to complete the assembly of the sample holder (H).

【0019】なお、基板(14)上に一体に形成された
X線透過膜(14a)は、図2とは上下を逆に置いても
良い。実施例3 図3は、この発明のさらに別の実施例にかかる試料ホル
ダ(H)を示した概略断面図である。
The X-ray transparent film (14a) integrally formed on the substrate (14) may be placed upside down from that of FIG. Embodiment 3 FIG. 3 is a schematic sectional view showing a sample holder (H) according to yet another embodiment of the present invention.

【0020】ここでは、基板(14)上に一体に形成さ
れたX線透過膜(14a)は、図2とは上下を逆に置い
ている。この実施例の試料ホルダ(H)は、実施例2の
ものとほぼ同一であるが、大きな相違点は、主ホルダ
(1a)にホルダ内部(カプセル収納室)への入口
(2)と出口(3)を設けたことである。試料カプセル
(B)を収納した後に、この入口(2)と出口(3)を
使って、カプセル収納室へ試料の刺激物質を供給するこ
とができるようにしている。
Here, the X-ray transparent film (14a) integrally formed on the substrate (14) is placed upside down from that of FIG. The sample holder (H) of this embodiment is almost the same as that of the second embodiment, with the major difference that the main holder (1a) has an inlet (2) and an outlet (2) to the inside of the holder (capsule storage chamber). 3) is provided. After accommodating the sample capsule (B), the inlet (2) and the outlet (3) can be used to supply the stimulating substance of the sample to the capsule accommodating chamber.

【0021】すなわち、試料カプセル(B)のスペーサ
(7)の一部に貫通孔または隙間を設けておくことによ
り、試料室(13)を開放状態にすることができる。こ
のような試料カプセル(B)は開放型試料カプセルと呼
ばれる。この場合、媒質は試料カプセル(B)の周囲
(つまり、カプセル収納室)に露出している。しかしな
がら、一対のX線透過膜(8a)の隙間は狭い(たとえ
ば、1〜10μm)ので、媒質の表面張力により、媒質
は試料カプセル(B)からは流出しない。媒質はカプセ
ル収納室に露出しているものの、カプセル収納室は、外
の真空空間から隔離されているので、不都合はない。そ
こで、このカプセル収納室に刺激物質を供給すると、刺
激物質は、媒質を介して試料を刺激することができる。
That is, the sample chamber (13) can be opened by providing a through hole or a gap in a part of the spacer (7) of the sample capsule (B). Such a sample capsule (B) is called an open sample capsule. In this case, the medium is exposed around the sample capsule (B) (that is, the capsule storage chamber). However, since the gap between the pair of X-ray transmission films (8a) is narrow (for example, 1 to 10 μm), the medium does not flow out from the sample capsule (B) due to the surface tension of the medium. Although the medium is exposed to the capsule storage chamber, there is no inconvenience because the capsule storage chamber is isolated from the external vacuum space. Therefore, when a stimulating substance is supplied to the capsule storage chamber, the stimulating substance can stimulate the sample through the medium.

【0022】この刺激によって、生物試料をある程度自
由に操作することができる。たとえば、カプセル収納室
に酸素ガス(刺激物質)を入れておけば、媒質中の酸素
濃度分布を中心部に薄く周辺部に高くすることができる
ので、試料が嫌気性で自力走行可能な場合、試料を中心
部の観察領域に集めることができる。また、たとえば、
カプセル収納室に刺激物質として酸素を含まないガス
(たとえば、窒素、アルゴン、ヘリウム等)を入れてお
けば、媒質中の酸素濃度分布を中心部に高く周辺部に薄
くすることができるので、試料が好気性で自力走行可能
な場合、試料を中心部の観察領域に集めることができ
る。
This stimulation allows the biological sample to be manipulated to some extent. For example, if oxygen gas (stimulating substance) is put in the capsule storage chamber, the oxygen concentration distribution in the medium can be made thin in the central part and made high in the peripheral part, so when the sample is anaerobic and can run by itself, The sample can be collected in the central observation area. Also, for example,
If a gas containing no oxygen (for example, nitrogen, argon, helium, etc.) is placed in the capsule storage chamber as a stimulant, the oxygen concentration distribution in the medium can be made higher in the central part and thinner in the peripheral part. If the aerobic is self-propelled, the sample can be collected in the central observation area.

