Brevet FR2130141A1 — publié le 19721103

La présente invention a pour objet un procédé pour il'observation d1 échantillons biologiques, qui comporte l'utilisation d'un microscope électronique à balayage. L'invention concerne également l'appareil pour jla mise en 5 oeuvre de ce procédé. Par comparaison avec un microscope électrfonique classique du type à transmission, un microscope électronique à balayage présente l'avantage d'être capable de donner tme image stéréo correspondant à la configuration du spécimen./ Dans ce cas ÎO cependant, puisque des spécimens bruts sont dtilisés, la présence de l'eau qui e.st retirée par sublimation danè la colonne du microscope entraîne une altération du spécimen, laquelle affecte la configuration naturelle à trois dimensions. Ceci s'applique en particulier aux échantillons biologiques/ et chimiques dont 15 la teneur en eau est élevée. Afin de tenter de résoudre ce problèmë, on a récemment introduit la congélation brusque du spécimjbn. La congélation brusque présente un double avantage par le fait qu'en plus de l'élimination de la possibilité des a'itérations^ues à la 20 sublimation, la surface de l'échantillon n'exige pas de revêtement pour que l'observation soit effectuée. Il est cependant nécessaire d'empêcher la formation de givre sur la surface du spécimen congelé, ou bien,~SBlon-une variante, de retirer d'une manière efficace ledit givfre de ladite surface. 25 Par conséquent,undesbuts de la présente invention consiste a empêcher la formation de givre sur la/ surface de l'échantillon. Un autre but de l'invention consiste à faciliter l'enlèvement du givre se formant sur la surface de l'échantillon. Un troisième objet de l'invention/ consiste à empêcher la 30 formation du givre sur la surface de la section transversale de l'échantillon, là où l'on désire effectuer une observation. Un quatrième but de l'invention e/st d'empêcher la formation du givre sur la platine provisoire d '/échantillon logée dans la chambre de pré-évacuation ou sur la paroi interne durant le 35 remplacement de l'échantillon. 72 08209 3 2130141 En se référant à la figure 2, on voit un spéjbimen ou échantillon biologique 12 qui est fixé sur un por[te-échantillofi 13, dans lequel est vissé' un porte-tige 14 d'échange du porte-échantillon. Grâce à cet assemblage, le porte-échantillon est 5 plongé dans l'azote liquide 15 ou dans un hydro/Carbure chloro-fluoré liquide (tel qu'un de ceux connus sous la dénomination commerciale " Fréon") dans le récipient 16J l'échantillon est ensuite enfermé dans uft couverlce ,capsi55*É?\>u aniai0gUe -jy alors qu'il est encore immergé complètement dans leaafrigérant, après 10 quoi ledit échantillon ainsi enfermé de manière étanche est transféré dans .la chambre de pré-évacuation 7 /(figure 3)» Ensuite, comme représenté sur la figure 3, la capsule 17 est enlevée sous vide grâce à la tige d'échanie 14 qui est montée dans le joint à rotule qui comprend la boule 18 et son 15 support 19, en poussant ladite tige contre lef "bras saillant 20 qui constitue un élément de la chambre de pré-évacuation 7. L'enlèvement de la capsule 17 est facilité pfe-p xa fenêtre d'observation 21 en verre qui constitue une /partie de la porte 9. Lorsque cette opération est terminée, l'échantillon est 20 transféré sur la platine d'échantillon dans/la chambre à échantillon de la colonne 1,e±laplatine maintenue à l'état froid, le pinceau électronique de balayage est appliqué et l'image de l'échantillon peut être observée. I Sur la figure 4, la référence 22 représente une platine provi-25 soire maintenue à l'état froid au moyen d7un. réservoir d'azote liquide 23 et d'une tige conductrice de la chaleur 24. La référence 25 représente un microscope optique pour l'observation de l'échantillon monté sur le support provisoire d'échantj/nnn 22. Une tige de manipulation 26, supportée par un joint 4 rotule comportant une' 30" boule 27 et son support 28,pour facilite^ ies manoeuvres, est monté dans la paroi de la chambre.Un couteau clu aiguille 29 est fixé à l'extrémité de la tige de manipulation ie af±n de couper l'échantillon congelé ou d'en former-des tranches/ Puisque le couteau ou aiguille 29 doit être maintenu à l'étalj froid pendant la préparation 35 de l'échantillon, il est nécessaire soit d'amener le couteau ou aiguille en contact direct avec le support 22 avant d'effectuer l'opération de ' découpage ou de mise ejn tranches, soit de le 72 08209 2 2130141 Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention} les buts précités sont atteints en. plaçant des moyens structuraux adéquats, dont la nature. dépend du "but particulier envisagé, dans la chambre de pré-évacuation d'un 5 microscope électronique à balayage. la présep^e Invention sera maintenant décrite en référence aux\dessins annexés donnés à titre non limitatif, dans lesquels y • - la figure 1 représente le système d'évaucation d'un 10 microscope élef't1'011^^ à balayage, de type classique; - les figues 2 et 3- illustrent la manière selon -laquelle le spélpimen est congelé, conformément au procédé de l'invention;\ - la figura 4 représente un mode de réalisation conforme 15 à la présente intention pour l'observation de la section transversale libtfe et gelée de l'échantillon congelé; - les figure\s 5 et 6 représentent des modes de réalisation, également conformas à l'invention, pour l'enlèvement du givre sur la surface de 1 ' échantillon congelé; et ' ; 20 - la figure 7\ représente un mode de réalisation de . • l'invention pour lvempêchement de la formation de givre pendant le remplacèrent de l'échantillon. On voit sur lai figure 1, une colonne- optique électronique qui comprend une chW^re à canon électronique et une chambre 25 contenant l'échantillon. On fait tout d'abord un vide approximatif dans la\ colonne 1 au moyen de la pompe rotative 2, par l'intermédiaire de la vanne 5, à la suite de quoi on fait un vide plus poussé au moyen de la pompe à diffusion 4 et de la pompe% tapive 5, par l'intermédiaire de la vanne 6. 