JP2002214091A - 試料凍結方法および冷却ホルダ並びに走査電子顕微鏡 - Google Patents
試料凍結方法および冷却ホルダ並びに走査電子顕微鏡Info
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- JP2002214091A JP2002214091A JP2001006090A JP2001006090A JP2002214091A JP 2002214091 A JP2002214091 A JP 2002214091A JP 2001006090 A JP2001006090 A JP 2001006090A JP 2001006090 A JP2001006090 A JP 2001006090A JP 2002214091 A JP2002214091 A JP 2002214091A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生物試料を霜を付着させずに安全に凍結させ
ることができる試料凍結方法を提供すること。 【解決手段】 オペレータは、液体窒素で冷却されたキ
ャップ７を冷却ホルダ本体１のキャップ用溝２にはめ込
む。試料１０がキャップ７で覆われると、キャップ７内
の試料まわり雰囲気中に存在している水分子は、冷却さ
れたキャップ７の内面にトラップ（吸着）される。次に
オペレータは、冷却ホルダ本体１のピンセット差込穴６
にピンセット１３を差込み、キャップ７が取付けられた
冷却ホルダ本体１を液体窒素に浸す。すると、冷却ホル
ダ本体１は極低温に冷却され、試料１０は凍結する。こ
の方法によれば、キャップ内の水分子をキャップ内面に
トラップさせた後で冷却ホルダ本体１を冷却するように
しているので、試料が凍結しても試料表面に霜が付くこ
とはない。
ることができる試料凍結方法を提供すること。 【解決手段】 オペレータは、液体窒素で冷却されたキ
ャップ７を冷却ホルダ本体１のキャップ用溝２にはめ込
む。試料１０がキャップ７で覆われると、キャップ７内
の試料まわり雰囲気中に存在している水分子は、冷却さ
れたキャップ７の内面にトラップ（吸着）される。次に
オペレータは、冷却ホルダ本体１のピンセット差込穴６
にピンセット１３を差込み、キャップ７が取付けられた
冷却ホルダ本体１を液体窒素に浸す。すると、冷却ホル
ダ本体１は極低温に冷却され、試料１０は凍結する。こ
の方法によれば、キャップ内の水分子をキャップ内面に
トラップさせた後で冷却ホルダ本体１を冷却するように
しているので、試料が凍結しても試料表面に霜が付くこ
とはない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、水分を含んだ試
料の観察に用いて最適な試料凍結方法および冷却ホルダ
並びに走査電子顕微鏡に関する。
料の観察に用いて最適な試料凍結方法および冷却ホルダ
並びに走査電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】 水分を含んだ生物試料を走査電子顕微
鏡（SEM：ScanningElectron Microscope）で観察する
際、その試料はできるだけ生体時に近い状態に維持する
必要がある。しかし、生物試料はその７０〜９０数％が
水分であり、試料を摘出後そのまま走査電子顕微鏡内に
挿入すれば装置内が真空のため、水分が気化し乾燥によ
る収縮変形を起こすことが多い。
鏡（SEM：ScanningElectron Microscope）で観察する
際、その試料はできるだけ生体時に近い状態に維持する
必要がある。しかし、生物試料はその７０〜９０数％が
水分であり、試料を摘出後そのまま走査電子顕微鏡内に
挿入すれば装置内が真空のため、水分が気化し乾燥によ
る収縮変形を起こすことが多い。
【０００３】そこで、現在、生物試料を走査電子顕微鏡
で観察する場合、液体窒素で試料を冷却する機構を備え
た走査電子顕微鏡を用意し、その走査電子顕微鏡で生物
試料を凍結乾燥させながら観察することが行われてい
る。この場合、試料中の水分は凍結されたままとなり長
時間形態を維持し観察できる利点がある。
で観察する場合、液体窒素で試料を冷却する機構を備え
た走査電子顕微鏡を用意し、その走査電子顕微鏡で生物
試料を凍結乾燥させながら観察することが行われてい
る。この場合、試料中の水分は凍結されたままとなり長
時間形態を維持し観察できる利点がある。
【０００４】しかしながら、このような走査電子顕微鏡
では、液体窒素で試料を冷却する機構を備えなければな
らず、その分コストアップとなる。さらに、この走査電
子顕微鏡では、凍結試料表面に付着した霜を除去するた
めのヒーターを備えているが、このようなヒーターの設
置もコストアップにつながっている。
では、液体窒素で試料を冷却する機構を備えなければな
らず、その分コストアップとなる。さらに、この走査電
子顕微鏡では、凍結試料表面に付着した霜を除去するた
めのヒーターを備えているが、このようなヒーターの設
置もコストアップにつながっている。
【０００５】ところで、このような問題を解決する発明
として特公昭５１−１６２５２がある。この発明は、生
物試料を試料ホルダ上に保持して試料ホルダと共に液体
窒素に浸して凍結させ、その液体窒素中で凍結試料を蓋
体で包囲し、その後蓋体で包囲された凍結試料を走査電
子顕微鏡の予備室に導入し、その予備室において蓋体を
開けるようにしたものである。この発明を利用すれば、
走査電子顕微鏡に試料冷却機構を備える必要はなく、ま
た、霜取り用のヒーターも走査電子顕微鏡に備える必要
はない。
として特公昭５１−１６２５２がある。この発明は、生
物試料を試料ホルダ上に保持して試料ホルダと共に液体
窒素に浸して凍結させ、その液体窒素中で凍結試料を蓋
体で包囲し、その後蓋体で包囲された凍結試料を走査電
子顕微鏡の予備室に導入し、その予備室において蓋体を
開けるようにしたものである。この発明を利用すれば、
