DE10103707B4

DE10103707B4 - Halterung zum Positionieren eines Objektträgers sowie Vorrichtung zum Laserschneiden von Präparaten

Info

Publication number: DE10103707B4
Application number: DE10103707A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Pfeifer
Original assignee: Leica Microsystems Wetzlar GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2021-01-27
Also published as: JP2002318352A; DE10103707A1; US20020101654A1; US6862138B2; JP4199950B2

Abstract

Halterung für einen Objektträger,
– mit einer den Objektträger (2) tragenden Basisplatte (3) mit einer zentralen Aussparung (3a) unterhalb des Objektträgers (2),
– mit einem den Objektträger (2) im wesentlichen parallel zur Basisplatte (3) mit einer Kraft (F) beaufschlagenden Federelement (4)
– und mit einer den Rand des Objektträgers (2) kontaktierenden Anlagefläche (3c), die den federbeaufschlagten Objektträger (2) zur Basisplatte (3) hin drängt, dadurch gekennzeichnet,
– dass der Rand der Aussparung (3a) versenkt in die Basisplatte (3) eingebracht ist und eine Auflagefläche (3b) für den Rand des Objektträgers (2) bildet,
– dass die Auflagefläche (3b) einstückig und kontinuierlich in die Anlagefläche (3c) übergeht,
– dass der Bereich zwischen Auflagefläche (3b) und Anlagefläche (3c) eine Hinterschneidung (5) bildet
– und dass die Anlagefläche (3c) den Objektträger unterhalb von dessen Oberseite, aber oberhalb von dessen Mittellinie kontaktiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für einen Objektträger, mit einer den Objektträger tragenden Basisplatte mit einer zentralen Aussparung unterhalb des Objektträgers, mit einem den Objektträger im wesentlichen parallel zur Basisplatte mit einer Kraft beaufschlagenden Federelement und mit einer den Rand des Objektträgers kontaktierenden Anlagefläche, die den federbeaufschlagten Objektträger zur Basisplatte hin drängt.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Laserschneiden von Präparaten sowie ein diese Vorrichtung aufweisendes Mikroskop, wobei die Vorrichtung mit einer Halterung zur Positionierung eines Objektträgers versehen ist. Die Vorrichtung und das Mikroskop umfassen einen x-y-Mikroskoptisch und eine oberhalb der Tischoberfläche dieses x-y-Mikroskoptischs angeordnete und in x- und y-Richtung verstellbare Halterung zum Positionieren eines Objektträgers, wobei der Objektträger derart in einer Auflageflächen und Anlageflächen für den Objektträger aufweisenden Aussparung in einer Basisplatte der Halterung angeordnet ist, dass das auf dem über ein Federelement gegen die Anlagefläche der Aussparung angedrückten Objektträger gelagerte Präparat der Tischoberfläche gegenüberliegt, sowie eine Auffangvorrichtung mit mindestens einem Behälter zum Auffangen eines ausgeschnittenen Präparats, wobei die Auffangvorrichtung einem zwischen der Halterung und der Tischoberfläche ausgebildeten freien Arbeitsraum zuführbar ist.

Aus der Praxis sind verschiedene Ausführungsformen von Halterungen zum Positionieren eines Objektträgers auf einem Mikroskoptisch bekannt. Die DE 81 07 774 U1 beschreibt eine Halterung für einen Objektträger mit einer den Objektträger tragenden Basisplatte mit einer zentralen Aussparung unterhalb des Objektträgers. Ein Federelement übt eine Kraft auf den Objektträger aus, die im wesentlichen parallel zur Basisplatte gerichtet ist, wobei eine den Rand des Objektträgers kontaktierende Anlagefläche vorgesehen ist, die den federbeaufschlagten Objektträger zur Basisplatte hin drängt.

