JPH0675100A - 顕微鏡試料室 - Google Patents

顕微鏡試料室

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Publication number
JPH0675100A
JPH0675100A JP22612292A JP22612292A JPH0675100A JP H0675100 A JPH0675100 A JP H0675100A JP 22612292 A JP22612292 A JP 22612292A JP 22612292 A JP22612292 A JP 22612292A JP H0675100 A JPH0675100 A JP H0675100A
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JP
Japan
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sample
thin film
specimen
microscope
sample chamber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22612292A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Horikawa
嘉明 堀川
Yoshinori Iketaki
慶記 池滝
Hiroaki Nagai
宏明 永井
Shoichiro Mochimaru
象一郎 持丸
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】軟X線顕微鏡において試料を簡単に封じ込むこ
とが出来る試料室を提供することを目的とする。 【構成】 観察する試料12を封じ込める顕微鏡試料室8
を、観察波長の透過する薄膜14により構成し、観察試料
注入部材(注射器)15を用いてこの薄膜14の内部に試料
12を注入して封じ込めた構成としたことを特徴とする。
また、前記試料室は2枚の薄膜17,18 を重ね合わせるこ
とにより形成することもでき、試料12は重ね合わされた
薄膜の間に注入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡試料室、特に軟
X線顕微鏡による観察に好適な顕微鏡試料室に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、軟X線顕微鏡は、例えば図4に示
す如く、X線光源1とコンデンサーレンズ2とから成る
照明光学系と、対物レンズ3とX線検出器4とから成る
結像光学系とが、空気による軟X線の吸収を出来るだけ
避けるために夫々真空容器5,6中に置かれており、真
空容器5,6に設けられた窓5a,6a を介してX線が出入
りするようになっている。また、照明光学系側の真空容
器窓5aの外側(空気中)に試料容器7を配して試料の観
察を行うようになっている。
【0003】そのため、軟X線顕微鏡は、生物試料を前
処理することなく生きた状態のまま高解像度で観察でき
る。従って、特に注目されているのは、所謂「水の窓」
と呼ばれる波長領域(酸素の吸収端23.32 Å〜炭素の吸
収端43.68 Åに相当する波長範囲)を用いる方法であ
る。この領域では、水によるX線の吸収は、厚さ1μm
でX線の波長λ=40Åの場合に33%であるので、5 μm
程度の水の厚さであれば水中に在る物体の観察が可能で
ある。
【0004】また、この領域では炭素によるX線の吸収
が大きく、生体の重要物質であるデオキシリボ核酸(DN
A), 蛋白質, 炭水化物及び肪質等が無染色で観察でき
る。更にカルシウムの吸収端が35Åにあるので、35Å以
下の波長を用いれば生物の機能に重要な役割を果してい
ると言われるカルシウムの分布が直接観察できる。
【0005】即ち、「水の窓」は、その名の通り、酸素
の吸収端より少し波長の長い領域であって、或る程度水
が透明体として作用し、且つ炭素やカルシウム等の重要
物質の吸収端を含んでいる領域である。
【0006】しかしながら、この波長域で空気中或は水
中の状態で試料を観察する場合に幾つか考慮しなければ
ならない問題がある。例えば、 (1) 空気による吸収(空気の透過率は、厚さ10mmでX線
の波長40Åの場合0.8 %)があり、軟X線の光路は真空
にする必要がある。 (2) 「水の窓」と云われていても、水の透過率は、厚さ
5 μm で波長 40Åの場合に13.5%もあり、水による吸
収が大きく、水中観察する場合は、水の層の厚さを10μ
m 以下、出来れば5 μm 程度に限定するのが望ましい。 (3) 真空と空気を隔てる窓材の吸収が大きく、厚くて丈
夫な窓を作るのが難しい等の制約がある。因みに、ベリ
リウム(Be)の透過率は厚さ1μm でX線の波長 36.3 Å
の場合15.8%、Si3N4 の透過率は厚さ0.12μm でX線の
波長 40 Åの場合46%、そしてポリイミドの透過率は厚
さ0.3 μm でX線の波長 45 Åの場合85%である。
【0007】この種従来の試料容器の断面構造を図5に
示す。結像光学系側の真空容器6の窓6aと試料容器7と
の間には300m barの空気層A1が存在している。また、試
料容器7の試料室8は試料容器本体9に形成した穴9aを
パロディオンホイル10とポリイミド薄膜11を上下から挟
むことにより構成されており、その中に水と試料12が入
っている。
【0008】試料室8の下には、試料容器基板13に穴13
a を形成することにより構成された300m barの空気層A2
が照明光学系側の真空容器5の窓5aと直接接触してい
る。なお、窓5a,6a と薄膜11は何れも0.3 μm 厚のポリ
イミド薄膜で出来ている。試料容器本体9は厚さ5 μm