走査電子顕微鏡に試料冷却機構を備える必要はなく、ま
た、霜取り用のヒーターも走査電子顕微鏡に備える必要
はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 しかし、特公昭５１
−１６２５２の発明においては、生物試料を液体窒素に
完全に浸して凍結させるので、液体窒素中で生物試料が
試料ホルダから外れてしまうことがある。
−１６２５２の発明においては、生物試料を液体窒素に
完全に浸して凍結させるので、液体窒素中で生物試料が
試料ホルダから外れてしまうことがある。
【０００７】また、特公昭５１−１６２５２の発明にお
いては、前記蓋体は試料ホルダから取外せないようにな
っており、試料観察中においても蓋体は試料ホルダに付
いたままである。このため、試料傾斜を行ったときに蓋
体が対物レンズなどに当たってしまい、試料傾斜におい
て制限を受けたり、場合によっては対物レンズや試料ホ
ルダが破損してしまう。
いては、前記蓋体は試料ホルダから取外せないようにな
っており、試料観察中においても蓋体は試料ホルダに付
いたままである。このため、試料傾斜を行ったときに蓋
体が対物レンズなどに当たってしまい、試料傾斜におい
て制限を受けたり、場合によっては対物レンズや試料ホ
ルダが破損してしまう。
【０００８】さらに、特公昭５１−１６２５２の発明に
おいては、冷却された試料ホルダと、試料観察室の試料
ステージ間の断熱対策は行われていない。このため、試
料ステージ側の熱が試料ホルダに伝わると、試料中の水
分が急激に気化し、長時間にわたって水分を含んだ状態
での試料観察を行えなくなる。一方、試料ホルダ側の熱
が試料ステージに伝わって試料ステージが冷却される
と、試料ステージが熱ドリフトし、観察視野が大きく変
動してしまう。
おいては、冷却された試料ホルダと、試料観察室の試料
ステージ間の断熱対策は行われていない。このため、試
料ステージ側の熱が試料ホルダに伝わると、試料中の水
分が急激に気化し、長時間にわたって水分を含んだ状態
での試料観察を行えなくなる。一方、試料ホルダ側の熱
が試料ステージに伝わって試料ステージが冷却される
と、試料ステージが熱ドリフトし、観察視野が大きく変
動してしまう。
【０００９】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、生物試料を霜を付着させずに安全に
凍結させることができ、良好な走査電子顕微鏡観察を行
うことができる試料凍結方法および冷却ホルダ並びに走
査電子顕微鏡を提供することにある。
ので、その目的は、生物試料を霜を付着させずに安全に
凍結させることができ、良好な走査電子顕微鏡観察を行
うことができる試料凍結方法および冷却ホルダ並びに走
査電子顕微鏡を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成する本
発明の試料凍結方法は、試料を冷却ホルダ本体に取付
け、前記試料を覆うように、冷却されたキャップを前記
冷却ホルダ本体に取付け、そのキャップが取付けられた
冷却ホルダ本体を冷却して前記試料を凍結させることを
特徴としている。
発明の試料凍結方法は、試料を冷却ホルダ本体に取付
け、前記試料を覆うように、冷却されたキャップを前記
冷却ホルダ本体に取付け、そのキャップが取付けられた
冷却ホルダ本体を冷却して前記試料を凍結させることを
特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】 以下、図面を用いて本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１２】図１は、本発明の冷却ホルダの一例を示し
たものである。
たものである。
【００１３】図１において、１は冷却ホルダ本体であ
り、冷却ホルダ本体１の形状は円柱状であって、冷却ホ
ルダ本体１は蓄熱性が良いたとえば黄銅（真ちゅう）で
作られている。そして、リング状のキャップ用溝２が冷
却ホルダ本体１の上面に形成されており、この溝２の内
側上面Ｓは粗めのサンドペーパーでこすられて、カーボ
ンテープ剥離防止溝３がその上面Ｓに形成されている。
り、冷却ホルダ本体１の形状は円柱状であって、冷却ホ
ルダ本体１は蓄熱性が良いたとえば黄銅（真ちゅう）で
作られている。そして、リング状のキャップ用溝２が冷
却ホルダ本体１の上面に形成されており、この溝２の内
側上面Ｓは粗めのサンドペーパーでこすられて、カーボ
ンテープ剥離防止溝３がその上面Ｓに形成されている。
【００１４】一方、冷却ホルダ本体１の底面には、先端
の尖った３本の断熱ピン（断熱部材）４ａ，４ｂ，４ｃ
（４ｃは図１に示されていない）が取付けられている。
これら３本の断熱ピンは、熱絶縁部材であるたとえばテ
フロン（登録商標）で作られている。
の尖った３本の断熱ピン（断熱部材）４ａ，４ｂ，４ｃ
（４ｃは図１に示されていない）が取付けられている。
これら３本の断熱ピンは、熱絶縁部材であるたとえばテ
フロン（登録商標）で作られている。
【００１５】さらに、冷却ホルダ本体１の側面には、先
端の尖った２本の断熱ピン（断熱部材）５ａ，５ｂとビ
ス受け５ｃが取付けられている。これら２本の断熱ピン
とビス受け５ｃは、熱絶縁部材であるたとえばテフロン
で作られている。また、冷却ホルダ本体１の側面には、
２つのピンセット差込穴６が開けられている。
端の尖った２本の断熱ピン（断熱部材）５ａ，５ｂとビ
ス受け５ｃが取付けられている。これら２本の断熱ピン
とビス受け５ｃは、熱絶縁部材であるたとえばテフロン
で作られている。また、冷却ホルダ本体１の側面には、
２つのピンセット差込穴６が開けられている。
【００１６】図２は、冷却ホルダ本体１を底面側から見
た図であり、前記断熱ピン５ａ，５ｂとビス受け５ｃ
は、冷却ホルダ本体１の側面に１２０度間隔で取付けら
れている。
た図であり、前記断熱ピン５ａ，５ｂとビス受け５ｃ
は、冷却ホルダ本体１の側面に１２０度間隔で取付けら
れている。
【００１７】また、図１において７はキャップである。
