Устройство для микроскопических исследований объектов

ИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРМПРИ П(НТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(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(56) Авторское свидетельство СССР У 1191827, кл, С 01 И 33/48, 1985.Авторское свидетельство СССР 8 ф 1016641, кл, Р 25 П 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 80149384 гии, медицине, сельском хозяйстве,Целью изобретения является повышениеточности исследований путем обеспечения высоких скоростей охлажденияи обогрева объекта в широком диапазоне температур. Объект укладывают напредметное стекло 20 и полость камеры 1 герметизируется. Пропускаютхладагент через полость теплообменника 2, Система регулирования температуры предметного стекла 20 обеспечивает изменение расхода младагента, проходящего через полость теплообменника 2, перемещение теплообменника относительно предметного стекла 20, атакже включение или отключение нагре- авательного элемента 21, выполненногов виде кольца и расположеного на предметном стекле под теплообменником 2.3 ил,149384 Изобретение отцосится к устройствам для криомикроскопических исследований объектов при низких температурах и может найти применениев биологии, иедицице, сельском хозяйстве.Цель изобретения - повышение точности исследовацзьй путем обеспечениявысоких скоростей охлаждения и обогрева объекта в широком диапазонетемператур,На Аиг. 1 изображена камера преллагаеиого устройства; ца Ацг. 2 -предлагаемое устройство для иикроскопических исследований объектон; нафиг, 3 - граАик изменения температурпри работе устройства.Устройство содержит герше пчцузоцилиндрическую камеру 1, зз коззухекоторой коаксиапьцо расположен герметичный кольцевой теплообиезьник 2с входным 3 зз выходным 4 патрубкамидля хладагента, сообщающильися сполостью теплообмецника 2, соедзшенного штокаии 5, проходящими черезуплотненные отверстия 6 в дзиге 7,с помощью скобы 8 и приводом 9, например электролзагцитцыи. Входнойпатрубок 3 через крьшку 10 Алацца 11подсоединяется к системе 12 подачихпадагецта, цап 1 ззмер жидкого азота,а выходной патрубок 4 через крышку13 пацца 14 - к системе 15 отводахладагецта, Часть днища 7, крышка 16и крышки 1 О и 13 Рзлаззцев 11 и 14 вы 35полцены из эластичного материала,например, н ниде сипьАонов. Крышка 15 и днище 7 имеют отверстиядля объектизза 17 микроскопа и осветительного приспособления 18, Наднище 7 установлен держатель 19 предметного стекла 20 с опорной понерхностью, распопожеюзой под теплообмеццнкои 2.45Устройство снабжено нагревателем1 предметного стекла 20 и системойрегулирования температуры последнего, включающей компаратор 22, последовательно установленные задатчик 2350закона ззцецения температуры, сравнива.ащее устройство 24 и регулятор 25мощности, а также схему И 26, блок 27управления системой подачи и отводахладагента и датчики 28 и 29 соответственно предметного стеила 20 итеплообиенцика 2, при этом вход компаратора 22 связан с датчиком 29телзпературн теплообмецника, один выход колцьаратора 22 с задатчиком 23 закона изменения температуры, а другой выход компаратора 22 - с первым входом схемы И 26, второй нход которой снязац с блоком 27 управления системы подачи хладагента, а выход - с приводом 9 теппообиенника 2, Датчик 28 температуры предметного стекла связан с входом сравнивающего устройства 24, выход регулятора 25 мощности связан с нагревателем 21 предметного стекла 20, Нагреватель 21 выполнен н виде кольца и расположен ца предметном стекле 20 под теплообиеццикои 2Работу с устройством осуществляют следующим образом.Устройство устаз авпивается на столик микроскопа и крепится при помощи крепежных элементов микроскопа, при этом н днище 7 нззодится осветззтельное приспособление 18Входной патрубок 3 теплооблзецнзн(а 2 подсоединяется к системе подвода хладагецта, например жидкого азота, а выходной патрубок 4 - к системе 15 отвода х;задагента, Крышка 16 кожуха 1 оденается на объектив 17 микроскопа, На предметное стекло 20 укладывается объект, затем поднодится объектив 17 микроскопа, на который одевается крышка 16, Таким образом, осущест;зляется герметизация внутренней полости камеры.