のアルミニウム薄膜によって囲われている。
【0009】この様に試料容器7は、試料容器本体9に
設けた穴9aをパロディオンホイル10とポリイミド薄膜11
とで上下から挟んで形成された試料室8と、試料容器基
板13とから成っており、その構造も製作過程も極めて複
雑であり、所謂実験室的要素が多く、実用的で無いと云
う問題がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の試料室は、容器
の壁が薄膜で形成されており、水の厚さを10μm 程度に
抑えて、試料室を閉じる必要があり、薄膜の取扱いが非
常に難しく実用に適さないと云う不便があった。また、
試料が例えば細胞である場合には、細胞を僅か10μm の
空間に閉じ込めなければならず、その技術には豊富な経
験が要求されていた。
【0011】本発明は、上記問題点に鑑み、軟X線顕微
鏡において、簡単に使用出来る試料室を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による試料室は、
観察する試料を封じ込める顕微鏡試料室を、観察波長の
透過する薄膜から構成し、微細管を有する観察試料注入
部材(注射器)を用いて上記薄膜の内部に上記試料を注
入して封じ込めるように構成したことを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明によれば、微細管構造の注射器を用いて
試料を含む溶液を薄膜に注入するだけで10μm 程度の空
間に水と試料を封じ込めた試料室を簡単に製作すること
が出来る。尚、薄膜に生じた注入口の跡穴は接着材で塞
ぐが、柔軟な薄膜を用いれば塞ぐ必要がない。
【0014】
【実施例】本発明による第1実施例を図1,図2
(a),(b)に基づき説明する。図1は、所謂「水の
窓」と呼ばれる波長領域(酸素の吸収端23.32 Å〜炭素
の吸収端43.68 Åに相当する波長範囲)で観察を行う生
物用軟X線顕微鏡に用いるための試料室8であって、薄
膜14とこれに閉じ込められた試料12とからなる。
【0015】薄膜14には、透過率が大きく且つ厚くて可
撓性がある丈夫な材料、例えばポリイミドなどが使用さ
れる。試料12は溶液に含まれたものである。15は観察試
料注入部材( 以下単に注射器という) 、16は注射器15の
注射針であって、注射針16の基部から徐々に先細状とな
り、その先端16a は直径5μm 程度の微細管に形成され
ている(図2(a) )。この注射針16は、直径1mm、厚さ
20μm のガラス細管の一端を熱しながら徐々に引き伸ば
すことにより容易に成形することができる。
【0016】試料室8を作るには、先ず、観察したい試
料12を溶液に含ませておく。注射器15で試料12を吸い込
み、注射針先端16a を薄膜14に突き刺してその内部へ試
料12を注入し、薄膜14内部に試料12を閉じ込める。試料
12の注入に際しては、図2(b)に示す様に、試料12が
溢れないように薄膜14の内部に閉じ込めることができる
ように確認しながら行うが、確認は図示しない光学顕微
鏡を用いる。
【0017】また試料12の注入が完了したら注射器15を
抜き取り、薄膜14の表面に生じた注射針16の抜き跡の穴
を接着剤で閉じる。薄膜14に柔軟な材質の材料を使用し
た場合には、注射針16の抜き跡は直ぐ閉まって復元され
るので穴閉じ作業を省略してもよい。
【0018】この第1実施例においては、図1に示す如
く、1枚の薄膜14に複数の試料12を封じ込めることが出
来る利点がある。
【0019】第2実施例を図3に示す。この実施例は、
2枚の薄膜を利用した例である。図において、17,18 は
共に厚さ0.1 〜0.3 μm 程度の可撓性を有する材料、例
えばポリイミド或いは窒化シリコン薄膜等であって、お
互いに重合して一体的に使用されるが、接着されてはい
ない。
【0020】試料12は、第1実施例で使用した注射器15
を用いて、薄膜17,18 の間に試料12を注入し、注射完了
後は針跡の穴を図示しない接着材にて塞ぐ。
【0021】19,20 は夫々複数の打ち抜かれた部屋21を
有する格子状のメッシュである。薄膜17,18 は単に試料
12を挟んでいるだけの状態で互いに接着はされていない
ので、このメッシュ19,20 で更にその両側から押さえ付
ける。このメッシュ19,20 はニッケル等の金属製のもの
を使用し、これにより軟X線の不要光と錯乱光の入射を
防止して確実な観察を可能にすると共に、隣接試料室へ
の影響を絶つことができる。この実施例の場合、各格子
部屋21がそれぞれの試料室を形成することになる。
【0022】第1実施例では、約5μm 程度の薄膜14の
内部に試料12を注入するので、薄膜14が部分的に伸びて
膨らむことで試料室8が形成される。これに反し、第2
実施例においては、接着されずに単に重合された薄膜1
7,18 の間に割り込むように試料12が注入されるので、
薄膜17,18 自体を破損することがなく、試料の注入が安
易になると云う新たな利点が生じる。
【0023】尚、薄膜の材料は、1枚のポリイミド或い
は窒化シリコン薄膜に代えて単分子膜をつくるラングミ
ュア・プロジェット薄膜(Langumuir Blodgett, 略して
LB薄膜と云う)を何枚も重ねて構成された薄膜を使用し
てもよい。
【0024】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、観察試料
を注入するための試料室を極めて簡単に作ることがで
き、しかも試料室への試料の閉じ込めも極めて容易に行
うことが出来るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による試料室の第1実施例を示す断面図
である。
【図2】(a)は試料室注入用微細管の拡大断面図であ