このキャップ７の径は前記溝２の径とほぼ同じであり、
キャップ７は溝２にはめ込めるようになっている。そし
て、中空状のキャップ７は蓄熱性が良いたとえばＳＵＳ
（ステンレススチール）で作られており、つまみ８がキ
ャップ７の上面中央部分に取付けられている。このつま
み８は、磁性材であるたとえば鉄で作られている。図３
はキャップ７の断面を示したものであり、この図に示す
ように、キャップ内面は凹凸ができるように加工されて
いる。
このキャップ７の径は前記溝２の径とほぼ同じであり、
キャップ７は溝２にはめ込めるようになっている。そし
て、中空状のキャップ７は蓄熱性が良いたとえばＳＵＳ
（ステンレススチール）で作られており、つまみ８がキ
ャップ７の上面中央部分に取付けられている。このつま
み８は、磁性材であるたとえば鉄で作られている。図３
はキャップ７の断面を示したものであり、この図に示す
ように、キャップ内面は凹凸ができるように加工されて
いる。
【００１８】以上の１〜８の構成で、本発明の冷却ホル
ダが構成されている。なお、図１において、９はカーボ
ンの両面テープ、１０はカビなどの生物試料、１１は液
体窒素１２を入れた容器、１３はピンセットである。
ダが構成されている。なお、図１において、９はカーボ
ンの両面テープ、１０はカビなどの生物試料、１１は液
体窒素１２を入れた容器、１３はピンセットである。
【００１９】以下に、図１の冷却ホルダを用いた試料凍
結の手順について説明する。
結の手順について説明する。
【００２０】まず、オペレータは、図１に示すように、
カーボンの両面テープ９を冷却ホルダ本体１のキャップ
用溝２の内側上面Ｓに張り付ける。次にオペレータは、
その張り付けたカーボンテープ９の上に生物試料１０を
取付ける。
カーボンの両面テープ９を冷却ホルダ本体１のキャップ
用溝２の内側上面Ｓに張り付ける。次にオペレータは、
その張り付けたカーボンテープ９の上に生物試料１０を
取付ける。
【００２１】このようにして試料の冷却ホルダ本体への
取付けがすむと、オペレータは、キャップ７のつまみ８
をピンセット１３でつまんで、キャップ７を容器１１中
の液体窒素１２に浸す。そしてオペレータは、適当な時
間を待ってからキャップ７を液体窒素１２中から取り出
し、冷却されたキャップ７を図４に示すように、冷却ホ
ルダ本体１のキャップ用溝２にはめ込む。
取付けがすむと、オペレータは、キャップ７のつまみ８
をピンセット１３でつまんで、キャップ７を容器１１中
の液体窒素１２に浸す。そしてオペレータは、適当な時
間を待ってからキャップ７を液体窒素１２中から取り出
し、冷却されたキャップ７を図４に示すように、冷却ホ
ルダ本体１のキャップ用溝２にはめ込む。
【００２２】こうして、試料１０がキャップ７で覆われ
ると、キャップ７内の試料まわり雰囲気中に存在してい
る水分子は、冷却されたキャップ７の内面にトラップ
（吸着）される。このとき、図３に示したように、キャ
ップ内面は表面積が増すように凹凸に加工されているの
で、キャップ７内のほぼ全ての水分子がキャップ内面に
トラップされる。また、冷却されたキャップ７によっ
て、キャップ７の外側面に対向するキャップ用溝２の表
面も冷却されるので、キャップ７の外の水分子がキャッ
プ７内に侵入しようとしても、その水分子は全て溝２の
表面またはキャップ７の外面でトラップされる。
ると、キャップ７内の試料まわり雰囲気中に存在してい
る水分子は、冷却されたキャップ７の内面にトラップ
（吸着）される。このとき、図３に示したように、キャ
ップ内面は表面積が増すように凹凸に加工されているの
で、キャップ７内のほぼ全ての水分子がキャップ内面に
トラップされる。また、冷却されたキャップ７によっ
て、キャップ７の外側面に対向するキャップ用溝２の表
面も冷却されるので、キャップ７の外の水分子がキャッ
プ７内に侵入しようとしても、その水分子は全て溝２の
表面またはキャップ７の外面でトラップされる。
【００２３】次にオペレータは、冷却ホルダ本体１のピ
ンセット差込穴６にピンセット１３を差込み、冷却され
ているキャップ７が取付けられた冷却ホルダ本体１をピ
ンセット１３を用いて液体窒素１２に浸す。図５は、冷
却ホルダ本体１が液体窒素１２に浸されている状態を示
した図であり、この図に示すように、冷却ホルダ本体１
の中間位までが液体窒素１２に浸されている。
ンセット差込穴６にピンセット１３を差込み、冷却され
ているキャップ７が取付けられた冷却ホルダ本体１をピ
ンセット１３を用いて液体窒素１２に浸す。図５は、冷
却ホルダ本体１が液体窒素１２に浸されている状態を示
した図であり、この図に示すように、冷却ホルダ本体１
の中間位までが液体窒素１２に浸されている。
【００２４】こうして冷却ホルダ本体１は液体窒素１２
で液体窒素温度に冷却され、そして試料１０は凍結す
る。
で液体窒素温度に冷却され、そして試料１０は凍結す
る。
【００２５】以上、図１の冷却ホルダを用いた試料凍結
の手順について説明したが、この凍結方法によれば、試
料１０を覆うように冷却されたキャップ７を冷却ホルダ
本体１に取付け、キャップ内の水分子をそのキャップ内
面にトラップさせた後で冷却ホルダ本体１を冷却するよ
うにしているので、試料が凍結してもその試料表面に霜
が付くことはない。
の手順について説明したが、この凍結方法によれば、試
料１０を覆うように冷却されたキャップ７を冷却ホルダ
本体１に取付け、キャップ内の水分子をそのキャップ内
面にトラップさせた後で冷却ホルダ本体１を冷却するよ
うにしているので、試料が凍結してもその試料表面に霜
が付くことはない。
【００２６】また、図１の冷却ホルダにおいては、冷却
ホルダ本体表面にカーボンテープ剥離防止溝３が形成さ
れていて、カーボンテープ９はその溝３にしっかりと食
い込んでいる。このため、冷却ホルダ本体１が液体窒素
で冷やされてカーボンテープ９が冷却されても、カーボ
ンテープ９が冷却ホルダ本体１から剥がれることはな
い。逆にこのような溝３を設けないと、冷却されたカー