30 La référence 7 désigné une chambre de pré-évacuation qui est séparée de la chambre \à échantillon de la colonne 1 par une porte 8 et de l'atmosphère pP** une porte 9. L'évacuation de la chambre 7 se fait par la pompe relative 2, par l'intermédiaire de la vanne 10, tandis que la vannel 11 sert a, la remise à la pression 35 atmosphérique. Le mode 72 08209 4 2130141 relier à la tige conductrice de la chaleur 24 au moyen de la ceinture, bande ou tresse de fil conducteur thermiquement 30. Dans tous les cas, ce mode de réalisation permet de couper ou de découper en tranches l'échantillon congelé, comme on le 5 désire, sans formation de givre sur la surface nouvellement créée, ce qui rend possible l'observation de la structure interne de l'échantillon dans un état presque naturel. Dans le mode de réalisation de la figure 5, un enroulement de chauffage 31 est prévu au voisinage du support 22 sur lequel 10 le porte-échantillon 13, muni de l'échantillon2, est monté, le courant de chauffage est fourni à l'enroulement de chauffage 30 à partir de la source d'énergie 32, par l'intermédiaire des éléments isolants 33» Ce mode de réalisation permet de dégeler toute une zone de la surface de l'échantillon» 15 En se référant à la figure 6, on voit un dispositif d'irradiation infrarouge' qui est utilisé à la place de la tige de manipulation représentée sur la figure 4» le dispositif 34 ëst monté sur un roulement 35s en vue également d'une manoeuvre plus aisée. En conséquence, les 20 rayons infrarouges émis par la lampe 36, qui sont focalisés par les deux lentilles internes 37 et 38, peuvent être éventuellement dirigés sur toute partie désirée de la surface de l'échantillon gelé» De cette façon, il est possible de dégeler ou dégivrer une aire spécifique pour l'observation, en 25 modifiant à peine la\température globale de l'échantillon. le mode de réalisation de la figure 7 est conçu de façon à empêcher la formation* de givre dans la chambre contenant l'échantillon pendant 11'échange de celui-ci„ Dans l'appareil classique, il était nécessaire de mettre la chambre de pré-30 évacuation en relation! avec l'atmosphère afin de retirer l'échantillon mesuré ex de le remplacer par un nouvel échantillon, \ En conséquence, le support intermédiaire d'échantillon se revêtait de givre; de plus, la sublimation de ce givre, en 35 raison de l'évacuation subséquente, provoquait la formation de givre sur le nouvel échantillon„ Pour empêcher ce phénomène, la présente invention meil en oeuvre un procédé selon lequel 72 08209 5 2130141 on fournit du gaz sec, à partir de la source de gaz 39, à la chambre, par l'intermédiaire de la vanne 11, auparavant utilisée pour là mise à la pression atmosphérique, pendant la durée de remplacement de l'échantillon. 5 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon 10 l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications' qui suivent. ! I 72 08209 6 2130141 1 -EEYEIDICÂTIOIS- 1o- Procédé pour l'observation de spécimens biologiques, comportant utilisation d'un microscope électronique à balayage, ce procédé comprenant les étapes suivantes : congélation brusque du spécimen, mise en place de celui-ci 5 dans une champre de pré-évacuation du microscope dans laqùelle on à fait le vide, traitement du spécimen par des moyens placés à l'intérieur da ladite chambre, transfert du spécimen sur la' platine de la chambre s échantillon nHùrtenueà l'état froid et balayage de la surface du spécimen au moyen d'un pinceau électronique, afin 10 d'obtenir une jlmage de balayage. 2o~ Pro.céaé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'échantillon congelé est placé dans la chambre de préévacuation -par ubi processus comportant les étapes suivantes % fixation du spécimen ou échantillon sur un porte-1 5 échantillon, immersion du porte-échantillon complet muni dudit porte-échantillon dans un réfrigérant liquide, emprisonnement du spécimen au moyen»d'un couvercle, capsule ou analogue alors .qu'il est encore immerge? dans ledit réfrigérant, transfert de l'échantillon, emprisonné de manière étanche^ dans la chambre 20 de pré-évacuation, \ et enlèvement dudit couvercle ou capsule à l'intérieur de ladite chambre. 3.- Appareil Vpour le traitement d'un spécimen congelé, mettant en oeuvre uxl microscope électronique à balayage, caractérisé en ce qik'il comprend une platine provisoire logée 25 dans la chambre de raré-évacuation du microscope pour maintenir le spécimen ou échantillon et son porte-échantillon à l'état froid, et un couteau 1 ou autre outil coupant fixé à une extrémité d'une tige de manipulation pour couper l'échantillon congelé ou le mettre en tranchesL ladite tige étant rapportée sur la paroi 30 de ladite chambre de jbré-évacuation. 4.— Appareil selVm la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un microscope optique monté dans la paroi de la chambre de pré-évacuation, pour l'observation du spécimen à partir de l'extérieur die ladite chambre. 35 Appareil selom la revendication 3, caractérisé en ce