В режиме охлаждения в начальный момент времени теплообиенник 2 не соприкасается с предметным стеклом 20. На второй вход компаратора 22 подается опорный сигнал Н,я, определяющий температуру Т теплообле ника 2, при которой начинается процесс программного охлаждения, На первый вход компаратора 22 поступает сигнал от датчика 29 температуры, На вход системы 12 подачи хладагента и второй вход схемы И 26 поступает сигнал, вз(лючазощий систему подачи хладагецта и разрешающий прохождение сигнала от коипаратора 22 через схему И 26, Однако до тех пор, пока сигнал от датчика 29 температуры больше Н , с выхода коипаратора 22 через схему И 26 на привод 9 поступает сигналВыключено, при этом теплообмецник 2 не касается предметцого стекла 20, Одновременно через систему 12 подачи хладагецта поступает максимальное количество хлад 5 14 агента в теплообмеп 2 и с влгкода эадатчика 23 закона изменения температуры на второй вход устроиства 24 сравнения поступает сигнал, эквивалентнки начальной температуре Т объекта (например, +37 С), а на первый его вход сигнал от датчика 28 температуры, Сигнал рассогласов- ния с выхода сравнивающего устрой - ства 24 пост,пает на регулятор 25 мощности, обеспечивающий подачу необходимого количества энергии для нагревателя 21 и стабилизирующий температуру столика на уровне То Происходит охлаждение теплообменника 2 до температурл Т ио законуэ показанному кривой 1 иа фиг. 3. Температура Т и экнигалеитный ей сигнал Г определяются максимальной скоростью охлаждения в заданном диапазоне гемп Ратур ,чем больше скорость, тем нике Т,) . 111 и достижении теплообмеником 2 т.мпературы Т, сигнал датчика 29 температуры становится Равным , срабатывает компаратор 22, включая задатчик 23 закона изменения температуры и через схему И 26 привод 9, прсдсимающий теплообменник 5 к предметному стеклу 20, обеспечивая интенсивный отток тепла от него, Однако сигнал рассогласования, определяемый разностью между сигналами с задатчика 23 закона изменения температуры и датчика 28 температуры, поступает на регулятор 25 мощности, обеспечивающийподач, знерги для нагревателя 21,а следовательно, и приток теплатаким образом, что температура предметного стекла 20 с объектом изменяется по заданному . ако. у, при этомподача хладагента не прекращается.11 инией 3 (Фиг, 3) показан линейный закон изменения температурыпредметного стекла 20 за время отдо 1.в диапазоне те.пературы отдо Т, с установкой начальной температуры Ттеплообменника 2, а линией 2 - линейный закон изменениятемпературы с максимально возможнойскоростью охлаждения без предварительного охлаждения теплообменника2 в том же диапазоне температур,Скорость охлаждения предметногостекла 20 в первом случае гораздовыше, чем во втором (Лиг. 3),В режиме программного отогревасо второго входа схемы И 2 б и систе 918,9 6мы 12 подачи хладагента сажается сигнал разрешения. Подача хладагента в теплообменник 2 прекращается и одновременно он отходит от предметного стекла 20. В остальном устройство работает аналогично Режиму охлаждения с той разниц"и, что теперь задатчик 23 закона изменения температуры формирует программу отогрева, и сравнивающее устройство 24, регулятор мощности 24 и нагреватель 25 обеспечивают слежение за ним.Предлагаемое устройство для мик роскопических исследований объектовгозволяет значительно увеличить скорости охлаждения и отогрева объектов в широком диапазоне температур.20 Формула изобре генияУстройство для микроскс пическихисследований объектов, содержащеегерметичную камеру с отверстиями в 25 крышке и днище для объектива микроскопа и осветительного приспособления, коаксиально установленный вкамере кольцевой полый теплообменник, сообщеннлп с системой подачи иотвода хладагента, и предметное стекло иэ материала с высоким коэААициентом теплопроводности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности исследований путем обеспечения высоких скоростей 35охлаждения и отогрева объекта в широком диапаэоп температур, устройство снабжено приводом, связаннымс теплообменником для перемещенияпоследнего в вертикальной плоскости,установленным в камере держателемпредметного стекла с опорной поверхностью, расположенной над теплообменником, нагревателем предметного 45 стекла и системой регулированиятемпературы последнего, включающийкомпаратор, последовательно установленные задатчик закона изменениятемператур, сравнивающее устройствои РегулятоР мощности,. а также схему И, блок управления системой подачи и отвода хладагента и датчикитемпературы предметного стекла итеплообменника, при этом один входкомпаратора связан с датчиком температуры теплообменника, один выход -с задатчиком закона изменения температуры, а другой - с первым входомсхемы И, второй вход которой связан, Парфенова Техред М.Дидык Корректор А. Обруч ак Заказ 4087/37 Тирах 462ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская н Подписноеоткрытиям при ГКНТ СССд. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г,уж э Ул. Гагарина,10 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 5предметном стекле над теплообменником.