ボンテープ９は粘着性を失って、金属の冷却ホルダ本体
１から簡単に剥がれてしまう。
ホルダ本体表面にカーボンテープ剥離防止溝３が形成さ
れていて、カーボンテープ９はその溝３にしっかりと食
い込んでいる。このため、冷却ホルダ本体１が液体窒素
で冷やされてカーボンテープ９が冷却されても、カーボ
ンテープ９が冷却ホルダ本体１から剥がれることはな
い。逆にこのような溝３を設けないと、冷却されたカー
ボンテープ９は粘着性を失って、金属の冷却ホルダ本体
１から簡単に剥がれてしまう。
【００２７】また、図１の冷却ホルダを用いた凍結方法
によれば、試料を液体窒素に全く浸さずに凍結させるの
で、液体窒素中で試料が冷却ホルダから外れるというこ
とはない。
によれば、試料を液体窒素に全く浸さずに凍結させるの
で、液体窒素中で試料が冷却ホルダから外れるというこ
とはない。
【００２８】以上説明したように、図１の冷却ホルダを
用いた本発明の凍結方法によれば、生物試料を霜を付着
させずに安全に凍結させることができる。
用いた本発明の凍結方法によれば、生物試料を霜を付着
させずに安全に凍結させることができる。
【００２９】さて、これより、図５の状態にある冷却ホ
ルダを走査電子顕微鏡で観察するまでの手順について説
明する。
ルダを走査電子顕微鏡で観察するまでの手順について説
明する。
【００３０】まず、オペレータは、図４のピンセット１
３を用いて冷却ホルダ本体１を液体窒素１２から取り出
し、冷却ホルダを図６に示すように試料ホルダ１４に取
付ける。
３を用いて冷却ホルダ本体１を液体窒素１２から取り出
し、冷却ホルダを図６に示すように試料ホルダ１４に取
付ける。
【００３１】このとき、冷却ホルダ本体１のビス受け５
ｃが試料ホルダ１４のビス穴１５に一致するように冷却
ホルダが試料ホルダ１４に取付けられ、オペレータは、
ビス１６をビス穴１５にねじ込んでビス受け５ｃに当接
させる。このようなビス固定により、冷却ホルダ本体１
は試料ホルダ１４に固定される。この固定状態において
は、冷却ホルダ本体１は、前記断熱ピン（４ａ〜４ｃ，
５ａ，５ｂ）とビス受け５ｃによって試料ホルダ１４と
熱絶縁されているので、試料ホルダ側の熱は冷却ホルダ
本体１に伝わらない。
ｃが試料ホルダ１４のビス穴１５に一致するように冷却
ホルダが試料ホルダ１４に取付けられ、オペレータは、
ビス１６をビス穴１５にねじ込んでビス受け５ｃに当接
させる。このようなビス固定により、冷却ホルダ本体１
は試料ホルダ１４に固定される。この固定状態において
は、冷却ホルダ本体１は、前記断熱ピン（４ａ〜４ｃ，
５ａ，５ｂ）とビス受け５ｃによって試料ホルダ１４と
熱絶縁されているので、試料ホルダ側の熱は冷却ホルダ
本体１に伝わらない。
【００３２】また、試料ホルダ１４の側面にはネジ穴
（図６には示されていない）が設けられており、図６に
示すように、交換棒（キャップ取外し手段）１７の先端
がそのネジ穴にねじ込まれて取付けられている。交換棒
１７の先端には電磁石１８が設けられており、この電磁
石１８は、交換棒の内部に引かれた電線１９を介して電
源２０に電気的に接続されている。この電源２０は交換
棒の取手部分に取付けられていて、内部に電池を備える
と共に電磁石への通電をオンオフするスイッチＳＷを備
えている。
（図６には示されていない）が設けられており、図６に
示すように、交換棒（キャップ取外し手段）１７の先端
がそのネジ穴にねじ込まれて取付けられている。交換棒
１７の先端には電磁石１８が設けられており、この電磁
石１８は、交換棒の内部に引かれた電線１９を介して電
源２０に電気的に接続されている。この電源２０は交換
棒の取手部分に取付けられていて、内部に電池を備える
と共に電磁石への通電をオンオフするスイッチＳＷを備
えている。
【００３３】こうして、オペレータは冷却ホルダを試料
ホルダに取付けると、図７に示すように、試料ホルダ１
４を保持した交換棒１７を走査電子顕微鏡の予備室チャ
ンバ２１に取付ける。このとき、試料ホルダ１４は、予
備室２２に設けられた受け台２３に取付けられる。
ホルダに取付けると、図７に示すように、試料ホルダ１
４を保持した交換棒１７を走査電子顕微鏡の予備室チャ
ンバ２１に取付ける。このとき、試料ホルダ１４は、予
備室２２に設けられた受け台２３に取付けられる。
【００３４】前記予備室チャンバ２１は走査電子顕微鏡
の観察室チャンバ２４に取付けられており、前記予備室
２２は、観察室チャンバ２４の仕切弁２５が開けられる
と観察室２６に連通するようになっている。これら予備
室２２と観察室２６は、図示していない排気装置によっ
て排気されるように構成されている。
の観察室チャンバ２４に取付けられており、前記予備室
２２は、観察室チャンバ２４の仕切弁２５が開けられる
と観察室２６に連通するようになっている。これら予備
室２２と観察室２６は、図示していない排気装置によっ
て排気されるように構成されている。
【００３５】さて、オペレータは、図７に示すように交
換棒１７を予備室チャンバ２１に取付けると、予備室２
２を排気する排気装置を動作させると共に、交換棒１７
を回転させて試料ホルダ１４から外す。なお、このと
き、仕切弁２５は閉じられている。
換棒１７を予備室チャンバ２１に取付けると、予備室２
２を排気する排気装置を動作させると共に、交換棒１７
を回転させて試料ホルダ１４から外す。なお、このと
き、仕切弁２５は閉じられている。
【００３６】そして、予備室２２が所定圧力に達する
と、オペレータは電源スイッチＳＷをオンにし、交換棒
１７を操作して、磁化された電磁石１８をキャップ７の
つまみ８上に持ってくる。すると、つまみ８は磁性材で
作られているので、つまみ８は電磁石１８に吸着され
る。そしてオペレータは、交換棒１７を操作してキャッ
プ７を冷却ホルダ本体１から取外し、取外したキャップ
７を台２７上に置いてから電源スイッチＳＷをオフにす
る。
と、オペレータは電源スイッチＳＷをオンにし、交換棒
１７を操作して、磁化された電磁石１８をキャップ７の
つまみ８上に持ってくる。すると、つまみ８は磁性材で