【0023】また、試料が酸素を消費する場合でも、カ
プセル収納室に酸素ガス(刺激物質)を入れておけば、
ここから媒質を通して試料に酸素が供給されるので、長
期間、試料を生かした状態で観察することができる。試
料が好酸性(または好アルカリ性)で自力走行可能な場
合には、カプセル収納室にアルカリ性(または酸性)の
ガスもしくは液体を入れておくと、媒質中のpH分布を
中心部に高く(または低く)周辺部に低く(または高
く)することができるので、試料を中心部(=観察領
域)に集めることができる。
Even when the sample consumes oxygen, if oxygen gas (stimulating substance) is put in the capsule storage chamber,
Oxygen is supplied from here to the sample through the medium, so that the sample can be observed for a long period of time while being kept alive. If the sample is acidophilic (or alkaliphilic) and can run on its own, if an alkaline (or acidic) gas or liquid is placed in the capsule storage chamber, the pH distribution in the medium will be high (or low) in the center. ) The sample can be collected in the central part (= observation region) since it can be made lower (or higher) in the peripheral part.

【0024】さらにそのほか、試料がどんな刺激物質に
どんな反応を示すかが観察できる。刺激物質としては、
試料が好む物質、嫌う物質、試料が忌避する物質、試料
が反応する物質などを例としてあげることができる。こ
こでは、刺激物質をカプセル収納室に入れた後、入口、
出口にそれぞれキャップ(18)で栓をする。こうする
ことにより、そのまま、X線顕微鏡に試料ホルダ(H)
をセットすることができる。もちろん、栓をせずに、入
口(2)、出口(3)にそれぞれパイプを接続して、こ
のパイプを真空容器Rの外に引き出し、このパイプを通
して連続的に刺激物質を供給または循環させてもよい。
Further, it is possible to observe what kind of stimulant the sample shows and what kind of reaction the sample shows. As stimulants,
Examples include substances that the sample likes, substances that the sample dislikes, substances that the sample repels, and substances that the sample reacts with. Here, after putting the stimulating substance into the capsule storage chamber,
Each outlet is capped with a cap (18). By doing so, the sample holder (H) can be directly attached to the X-ray microscope.
Can be set. Of course, pipes are connected to the inlet (2) and the outlet (3) without a stopper, and the pipes are drawn out of the vacuum vessel R, and the stimulating substance is continuously supplied or circulated through the pipes. Good.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
れば、主ホルダと押さえホルダの各々の「X線透過のた
めの開口部」をX線透過膜で閉鎖したので、試料カプセ
ルのX線透過膜の外側に与圧室を形成することができ
る。そのため、試料カプセルのX線透過膜の外側と内側
との間に圧力差がなくなるか、または少なくなるので、
試料カプセルのX線透過膜が破損する危険性が低下す
る。また、破損まで至らなくとも、圧力差によってX線
透過膜の中心部が膨らんでしまう現象も低下するので、
中心部が観察しずらくなるという問題も解消される。
As described in detail above, according to the present invention, the "opening for X-ray transmission" of each of the main holder and the pressing holder is closed by the X-ray transmitting film, so that the X-ray of the sample capsule is closed. A pressurizing chamber can be formed outside the permeable membrane. Therefore, since the pressure difference between the outside and the inside of the X-ray permeable membrane of the sample capsule is eliminated or reduced,
The risk of damaging the X-ray transparent film of the sample capsule is reduced. Further, even if the damage does not occur, the phenomenon that the central portion of the X-ray permeable film swells due to the pressure difference is reduced.
The problem that the central part becomes difficult to observe is also solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例にかかる試料ホルダを例示し
た概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a sample holder according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の別の実施例としての試料ホルダを例
示した概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a sample holder as another embodiment of the present invention.

