Устройство для микроскопических исследований объектов

 

Изобретение относится к устройствам для микроскопических исследований объектов при низких температурах и может найти применение в биологии, медицине, сельском хозяйстве. Целью изобретения является повышение точности исследований путем обеспечения высоких скоростей охлаждения и обогрева объекта в широком диапазоне температур. Объект укладывают на предметное стекло 20 и полость камеры 1 герметизируется. Пропускают хладагент через полость теплообменника 2. Система регулирования температуры предметного стекла 20 обеспечивает изменение расхода хладагента, проходящего через полость теплообменника 2, перемещение теплообменника относительно предметного стекла 20, а также включение или отключение нагревательного элемента 21, выполненного в виде кольца и расположенного на предметном стекле под теплообменником 2. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1493849

ЕЕOy„", 14.4 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ П-(НТ СССР (21) 4327092/31-13 (22) 08.10.87 (46) 15.07.89. Бюл. Р 26 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института проблем криобиологии и криомедицины АН УССР (72) А.Л. Вайсман, С.И. Ткаченко и Ю.Н. Анисимов (53) 621.565(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР гг"- 1191827, кл. G 01 N 33/48, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1016641, кл. F 25 D 3/10, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к устройствам для микроскопических исследований объектов при низких температурах и может найти применение в биоло(51)4 F 25 D 3/10, G 02 В 21/28

2 гии, медицине, сельском хозяйстве.

Целью изобретения является повышение точности исследований путем обеспечения высоких скоростей охлаждения и обогрева объекта в широком диапаэс— не температур. Объект укладывают на предметное стекло 20 и полость камеры 1 герметизируется. Пропускают хладагент через полость теплообменника 2. Система регулирования температуры предметного стекла 20 обеспечивает изменение расхода нладагента, проходящего через полость теплообменника 2, перемещение теплообменника относительно предметного стекла 20, а также включение или отключение нагре- а вательного элемента 21, выполненного в виде кольца и расположеного на предметном стекле под теплообменником 2.

3 ил.

149384

Изобретение относится к устройствам для криомикроскопических исследований объектов при низких температурах и может найти применение в биологии, медицине, сельском хозяйстве.

Цель изобретения — повышение точности исследоваггггзf путем обеспечения высоких скоростей охллждения и обогрева объекта в широком диапазоне температур.

На Лиг. 1 изображена камера преллагаемого устройства; на Аиг. 2— предлагаемое устройство для микроско- 15 пических исследований объектов; на фиг. 3 — графчик изменения температур при работе устройства.

Устройство содержит гермевзгчную цилиндрическую камеру 1 33 ео."".Хе 20 которой коаксиально расположен герметичный кольцевой теплообменник 2 с входным 3 If выходным 4 патрубками для хладагента, сообщающимися с полостью теплообменника 2, соединенного штоками 5, проходящими через уплотненные отверстия 6 в днище 7, с помощью скобы 8 и приводом 9, например электромагнитным. Входной патрубок 3 через крьшгку 10 Аланца 11 30 подсоединяется к системе 12 подачи хладлгента, например жидкого азота, а выходной патрубок 4 через крышку

13 фланца 14 — к системе 15 отвода хладагента, Часть днища 7, крышка 16 и крышки 1О и 13 Аланцев 11 и 14 вы35 полнены иэ эластичного материала, например, в виде сипьАонов. Крышка 15 и днищ» 7 имеют отверстия для объег:тшза 17 микроскопа и осветительного приспособления 18. На днище 7 установлен держатель 19 предметного стекла 20 с опорной поверхностью, расположенной под теплообменвнком 2.

Устройство снабжено нагревателем

?1 предметного стекла 20 и системой регулирования температуры последнего, включающей компаратор 22, последовательно установленные задатчик 23

50 закона inffeffeff;fsf температуры, сравнивающее устройство 24 и регулятор 25 мощности, а также схему И 26, блок 27 управления системой подачи и отвода хладагента и датчики 28 и 29 соответственно предметного стеила 20 и теплообменника 2, при этом вход компаратора 22 связан с датчиком 29 темпвратурн теплообменника, один выход комплрлторл 2? с злдатчиком

23 закона изменения температуры, а другой выход компаратора 22 — с первым входом схемы И 26, второй вход которой связав с блоком 27 управления системы подачи хллдлгента, а выход — с приводом 9 теплообменника 2, Датчик 28 температуры предметного стекла связан с входом сравнивающего устройства 24, выход регулятора

25 мощности связан c: нагревателем

21 предметного стекла 20. Нагреватель 21 выполнен в виде кольца и расположен на предметном стекле 20 под теплообменником 2 °

Работу с устройством осуществляют сл дующим образом.