作られているので、つまみ８は電磁石１８に吸着され
る。そしてオペレータは、交換棒１７を操作してキャッ
プ７を冷却ホルダ本体１から取外し、取外したキャップ
７を台２７上に置いてから電源スイッチＳＷをオフにす
る。
【００３７】次にオペレータは、再び交換棒１７を試料
ホルダ１４に取付け、前記仕切弁２５を開けて、交換棒
１７を操作して試料ホルダ１４を観察室２６の試料ステ
ージ（図示せず）に取付ける。その後、交換棒１７が試
料ホルダ１４から外され、交換棒１７が観察室２６から
引き出されてから仕切弁２５が閉じられる。
ホルダ１４に取付け、前記仕切弁２５を開けて、交換棒
１７を操作して試料ホルダ１４を観察室２６の試料ステ
ージ（図示せず）に取付ける。その後、交換棒１７が試
料ホルダ１４から外され、交換棒１７が観察室２６から
引き出されてから仕切弁２５が閉じられる。
【００３８】こうして、試料ホルダ１４が観察室２６の
試料ステージに取付けられると、低真空状態にある観察
室２６において試料のＳＥＭ観察が行われる。この際、
上述したように、冷却ホルダ本体１は、前記断熱ピン
（４ａ〜４ｃ，５ａ，５ｂ）とビス受け５ｃによって試
料ホルダ１４と熱絶縁されているので、試料ステージ側
の熱が試料ホルダ１４を介して冷却ホルダ本体１に伝わ
ることはない。このため、試料１０中の水分はかなり長
い時間をかけて気化し、長時間にわたって水分を含んだ
生体時の状態での試料観察を行うことができる。
試料ステージに取付けられると、低真空状態にある観察
室２６において試料のＳＥＭ観察が行われる。この際、
上述したように、冷却ホルダ本体１は、前記断熱ピン
（４ａ〜４ｃ，５ａ，５ｂ）とビス受け５ｃによって試
料ホルダ１４と熱絶縁されているので、試料ステージ側
の熱が試料ホルダ１４を介して冷却ホルダ本体１に伝わ
ることはない。このため、試料１０中の水分はかなり長
い時間をかけて気化し、長時間にわたって水分を含んだ
生体時の状態での試料観察を行うことができる。
【００３９】また、冷却ホルダ本体１は試料ホルダ１４
と熱絶縁されているので、冷却ホルダ本体１側の熱が試
料ホルダ１４を介して試料ステージに伝わることはな
い。このため、試料ステージが冷却されて熱ドリフトす
ることはなく、良好な試料観察および写真撮影を行うこ
とができる。
と熱絶縁されているので、冷却ホルダ本体１側の熱が試
料ホルダ１４を介して試料ステージに伝わることはな
い。このため、試料ステージが冷却されて熱ドリフトす
ることはなく、良好な試料観察および写真撮影を行うこ
とができる。
【００４０】また、この例では、図１に示したように、
試料１０はカーボンテープ９に取付けられているが、カ
ーボンは導電性があってイオンをためない。このため、
電子線照射時にカーボンテープはチャージアップせず、
良好な試料像を得ることができる。
試料１０はカーボンテープ９に取付けられているが、カ
ーボンは導電性があってイオンをためない。このため、
電子線照射時にカーボンテープはチャージアップせず、
良好な試料像を得ることができる。
【００４１】また、試料を直に冷却ホルダ本体１に取付
けると、電子線照射を行ったときに、金属である冷却ホ
ルダ本体１からの反射電子量が試料からの反射電子量よ
りもかなり多くなり、得られた試料部分の反射電子像が
暗くなることがある。一方、カーボンテープを用いる
と、冷却ホルダ本体１からの反射電子放出を抑えること
ができ、試料に関する良好なコントラストの反射電子像
を得ることができる。
けると、電子線照射を行ったときに、金属である冷却ホ
ルダ本体１からの反射電子量が試料からの反射電子量よ
りもかなり多くなり、得られた試料部分の反射電子像が
暗くなることがある。一方、カーボンテープを用いる
と、冷却ホルダ本体１からの反射電子放出を抑えること
ができ、試料に関する良好なコントラストの反射電子像
を得ることができる。
【００４２】以上、本発明の一例を説明したが、本発明
はこの例に限定されるものではなく、種々の変形が考え
られる。
はこの例に限定されるものではなく、種々の変形が考え
られる。
【００４３】たとえば、図１に示した冷却ホルダ本体１
の代わりに、図８に示すような冷却ホルダ本体２８を用
いるようにしても良い。
の代わりに、図８に示すような冷却ホルダ本体２８を用
いるようにしても良い。
【００４４】たとえば黄銅で作られた冷却ホルダ本体２
８には、ホルダ取付穴２９が中央に開けられていると共
に、その穴２９に直交および通ずるようなビス穴３０が
開けられている。そして、この冷却ホルダ本体２８を用
いた冷却ホルダにおいては、たとえば黄銅またはアルミ
ニウムで作られた円筒状の試料ブロック（試料保持ホル
ダ）３１が用意されており、試料ブロック３１の上面Ｓ
０は粗めのサンドペーパーでこすられてカーボンテープ
剥離防止溝が形成されている。この試料ブロック３１は
前記ホルダ取付穴２９に落とし込まれて、ビス３２によ
って冷却ホルダ本体２８に固定される。
８には、ホルダ取付穴２９が中央に開けられていると共
に、その穴２９に直交および通ずるようなビス穴３０が
開けられている。そして、この冷却ホルダ本体２８を用
いた冷却ホルダにおいては、たとえば黄銅またはアルミ
ニウムで作られた円筒状の試料ブロック（試料保持ホル
ダ）３１が用意されており、試料ブロック３１の上面Ｓ
０は粗めのサンドペーパーでこすられてカーボンテープ
剥離防止溝が形成されている。この試料ブロック３１は
前記ホルダ取付穴２９に落とし込まれて、ビス３２によ
って冷却ホルダ本体２８に固定される。
【００４５】なお、図８において、図１に示した構成と
同じものには図１と同じ番号が付けられている。
同じものには図１と同じ番号が付けられている。
【００４６】さて、図８に示した冷却ホルダを用いた場
合には、生物試料はカーボン両面テープによって前記試
料ブロック上面Ｓ０に取付けられ、前記図４〜７を用い
て説明した手順で試料凍結およびＳＥＭ観察が行われ
る。
合には、生物試料はカーボン両面テープによって前記試