【図3】この発明のさらに別の実施例としての試料ホル
ダを例示した概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating a sample holder as still another embodiment of the present invention.

【図4】従来の試料ホルダを示した概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a conventional sample holder.

【図5】X線顕微鏡の簡単な構造を示した概念構成図で
ある。
FIG. 5 is a conceptual configuration diagram showing a simple structure of an X-ray microscope.

【図6】(a)(b)はX線吸収係数のスペクトルを示
したスペクトル図である。
6A and 6B are spectrum diagrams showing spectra of X-ray absorption coefficients.

【図7】試料カプセル(非開放型)の分解斜視図であ
る。
FIG. 7 is an exploded perspective view of a sample capsule (non-open type).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 主ホルダ 1b 押さえホルダ 2 入口 3 出口 4 X線透過のための開口部 5 Oリング 6 X線透過のための窓孔 7 スペーサ 8 基板 8a X線透過膜 9 媒質 10 生物試料 12 カプセル収納室 13 試料室 14a X線透過膜 14 基板 15 与圧室 16 位置合わせ治具 17 止め金具 18 キャップ B 試料カプセル(7+8+8a) H 試料ホルダ(1a+1b) C コンデンサー光学系 I 結像光学系 K 撮像装置 R 鏡筒用真空容器 M モニタ装置 V 真空排気系 G X線発生器 1a Main holder 1b Pressing holder 2 Inlet 3 Outlet 4 Opening for X-ray transmission 5 O-ring 6 Window hole for X-ray transmission 7 Spacer 8 Substrate 8a X-ray transmission membrane 9 Medium 10 Biological sample 12 Capsule storage chamber 13 Sample chamber 14a X-ray transparent film 14 Substrate 15 Pressurizing chamber 16 Positioning jig 17 Stopper 18 Cap B Sample capsule (7 + 8 + 8a) H Sample holder (1a + 1b) C Condenser optical system I Imaging optical system K Imaging device R Lens barrel Vacuum container M monitor device V vacuum exhaust system G X-ray generator

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年9月7日[Submission date] September 7, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図4[Name of item to be corrected] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図4】X線顕微鏡の簡単な構造を示した概念構成図で
ある。
FIG. 4 is a conceptual configuration diagram showing a simple structure of an X-ray microscope.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図5[Name of item to be corrected] Figure 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図5】(a)(b)はX線吸収係数のスペクトルを示
したスペクトル図である。
5A and 5B are spectrum diagrams showing spectra of X-ray absorption coefficients.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図6[Name of item to be corrected] Figure 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図6】試料カプセル(非開放型)の分解斜視図であ
る。
FIG. 6 is an exploded perspective view of a sample capsule (non-open type).

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図7】従来の試料ホルダを示した概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a conventional sample holder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 いずれか一方または両方に窪みのある主
ホルダと押さえホルダの少なくとも2部材からなり、両
ホルダの接合によって両者の間に試料カプセルの収納室
が形成され、かつ、両ホルダのほぼ中央にはX線透過の
ための開口部が設けられているX線顕微鏡用の試料ホル
ダにおいて、 前記開口部をX線透過膜で閉鎖したことを特徴とするX
線顕微鏡用の試料ホルダ。
1. A main holder having a depression in one or both of them, and at least two members of a pressing holder, a joint chamber between the two holders forms a storage chamber for the sample capsule, and both holders have a storage chamber. A sample holder for an X-ray microscope having an opening for X-ray transmission in the center, wherein the opening is closed by an X-ray transmission film.
Sample holder for line microscope.
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