Устройство устаз авгипзлетс я на столик микроскопа и крепится при помощгг крепежных элементов микроскопа, при этом в днище 7 вгзодится освеTlf тельное приспособление 18 ° Входной патрубок 3 теплообменнзгка 2 подсоединяется к системе подвода хладагента, например жидкого азота, а выходной патрубок 4 — к системе 15 отвода х глдаге нта. Крьшзка 1 б кожуха

1 одевается HB. объектив 17 микроско па, На предметное стекло 20 yK3fa fffaется объект, зат<-м подводится объектив 17 микроскопа, на который одевается KpIIIUI

В режиме охлаждения в начальный момент времени теплообменник ? не соприкасается с предметным стеклом

20. Нл второй вход комплрлторл 22 подается опорный cfггнал Uc3ff, определяющий температуру Т теплообгге ника 2, при которой начинается процесс программного охлаждения. На первый вход компарлтора 22 поступает сигггал от датчика 29 теипературы. На вход Сцстемьг 12 подачи хладлгента и второй вход схемы И26 поступает сигнал, включающий систему подачи хладагента и разрешающий прохождение сигнала от компаратора 2? через схему И 26. Однако до тех пор, пока сигнал от датчика 29 темперагуры больше U()g с выхода компаратора 22 через схему И 26 на привод 9 поступает сигнал Выключено, при этом теплообменник 2 не касается предметного стекла 20. Одновременно через систему 12 подачи хладагента поступает максимальное количество хлад5 14 агента н теплообменник 2 и с выхода эядатчикл 23 закона изменения температуры ня второй вход устройства 24 сравнения поступает сигнал, эквивяле»»тн».п » начальной температуре

Т„объекта (напр»в»ер, +37 С), л ня первый его вход сигнал от датчика

28 температуры. Сигнал Рассогласон»ния с нь»ходя с; яннивя»пщего устрой— стна 24 пост,няет на регулятор 25 мощности, обеспечивающий подачу необходимого количества знерг»п» для нагревателя -1 и стабилиэиру»»щий температуру столика ня уровне Т о

Происходит охлажде пие теплообмеьп»икя 2 до температур: i Т по злкону

» показанному кривой 1 ня ф»»г. 3. Температура Т и экниг(»ëe»»òíü»»» ей сиг1 нал Г опредс.пяются л»аксил»яль»»о»» скоростью охлаждения н заданном д»»апазоне ге»»п =ратур,чем боль»не скорость, тел» нике Т ) . П1и достижении теплообменником 2 т»мпературы Т, сигнал датчика 29 температуры станонитсЯ Раннь(м и„, сРабатывает компяратср 22, включая злдатчик 23 закона изменения температуры и через схему И 26 привод 9, пр»пкимаю»пий теплообменник 5 к предметному стеклу 20, обеспечивая интенсивный отток тепла от него. Однако сигнал рассогласования, определяемый Разностью

»»ежду сигналами с задатчика 23 зако»»я»»эл»е»»е»»ия тел»перятурь» и датчика 28 температуры, поступает на регулятор 25 мощ.»ости, обеспечивающий подлч" зчергии для нагревателя 21, а следовательно, и приток тепла таким образом, что температура предметного стек »я 20 с объектом изме»»яется по заданному лко. у, при этом подача хл »длгента не прекращается.

11»»нией 3 (А»»г. 3) показан линейьп": закон изменения температуры предметного стекл» 20 за нремя от до » 1 н диапазоне те. перятуры от до Т., с установкой начальной температуры Т „ теплообменника 2, а линией 2 — линейный закон изменения температуры с максимально возможной скоростью охлаждения без предварительного охлаждс-.ния теплообменника

2 н том же диапазоне температур.

Скорость охлаждения предметного стекла 20 в первом случае гораздо выше, чем во втором (фиг. 3).

В режиме программного отогрева со второго входа схемы И2б и систе9l8,9 6

»»»ь» 12 подлчи хллдлгентл си»л»»ется сигнал разрешения. Подача хладлгента в теплообл»ен»»»»к 2 прекращается и одновременно он отходит от предметного стекл» 20. В остальном устройство работает аналогично Режиму охлаждения с той разниц"й, »то те»»ерь зядатчик 23 закона»»зне»»е»»»»я тел»пе»р рятуры формирует прогря»»л»у отогрева, и сравнивающее устройство 24, регулятор мощности 24 и нагреватель 25 обеспечивают слежение за ним.

Предлагаемое устройство для мик» 5 роскопических исс(»едонл»»»»й» объектов гозволяет значительно увеличить скорости охлаждения и отогрева объектов в широком диапазоне температур. р Формула из обре гения

Устройство для микрос кс пических

»»сследова»»ий» объектов, содержащее герметичную камеру с отверстиями в

25 крышке и днище для объект»»на микроскопа и осветительного приспособления, коаксиально устанонленньп» в камере кольцевой польш теплообл»енник, сообщенньп» с системой подачи и

30 отводя хлад»ген та, 1» пред."»етное стекло иэ мятерилла с высоким коэААициентом теплопроводности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследований путем обеспечения высоких скоростей

35 охлаждения и отогрева объекта в широком диапаэопе температур, устройство снабжено приводом, снязанным с теплообменником для перемещения

4р последнего и вертикальной плоскости, установленн»»м н камере держателем предметного стекла с опорной поверхностью, расположенной над теплообменником, нагревателем предметного

45 стекла и системой регулирования температуры последнего, включающий компарлтор, последовательно установленные задатчик закона изменения температур, сравнивающее устройство и Регулятор мощности,- а также схему И, блок управления системой подачи и отвода хладагента и датчики температуры предметного стекла и теплообменника, при этом один вход компаратора связан с датчиком температуры теплообменника, один выход— с задатчиком закона изменения температуры, а другой — с первым входом схемы И, второй вход -которой связан

1493849

Составитель И. Шабалина

Техред М.Дидык Корректор А. Обручар

Редактор Т. Парфенова

Заказ 4087/37 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 с блоком управления -системы подачи хладагента, а выход — с приводом теплообменника, при этом датчик температуры предметного стекла связан с входом сравнивающего устройИ ства, а выход регулятора мощности— с нагревателем, причем последний выполнен в виде кольца и расположен на

5 предметном стекле над теплообменником.