料ブロック上面Ｓ０に取付けられ、前記図４〜７を用い
て説明した手順で試料凍結およびＳＥＭ観察が行われ
る。
【００４７】また、図８に示した冷却ホルダを用いて生
物試料を凍結乾燥させるときには、オペレータは、生物
試料が取付けられた冷却ホルダ本体２８を液体窒素に浸
して試料を凍結させ、その冷却された冷却ホルダ本体２
８を試料ホルダにセットしてからＳＥＭ観察室の試料ス
テージに装着し、観察室を排気するという手順で試料を
凍結乾燥させる。この場合にも、冷却ホルダ本体２８は
試料ホルダと熱絶縁され、また、小型の試料ブロック３
１は冷却ホルダ本体２８からの冷熱によって低温に冷却
されるので、乾燥時に冷熱を長時間必要とする生物試料
の凍結乾燥を容易に行うことができる。
物試料を凍結乾燥させるときには、オペレータは、生物
試料が取付けられた冷却ホルダ本体２８を液体窒素に浸
して試料を凍結させ、その冷却された冷却ホルダ本体２
８を試料ホルダにセットしてからＳＥＭ観察室の試料ス
テージに装着し、観察室を排気するという手順で試料を
凍結乾燥させる。この場合にも、冷却ホルダ本体２８は
試料ホルダと熱絶縁され、また、小型の試料ブロック３
１は冷却ホルダ本体２８からの冷熱によって低温に冷却
されるので、乾燥時に冷熱を長時間必要とする生物試料
の凍結乾燥を容易に行うことができる。
【００４８】さらに、試料の乾燥終了後、試料ブロック
３１を冷却ホルダ本体２８から外して試料に真空蒸着を
行えば、試料を高真空ＳＥＭで観察することができる。
３１を冷却ホルダ本体２８から外して試料に真空蒸着を
行えば、試料を高真空ＳＥＭで観察することができる。
【００４９】また、上述した試料ブロック３１の代わり
に、フィルターを備えると共に注射器で吸引可能な試料
保持ホルダを用いるようにしても良い。この場合にオペ
レータは、生物試料をフィルター上に置いて試料保持ホ
ルダを注射器に取付け、注射器で水分を吸引して生物試
料をフィルター上に固定し、注射器から試料保持ホルダ
を外して図８に示したホルダ取付穴２９にセットする。
そして、上述した手順で、凍結した試料のＳＥＭ観察や
生物試料の凍結乾燥、または真空蒸着後における高真空
ＳＥＭでの観察が行われる。
に、フィルターを備えると共に注射器で吸引可能な試料
保持ホルダを用いるようにしても良い。この場合にオペ
レータは、生物試料をフィルター上に置いて試料保持ホ
ルダを注射器に取付け、注射器で水分を吸引して生物試
料をフィルター上に固定し、注射器から試料保持ホルダ
を外して図８に示したホルダ取付穴２９にセットする。
そして、上述した手順で、凍結した試料のＳＥＭ観察や
生物試料の凍結乾燥、または真空蒸着後における高真空
ＳＥＭでの観察が行われる。
【００５０】また、変形例として、図１と図８における
冷却ホルダ本体の内部を中空状に形成し、その空間に保
冷剤（例えばポリアクリル酸誘導体）を充填するように
しても良い。このようにすれば、試料を更に長い時間冷
却しておくことができる。
冷却ホルダ本体の内部を中空状に形成し、その空間に保
冷剤（例えばポリアクリル酸誘導体）を充填するように
しても良い。このようにすれば、試料を更に長い時間冷
却しておくことができる。
【００５１】また、上記例では、冷却ホルダ本体の底面
に３本の断熱ピンが設けられているが、この本数はこれ
に限定されるものではなく、たとえば４本設けるように
しても良い。同様に、冷却ホルダ本体の側面に設けられ
る断熱ピンについてもその本数は２本に限定されるもの
ではなく、たとえば９０度間隔に３本設けるようにして
も良い。
に３本の断熱ピンが設けられているが、この本数はこれ
に限定されるものではなく、たとえば４本設けるように
しても良い。同様に、冷却ホルダ本体の側面に設けられ
る断熱ピンについてもその本数は２本に限定されるもの
ではなく、たとえば９０度間隔に３本設けるようにして
も良い。
【００５２】以上、本発明について説明したが、本発明
によれば、生物試料を霜を付着させずに安全に凍結させ
ることができ、良好な走査電子顕微鏡観察を行うことが
できる。
によれば、生物試料を霜を付着させずに安全に凍結させ
ることができ、良好な走査電子顕微鏡観察を行うことが
できる。
【図１】 本発明の冷却ホルダの一例を示した図であ
る。
る。
【図２】 図１の冷却ホルダを説明するために示した図
である。
である。
【図３】 図１のキャップ７を説明するために示した図
である。
である。
【図４】 試料凍結の手順を説明するために示した図で
ある。
ある。
【図５】 試料凍結の手順を説明するために示した図で
ある。
ある。
【図６】 試料観察の手順を説明するために示した図で
ある。
ある。
【図７】 試料観察の手順を説明するために示した図で
ある。
ある。
【図８】 本発明の冷却ホルダの他の例を示した図であ
る。
る。
１，２８…冷却ホルダ本体、２…キャップ用溝、３…カ
ーボンテープ剥離防止溝、４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５
ｂ…断熱ピン、５ｃ…ビス受け、６…ピンセット差込
穴、７…キャップ、８…つまみ、９…カーボンテープ、
１０…試料、１１…容器、１２…液体窒素、１３…ピン
セット、１４…試料ホルダ、１５，３０…ビス穴、１
６，３２…ビス、１７…交換棒、１８…電磁石、１９…
電線、２０…電源、２１…予備室チャンバ、２２…予備
室、２３…受け台、２４…観察室チャンバ、２５…仕切
弁、２６…観察室、２７…台、２８…冷却ホルダ本体、
２９…ホルダ取付穴、３１…試料ブロック
ーボンテープ剥離防止溝、４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５
ｂ…断熱ピン、５ｃ…ビス受け、６…ピンセット差込
穴、７…キャップ、８…つまみ、９…カーボンテープ、
１０…試料、１１…容器、１２…液体窒素、１３…ピン
セット、１４…試料ホルダ、１５，３０…ビス穴、１
６，３２…ビス、１７…交換棒、１８…電磁石、１９…