Bei der einfachsten Ausführungsform wird der Objektträger von zwei auf dem Mikroskoptisch angeordneten Federklammern gehalten, die den Objektträger zwischen ihren Federschenkeln und der Oberfläche des Mikroskoptischs einklemmen. Neben dem Umstand, dass diese Art des Festlegens keine exakte und reproduzierbare Positionierung des Objektträgers bezüglich der optischen Achse des Mikroskops ermöglicht, ist es bei dieser Halterung nachteilig, dass die Federklammern auf der Oberseite des Mikroskoptischs angeordnet sind, wodurch es zu Kollisionen mit den Objektiven des Mikroskops kommen kann.. So beschreibt beispielsweise die DE 196 16 216 A1 eine Halterung für einen Objektträger in einer Laser-Mikrodissektionseinrichtung, in welcher der Objektträger an mindestens drei Seiten der Halterung aufliegt, wobei die beiden schmalen Seiten des Objektträgers mit je einer Federklammer festgeklemmt sind. Auch hier ist die Oberseite der Halterung näher am Objektiv als die Oberseite des Objektträgers selbst.

Zur Ausbildung einer flach bauenden Halterung ist es aus der Praxis bekannt, die Halterung mit einer auf dem Mikroskoptisch festlegbaren Basisplatte zu versehen, in der zur Aufnahme des Objektträgers eine ebene Auflageflächen und mindestens eine sich im wesentlichen rechtwinklig zur Auflagefläche erstreckende Anlagefläche für den Objektträger aufweisende Aussparung ausgebildet ist, wobei der in der Aussparung angeordnete Objektträger über mindestens ein Federelement mit einer im wesentlichen horizontalen Druckkraft beaufschlagt, gegen die Anlagefläche der Aussparung angedrückt wird. Die Auflageflächen und Anlageflächen in der Basisplatte werden bei dieser bekannten Halterung mittels Fräsens mit einem Zylinderfräser hergestellt. Aufgrund der Schneidengeometrie eines Zylinderfräsers ist es aber nicht möglich, einen exakt rechtwinkligen Übergang von der Auflagefläche zur Anlagefläche auszubilden. Vielmehr verbleibt im Übergangsbereich immer eine winklige Abflachung, auf der der Objektträger zu liegen kommt. In dieser Lage in nerhalb der Aussparung kann die Druckkraft des Federelements bewirken, dass der Objektträger verrutscht, oder sogar aus der Aussparung herausgedrückt wird. Die Gefahr des Verrutschens des Objektträgers wird noch dadurch verstärkt, dass auch die durch Brechen hergestellten seitlichen Kanten der Objektträger nicht exakt rechtwinklig ausgebildet sind.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für einen Objektträger anzugeben, die einen sicheren Halt und eine reproduzierbare Positionierung des Objektträgers ermöglicht.

Die Aufgabe wird bei einer Halterung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Halterung aufgrund der Ausgestaltung der Anlagefläche die horizontale Druckkraft des Federelements so aufgeteilt wird, dass diese eine im wesentlichen auf die Auflagefläche der Aussparung gerichtete Kraftkomponente auf den Objektträger ausübt, wird die Flächenpressung erhöht, wodurch der Objektträger sicher und unverrückbar in der vorgegebenen Position gehalten wird.

Um sicherzustellen, dass die horizontale Druckkraft keine Kippbewegung auf den Objektträger ausüben kann, die diesen aus der Aussparung der Basisplatte hinausdrückt, wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Anlagefläche der Aussparung so ausgebildet ist, dass sie die anliegende Seite des Objektträgers nur in einem von der Auflagefläche beabstandeten, oberhalb der horizontalen Mittellinie des Objektträgers angeordneten Bereich kontaktiert.

Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass im Übergangsbereich von der Auflagefläche zur Anlagefläche in der Anlagefläche eine den Kontaktbereich mit dem Objektträger freischneidende Hinterschneidung ausgebildet ist. Das Ausbilden der Hinterschneidung stellt eine praktisch sehr einfach herstellbare und kostengünstige Art dar, die mindestens eine Anlagefläche der Aussparung erfindungsgemäß auszugestalten.

Zum Herstellen der Hinterschneidung in der mindestens einen Anlagefläche der Aussparung wird vorgeschlagen, dass diese durch Freifräsen mittels eines Kegelfräsers oder aber durch Ausbohren erzeugt wird.