る。(b)試料室への試料の注入方法を示す説明図であ
る。
【図3】本発明による試料室の第2実施例を示す斜視図
である。
【図4】従来の軟X線顕微鏡の概略構成図である。
【図5】従来の試料容器の要部断面図である。
【符号の説明】
8 試料室 12 試料 14,17,18 薄膜 15 観察試料注入部材(注射器) 16 注射針 19,20 メッシュ 21 部屋
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】しかしながら、真空容器が2つに分かれ、
試料容器7付近が非常に煩雑になるので、図6に示すよ
うな構成の軟X線顕微鏡が提案されている。以上の様に
軟X線顕微鏡の光学系は真空中で構成しなければならな
いが、試料は空気中、或いは水中に保存する必要があ
る。しかしながら、この波長域で空気中或は水中の状態
で試料を観察する場合に幾つか考慮しなければならない
問題がある。例えば、 (1) 空気による吸収(空気の透過率は、厚さ10mmでX線
の波長40Åの場合0.8 %)があり、軟X線の光路は真空
にする必要がある。 (2) 「水の窓」と云われていても、水の透過率は、厚さ
5 μm で波長 40Åの場合に13.5%しかなく、水による
吸収が大きく、水中観察する場合は、水の層の厚さを10
μm 以下、出来れば5 μm 程度に限定するのが望まし
い。 (3) 真空と空気を隔てる窓材の吸収が大きく、厚くて丈
夫な窓を作るのが難しい等の制約がある。因みに、ベリ
リウム(Be)の透過率は厚さ1μm でX線の波長 36.3 Å
の場合15.8%、Si3N4 の透過率は厚さ0.12μm でX線の
波長 40 Åの場合46%、そしてポリイミドの透過率は厚
さ0.3 μm でX線の波長 45 Åの場合85%である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】第2実施例を図3に示す。この実施例は、
2枚の薄膜を利用した例である。図において、17,18 は
共に厚さ0.1 〜0.3 μm 程度の可撓性を有する材料、例
えばポリイミド或いは窒化シリコン薄膜等であって、お
互いに重ね合わせて一体的に使用されるが、接着されて
はいない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】第1実施例では、約5μm 程度の薄膜14の
内部に試料12を注入するので、薄膜14が部分的に伸びて
膨らむことで試料室8が形成される。これに反し、第2
実施例においては、接着されずに単に重ね合わされた薄
膜17,18 の間に割り込むように試料12が注入されるの
で、薄膜17,18 自体を破損することがなく、試料の注入
が安易になると云う新たな利点が生じる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による試料室の第1実施例を示す断面図
である。
【図2】(a)は試料室注入用微細管の拡大断面図であ
る。(b)試料室への試料の注入方法を示す説明図であ
る。
【図3】本発明による試料室の第2実施例を示す斜視図
である。
【図4】従来の軟X線顕微鏡の概略構成図である。
【図5】従来の試料容器の要部断面図である。
【図6】従来の別の軟X線顕微鏡の概略構成図である。
【符号の説明】 8 試料室 12 試料 14,17,18 薄膜 15 観察試料注入部材(注射器) 16 注射針 19,20 メッシュ 21 部屋
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】追加
【補正内容】
【図6】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 持丸 象一郎 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観察する試料を封じ込める顕微鏡試料室
    を、観察波長の透過する薄膜から構成し、観察試料注入
    部材を用いて上記薄膜の内部に上記試料を注入して封じ
    込めた構成としたことを特徴とする顕微鏡試料室。
  2. 【請求項2】 前記薄膜は、少なくとも2枚の重合した
    薄膜からなり、上記試料を上記薄膜重合部に注入し封じ
    込めた構成としたことを特徴とする請求項1に記載の顕
    微鏡試料室。
JP22612292A 1992-08-25 1992-08-25 顕微鏡試料室 Withdrawn JPH0675100A (ja)

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JP22612292A JPH0675100A (ja) 1992-08-25 1992-08-25 顕微鏡試料室

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112687605A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 华东师范大学 一种减少芯片电子辐射损伤的方法和受电子辐射损伤较小的芯片

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112687605A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 华东师范大学 一种减少芯片电子辐射损伤的方法和受电子辐射损伤较小的芯片
CN112687605B (zh) * 2020-12-28 2022-07-29 华东师范大学 一种减少电子辐射损伤的方法和芯片

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Effective date: 19991102