電線、２０…電源、２１…予備室チャンバ、２２…予備
室、２３…受け台、２４…観察室チャンバ、２５…仕切
弁、２６…観察室、２７…台、２８…冷却ホルダ本体、
２９…ホルダ取付穴、３１…試料ブロック
Claims (11)
- 【請求項１】 試料を冷却ホルダ本体に取付け、前記試
料を覆うように、冷却されたキャップを前記冷却ホルダ
本体に取付け、そのキャップが取付けられた冷却ホルダ
本体を冷却して前記試料を凍結させることを特徴とする
試料凍結方法。 - 【請求項２】 前記冷却ホルダ本体を冷媒中に浸して冷
却するようにしたことを特徴とする請求項１記載の試料
凍結方法。 - 【請求項３】 試料を取付けるための冷却ホルダ本体
と、その冷却ホルダ本体に取付けられる試料を覆うため
に、その冷却ホルダ本体に取外し可能に取付けられるキ
ャップと、前記冷却ホルダ本体の表面に取付けられた断
熱部材を備えたことを特徴とする冷却ホルダ。 - 【請求項４】 前記キャップをはめ込むためのキャップ
用溝が前記冷却ホルダ本体に形成されていることを特徴
とする請求項３記載の冷却ホルダ。 - 【請求項５】 前記断熱部材は先端の尖った断熱ピンで
あり、その断熱ピンは冷却ホルダ本体の側面および底面
にそれぞれ複数取付けられていることを特徴とする請求
項３記載の冷却ホルダ。 - 【請求項６】 前記冷却ホルダ本体の内部に保冷剤が充
填されていることを特徴とする請求項３から５の何れか
に記載の冷却ホルダ。 - 【請求項７】 試料を保持するための試料保持ホルダ
と、その試料保持ホルダを取付けるための冷却ホルダ本
体と、その冷却ホルダ本体の表面に取付けられた断熱部
材を備えたことを特徴とする冷却ホルダ。 - 【請求項８】 前記断熱部材は先端の尖った断熱ピンで
あり、その断熱ピンは冷却ホルダ本体の側面および底面
にそれぞれ複数取付けられていることを特徴とする請求
項７記載の冷却ホルダ。 - 【請求項９】 前記冷却ホルダ本体の内部に保冷剤が充
填されていることを特徴とする請求項７または８に記載
の冷却ホルダ。 - 【請求項１０】 試料観察室に連通する予備室を備えた
走査電子顕微鏡において、次の（ａ）〜（ｃ）の構成を
有する冷却ホルダを備えると共に、（ａ）試料を取付け
るための冷却ホルダ本体（ｂ）その冷却ホルダ本体に取
付けられる試料を覆うために、その冷却ホルダ本体に取
外し可能に取付けられるキャップ（ｃ）前記冷却ホルダ
本体の表面に取付けられた断熱部材前記冷却ホルダが前
記予備室に配置されたときに、前記キャップを冷却ホル
ダ本体から取外すキャップ取外し手段が前記予備室に設
けられていることを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項１１】 前記キャップ取外し手段は電磁式の吸
着機能を有すると共に、前記キャップは磁性材で作製さ
れており、前記キャップはキャップ取外し手段により吸
着されて冷却ホルダ本体から取外されることを特徴とす
る請求項１０記載の走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001006090A JP3926103B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 冷却ホルダ並びに走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001006090A JP3926103B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 冷却ホルダ並びに走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002214091A true JP2002214091A (ja) | 2002-07-31 |
| JP3926103B2 JP3926103B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=18874039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001006090A Expired - Fee Related JP3926103B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 冷却ホルダ並びに走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3926103B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010518583A (ja) * | 2007-02-06 | 2010-05-27 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 高圧荷電粒子ビーム・システム |
| WO2012120726A1 (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡用試料ホルダーおよび試料観察方法 |
| WO2012138738A3 (en) * | 2011-04-04 | 2013-01-31 | Omniprobe, Inc. | Method for extracting frozen specimens and manufacture of specimen assemblies |
| JP2015031515A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 近接場光学観察装置、試料含有環境セル作製方法、走査電子光学顕微鏡及び走査電子光学顕微鏡の使用方法 |
| WO2015198968A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | 日本電子株式会社 | 試料導入方法、試料ステージ、および荷電粒子線装置 |