Zur Lösung der vorrichtungsmäßigen Aufgabenstellung umfasst die Vorrichtung zum Laserschneiden von Präparaten einen x-y-Mikroskoptisch, eine oberhalb der Tischoberfläche dieses x-y-Mikroskoptischs angeordnete und in x- und y-Richtung verstellbare erfindungsgemäße Halterung zum Positionieren eines Objektträgers, wobei der Objektträger derart in einer Auflageflächen und Anlageflächen für den Objektträger aufweisenden Aussparung in einer Basisplatte der Halterung angeordnet ist, dass das auf dem über ein Federelement gegen die Anlagefläche der Aussparung angedrückten Objektträger gelagerte Präparat der Tischoberfläche gegenüberliegt, sowie eine Auffangvorrichtung mit mindestens einem Behälter zum Auffangen eines ausgeschnittenen Präparats, wobei die Auffangvorrichtung einem zwischen der Halterung und der Tischoberfläche ausgebildeten freien Arbeitsraum zuführbar ist.

Schließlich wird mit der Erfindung ein Mikroskop vorgeschlagen, das eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Laserschneiden von Präparaten sowie eine erfindungsgemäße Halterung zur Positionierung eines Objektträgers umfasst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der nur beispielhaft schematisch der Aufbau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halterung zur Positionierung eines Objektträgers sowie einer Vorrichtung zum Laserschneiden von Präparaten dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht der Basisplatte einer erfindungsgemäßen Halterung;
2 eine Ansicht gemäß 1, jedoch mit in die Aussparung der Basisplatte eingesetztem Objektträger,
3 eine ausschnittweise schematische, geschnittene Seitenansicht einer Halterung gemäß dem Stand der Technik;
4 eine ausschnittweise schematische, geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Halterung;
5 eine perspektivische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Laserschneiden von Präparaten und
6 eine perspektivische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 5.
Die Abbildungen 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten einer Halterung 1 zur Positionierung eines Objektträgers 2, wobei nur in der Abbildung 2 ein Objektträger 2 dargestellt ist. Die Halterung besteht im wesentlichen aus einer Basisplatte 3, in der eine Aussparung 3a zur Aufnahme des Objektträgers 2 ausgeformt ist, wie dies der 2 zu entnehmen ist. Die Aussparung 3a in der Basisplatte 3 ist derart ausgeformt, dass sie ebene Auflageflächen 3b und mindestens eine sich im wesentlichen rechtwinklig zur Auflagefläche 3b erstreckende Anlagefläche 3c für den in die Aussparung 3a eingesetzten Objektträger 2 aufweist, wie dies den Abbildungen 3 und 4 zu entnehmen ist.
Um den Objektträger 2 sicher und positionsgenau in der Aussparung 3a der Basisplatte 3 festzulegen, weist die Halterung 1 weiterhin ein Federelement 4 auf, über welches eine im wesentlichen horizontal wirkende Druckkraft F auf den Objektträger 2 ausgeübt wird, wie des die Abbildungen 3 und 4 zeigen. Mit dieser Druckkraft F wird der Objektträger 2 gegen die mindestens eine Anlagefläche 3c der Aussparung 3a angedrückt.
Die Abbildung 3 zeigt ausschnittweise den Aufbau einer Halterung 1 zur Positionierung des Objektträgers 2 gemäß dem Stand der Technik. In der Basisplatte 3 der Halterung 1 ist die Aussparung 3a so ausgeformt, dass diese eine Auflagefläche 3b sowie eine Anlagefläche 3c für den in die Aussparung 3a eingesetzten Objektträger 2 bildet. Aufgrund der Ausformung der Aussparung 3a mit einem Zylinderfräser ist im Übergangsbereich von der Auflagefläche 3b zur Anlagefläche 3c eine Schräge 3d ausgebildet, an der, wie aus 1 ersichtlich, der in die Aussparung 3a ein gesetzte Objektträger 2 anliegt.
Wird nun über das in dieser Abbildung nicht dargestellte Federelement 4 (siehe Abbildungen 2 bis 6) eine horizontale Druckkraft F in Richtung auf die Anlagefläche 3c auf den Objektträger 2 ausgeübt, so kann diese Druckkraft F dazu führen, dass der Objektträger 2 entlang der Schräge 3d verschoben oder sogar aus der Aussparung 3a heraus gedrückt wird. Eine sichere und reproduzierbare Positionierung des Objektträgers 2 ist mit dieser Halterung 1 somit nicht gewährleistet.