| CN105321788A (zh) * | 2014-07-29 | 2016-02-10 | 徕卡显微***有限公司 | 用于低温-显微检验的操作容器 |
| US9679741B2 (en) | 2010-11-09 | 2017-06-13 | Fei Company | Environmental cell for charged particle beam system |
| KR20190048741A (ko) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 한국기초과학지원연구원 | 냉각 스테이션 |
| CN112630247A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-09 | 厦门超新芯科技有限公司 | 一种扫描电镜冷冻样品台 |
-
2001
- 2001-01-15 JP JP2001006090A patent/JP3926103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8921811B2 (en) | 2007-02-06 | 2014-12-30 | Fei Company | High pressure charged particle beam system |
| JP2010518583A (ja) * | 2007-02-06 | 2010-05-27 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 高圧荷電粒子ビーム・システム |
| US9679741B2 (en) | 2010-11-09 | 2017-06-13 | Fei Company | Environmental cell for charged particle beam system |
| WO2012120726A1 (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡用試料ホルダーおよび試料観察方法 |
| JP5584819B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2014-09-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡用ホルダー、電子顕微鏡及び試料観察方法 |
| US9159530B2 (en) | 2011-03-04 | 2015-10-13 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron microscope sample holder and sample observation method |
| WO2012138738A3 (en) * | 2011-04-04 | 2013-01-31 | Omniprobe, Inc. | Method for extracting frozen specimens and manufacture of specimen assemblies |
| US8513622B2 (en) | 2011-04-04 | 2013-08-20 | Omniprobe, Inc. | Method for extracting frozen specimens and manufacture of specimen assemblies |
| JP2015031515A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 近接場光学観察装置、試料含有環境セル作製方法、走査電子光学顕微鏡及び走査電子光学顕微鏡の使用方法 |
| WO2015198968A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | 日本電子株式会社 | 試料導入方法、試料ステージ、および荷電粒子線装置 |
| US9916963B2 (en) | 2014-06-27 | 2018-03-13 | Jeol Ltd. | Specimen loading method, specimen stage, and charged particle beam device |
| JP2016031928A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | ライカ ミクロジュステーメ ゲーエムベーハー | クライオ顕微鏡法のための操作容器 |
| CN105321788A (zh) * | 2014-07-29 | 2016-02-10 | 徕卡显微***有限公司 | 用于低温-显微检验的操作容器 |
| US10144010B2 (en) | 2014-07-29 | 2018-12-04 | Leica Mikrosysteme Gmbh | Manipulation holder for cryomicroscopy |
| KR20190048741A (ko) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 한국기초과학지원연구원 | 냉각 스테이션 |
| KR101976951B1 (ko) | 2017-10-31 | 2019-05-10 | 한국기초과학지원연구원 | 냉각 스테이션 |
| CN112630247A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-09 | 厦门超新芯科技有限公司 | 一种扫描电镜冷冻样品台 |
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|---|---|
| JP3926103B2 (ja) | 2007-06-06 |
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