Demgegenüber zeigt die Abbildung 4 eine Halterung 1, bei der die horizontale Druckkraft F des Federelements 4 aufgrund der Ausgestaltung der Anlagefläche 3c der Aussparung 3a in verschiedene Kraftkomponenten F_S und F_A zerlegt wird, wobei es insbesondere auf die nach unten auf die Auflagefläche 3b gerichtete Kraftkomponente F_A ankommt, da durch diese der Objektträger 2 mit erhöhter Flächenpressung positionsgenau in die Aussparung 3a hineingedrückt wird.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform der Anlagefläche 3c der Aussparung 3a ist im Übergangsbereich von der Auflagefläche 3b zur Anlagefläche 3c eine Hinterschneidung 5 derart in der Anlagefläche 3c ausgebildet, dass sich nur ein schmaler Kontaktierbereich zwischen dem Objektträger 2 und der Anlagefläche 3c ergibt. Um sicherzustellen, dass dieser Kontaktierbereich immer eine zur Auflagefläche 3b gerichtete Kraftkomponente F_A auf den Objektträger 2 erzeugt, muss dieser Kontaktierbereich oberhalb der horizontalen Mittellinie des Objektträgers 2 am Objektträger 2 angreifen.
Die Abbildungen 5 und 6 zeigen eine Vorrichtung 6 zum Laserschneiden von Präparaten. Die Vorrichtung umfast einen x-y-Mikroskoptisch 7, der an einem herkömmlichen, nicht dargestellten Mikroskop montiert sein kann. Der x-y-Mikroskoptisch 7 kann manuell oder motorisch in die durch den gekreuzten Doppelpfeil 8 dargestellten Richtungen x und y verfahren werden. Das insbesondere als Durchlichtmikroskop betriebene Mikroskop definiert eine optische Achse 9, die in 5 und 6 strichpunktiert dargestellt ist.
Wie insbesondere aus 6 ersichtlich, weist der x-y-Mikroskoptisch 7 eine feststehende Basisplatte 10 auf, auf der eine beim dargestellten Ausführungs beispiel in y-Richtung verfahrbare Platte 11 angeordnet ist. Auf der verfahrbaren Platte 11 wiederum ist eine in x-Richtung verfahrbare Linearführung 12 angeordnet. Auf der Linearführung 12 ist ein Abstandshalter 13 befestigt, der wiederum ein Traggestell 14 zur Aufnahme einer Halterung 1 gemäß 1, 2 und 4 zur Positionierung eines Objektträgers 2 trägt. Die Halterung 1 ist durch den Abstandshalter 13 so von einer Tischoberfläche 7a des x-y-Mikroskoptischs 7 beabstandet, dass zwischen der Halterung 1 und der Tischoberfläche 7a ein freier Arbeitsraum 15 ausgebildet ist.
Zur Verwendung an einem Durchlichtmikroskop ist im x-y-Mikroskoptisch 7 eine Aussparung 16 ausgebildet, die bezüglich des Mikroskops so angeordnet ist, dass die optische Achse 9 durch diese Aussparung 16 verläuft. Ebenso sind die Aussparung 3a in der Basisplatte 3 der Halterung 1 und der zur Aufnahme der Halterung 1 dienende Freiraum des Traggestells 14 so zueinander und zum Mikroskop ausgerichtet, dass diese in der optischen Achse 9 liegen.
Zur Verwendung der Vorrichtung 6 zum Laserschneiden von Präparaten ist dem freien Arbeitsraum 15 unterhalb des Objektträgers 2 eine nicht dargestellte, mindestens ein Behältnis umfassende Auffangvorrichtung zuführbar, die zum Auffangen der mittels eines Laserstrahls aus dem auf dem Objektträger 1 angeordneten Präparat herausgeschnittenen Präparateteile dient. Hierzu ist es notwendig, dass das auf dem Objektträger 2 angeordnete Präparat auf der der Tischoberfläche 7a zugewandten Seite des Objektträgers 2 angeordnet ist.
Auf der Abbildung 5 ist zwischen der Halterung 1 und der Tischoberfläche 7a eine zusätzliche, sogenannte Kontaminationsschutzplatte 17 angeordnet. Die Kontaminationsschutzplatte 17 soll verhindern, dass Verunreinigungen in die zum Auffangen der ausgeschnittenen Präparateteile dienenden Behältnisse gelangen können. Zu diesem Zweck deckt die Kontaminationsschutzplatte 17 alle Behältnisse ab, die nicht gerade zum Auffangen eines Präparateteils benötigt werden.
Durch die Verwendung der speziell ausgestalteten Halterung 1 zur Positionierung des Objektträgers 2 wird erstmalig sichergestellt, dass der Objektträger 2 unverrückbar positionsgenau und reproduzierbar in der optischen Achse 9 auf dem x-y-Mikroskoptisch 7 angeordnet werden kann.

1: Halterung
2: Objektträger
3: Basisplatte
3a: Aussparung
3b: Auflagefläche
3c: Anlagefläche
3d: Schräge
4: Federelement
5: Hinterschneidung
6: Vorrichtung
7: x-y-Mikroskoptisch
7a: Tischoberfläche
8: Doppelpfeil
9: optische Achse
10: Basisplatte
F: Druckkraft
F_A: Kraftkomponente
F_S: Kraftkomponente
11: verfahrbare Platte
12: Linearführung
13: Abstandshalter
14: Traggestell
15: freier Arbeitsraum
16: Aussparung
17: Kontaminationsschutzplatte

Claims

Halterung für einen Objektträger, – mit einer den Objektträger (2) tragenden Basisplatte (3) mit einer zentralen Aussparung (3a) unterhalb des Objektträgers (2), – mit einem den Objektträger (2) im wesentlichen parallel zur Basisplatte (3) mit einer Kraft (F) beaufschlagenden Federelement (4) – und mit einer den Rand des Objektträgers (2) kontaktierenden Anlagefläche (3c), die den federbeaufschlagten Objektträger (2) zur Basisplatte (3) hin drängt, dadurch gekennzeichnet, – dass der Rand der Aussparung (3a) versenkt in die Basisplatte (3) eingebracht ist und eine Auflagefläche (3b) für den Rand des Objektträgers (2) bildet, – dass die Auflagefläche (3b) einstückig und kontinuierlich in die Anlagefläche (3c) übergeht, – dass der Bereich zwischen Auflagefläche (3b) und Anlagefläche (3c) eine Hinterschneidung (5) bildet – und dass die Anlagefläche (3c) den Objektträger unterhalb von dessen Oberseite, aber oberhalb von dessen Mittellinie kontaktiert.
Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidung (5) mit einem Fräser, insbesondere mit einem Kegel- oder Zylinderfräser, oder durch Ausbohren herstellbar ist.
Vorrichtung zum Laserschneiden von Präparaten, mit einem Mikroskoptisch (7) und einer oberhalb der Tischoberfläche (7a) angebrachten Halterung (1) für einen Objektträger (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus einem beobachteten Präparat ausgeschnittene Präparatteile durch die Aussparung (3a) hindurch in mindestens ein vom Mikroskoptisch getragenes Behältnis einer Auffangvorrichtung einbringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Präparatteile mittels eines Laserstrahls ausschneidbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Behältnisse vorgesehen sind und zwischen der Halterung und der Tischoberfläche eine Kontaminationsplatte einbringbar ist, die alle unerwünschten Behältnisse abdeckt und nur dasjenige Behältnis freigibt, in welches das ausgeschnittene Präparatteil eingebracht werden soll.