Brevet FR2529675A1 — publié le 19840106

La présente invention concerne des microtomes et, plus particulièrement, des ultramicrotomes, du type comprenant un support de spécimen qui peut être déplacé par rapport à un couteau, ce support possédant une ouverture de serrage pour maintenir le spécimen, et une source lumineuse pour l'éclairer. La majorité des spécimens ne peuvent pas être tranchés sous leur forme et condition naturelles Dans la plupart des cas, il est nécessaire de préparer ces spécimens (petits morceaux d'organes humains ou animaux, tels que de foie, rate ou cerveau, résidus provenant de fluides corporels centrifugés, parties de plantes ou de microorganisme, cultures de tissus, etc) Cette préparation comprend habituellement un traitement de stabilisation au moyen d'un aldéhyde et/ou d'un métal lourd, suivi d'une déshydratation et d'une inclusion du spécimen dans un matériau plastique qui est normalement transparent ou translucide (par exemple un époxyde ou un polyester). Les "blocs" de spécimen cylindriques plats ou prismati- ques qui sont obtenus au moyen de ce procédé et qui peuvent être facilement coupés sont immobilisés dans un support de spécimen et, après avoir été taillés à la dimension voulue, les blocs de spécimen sont tranchés en coupes minces en vue de leur examen au microscope ou au microscope électronique. L'opération de coupe est habituellement effectuée à l'aide d'un couteau en métal, verre ou diamant. Il est nécessaire de pouvoir observer la région de l'échantillon et du couteau de manière extrêmement précise pour produire des coupes minces parfaites au microtome et, plus spécialement, à l'ultramicrotome En particulier, le succès d'une opération de coupe de ce type dépend de manière critique du choix de la région correcte du bloc de spécimen. A cette fin, plus spécialement dans le cas des ultramicro- tomes, on dispose d'un stéréo microscope et d'une source de lumière, le premier permettant d'observer la région du spécimen et du couteau et le second permettant de l'éclai- rer La source de lumière est disposée au dessus de la -2- région du spécimen et du couteau et/ou au-dessous de celle-ci et elle est fréquemment réglable pour pouvoir être alignée aussi précisément que possible avec l'arête de coupe du couteau et/ou la surface du bloc de spécimen devant être coupé. Jusqu'à présent, les moyens permettant d'observer de manière précise la région du spécimen et du couteau n'ont pas été totalement satisfaisants Ainsi, il n'est pas toujours possible, pour l'opérateur, de choisir la région convenable du bloc de spécimen du fait que la structure interne des spécimens, leur fine structure superficielle ou les très petits objets ne sont que médiocrement visibles et ne peuvent pas être identifiés avec suffisamment de fiabilité pour qu'il soit sûr que les détails présentant un intérêt apparaissent dans les coupes choisies Quelquefois, des régions intéressantes du spécimen sont éliminées involontairement pendant l'opération de taillage préalable et sont donc perdues de sorte que la surface de la section préparée contient des régions qui, non seulement, sont sans intérêt mais qui peuvent gêner le procédé de coupe, par exemple des inclusions dures, des fibres de collagène difficiles à couper ou des cellules de graisse Ni l'éclairage par lumière incidente au moyen de tubes lumineux froids ou autres sources lumineuses placées au-dessus du spécimen comme cela est généralement le cas, ni l'éclairage à champ sombre qui est souvent employé pour éclairer la région du spécimen et du couteau depuis le dessous, n'est satisfaisant pour faciliter l'identification des zones voulues du spécimen Le seul procédé efficace consiste à tailler le spécimen tandis qu'il est fixé dans le support de spécimen et, pendant ce procédé, à observer le spécimen depuis son avant au moyen d'un système à miroir ("viseur de structure"). En outre, lorsque l'on a constaté qu'un réglage de la source lumineuse (éclairage par lumière incidente et/ou éclairage par en-dessous) ou un réglage du spécimen par rapport à la source lumineuse donnait un éclairage optimal du spécimen, il est extrêmement irritant d'avoir à modifier la position du spécimen par rapport au couteau pour obtenir des coupes minces de qualité optimale Cela provient du fait que l'éclairage doit être réajusté pour maintenir le degré voulu de précision de l'observation Cette situation se produit, par exemple, dans le cas de supports de spécimen qui sont combinés, à des fins de réglage angulaire, avec ce qu'il est convenu d'appeler des segments d'arc, le long desquels ils peuvent pivoter horizontalement autour d'un axe qui s'étend approximativement sur le bord de coupe du couteau. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en apportant un microtome, en particulier un ultramicrotome, ayant un système d'éclairage amélioré qui met plus efficacement en évidence les structu- res fines du spécimen que ne le font les dispositifs antérieurement connus et qui, en même temps, élimine le besoin de procéder à des réajustages lorsque la position du spécimen est modifiée. Un autre but de l'invention est de permettre une utilisation satisfaisante et facile d'un viseur de structure dans toutes les positions possibles du bloc de spécimen pour sélectionner les régions intéressantes du spécimen en vue de procéder à des coupes et/ou d'éliminer systématiquement du spécimen les régions sans intérêt. Ainsi, la présente invention apporte un microtome ayant un support de spécimen qui peut être déplacé par rapport à un couteau, le support de spécimen étant pourvu d'une ouverture de serrage adaptée à maintenir un spécimen et d'une source lumineuse pour éclairer le spécimen, ladite source étant disposée à l'intérieur de l'ouverture de serrage dans le support de spécimen. On peut loger, par exemple, à l'intérieur de l'ouvertu- re de serrage du support de spécimen une ampoule d'éclairage miniature du type à filament comme source lumineuse, cette ampoule étant montée de manière telle que la lumière qu'elle émet passe à travers le bloc de spécimen lorsque ce dernier -4 est immobilisé dans l'ouverture de serrage. Il a été découvert, de manière surprenante, que cette disposition révèle clairement la structure interne du spécimen par suite de la transparence ou -de la translucidité du matériau qui est utilisé pour inclure le spécimen La source de lumière peut être disposée au fond de l'ouverture de serrage, ou à son extrémité arrière, par exemple dans un segment d'arc de manière que lorsque le bloc de spécimen est immobilisé, elle est disposée derrière ce bloc de sorte que la lumière traverse le bloc dans la direction longitudi- nale de l'ouverture de serrage Cependant, il est également possible d'éclairer le spécimen depuis l'intérieur si la source lumineuse est installée sur le côté dans la paroi de l'ouverture de serrage et rayonne dans le bloc de spécimen sous un angle défini. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, un miroir déflecteur peut être installé dans l'ouverture de serrage comme source lumineuse, ce miroir dirigeant la lumière d'une lampe, extérieure à l'ouverture de serrage, dans le bloc de spécimen Cette disposition empêche que le spécimen soit chauffé au-delà d'une température acceptable, ce facteur devant être pris en considération en particulier lorsque l'on travaille dans des gammes de température cryoscopique Dans une autre forme d'exécution, on évite le chauffage du spécimen en guidant la lumière dans le bloc de spécimen via un guide lumineux du type fibre, ou un dispositif similaire, l'extrémité du guide lumineux qui émet la lumière étant disposée dans l'ouverture de serrage ou dans la paroi de cette ouverture d'une manière telle que la 0 lumière concentrée soit dirigée dans le bloc de spécimen. Dans quelques cas, on peut prévoir un filtre, servant de barrière thermique, entre la source lumineuse (ampoule du type à filament, miroir déflecteur, extrémité de guide lumineux de type fibre) présent dans l'ouverture de serrage, et le bloc de spécimen. Il est également possible que l'éclairage interne du bloc de spécimen soit allumé ou éteint indépendamment de - toutes autres sources d'éclairage susceptibles d'être présentes, cela à l'aide d'un interrupteur convenable En outre, certaines combinaisons avantageuses mettant en oeuvre la source de lumière incidente et/ou la source d'éclairage par en-dessous et l'éclairage interne selon l'invention peuvent être rendues réglables au moyen d'une poignée et d'un interrupteur à plusieurs positions qui facilite la sélection d'éclairage mixte sans avoir à faire fonctionner séparemment une série d'interrupteurs. Du fait que la source lumineuse est installée dans le support de spécimen, elle se déplace avec ce dernier et donc suit tous les mouvements de réglage du support de spécimen effectués aux fins de régler la position du spécimen par rapport au couteau Par suite, la qualité de l'éclairage demeure inchangée à tous moments, même pendant le pivotement du support de spécimen, par exemple sur un arc de segment, quelle que soit l'importance de ses mouvements. Des formes d'exécution de l'invention sont décrites ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale schématique d'un ultramicrotome partiellement en coupe la figure 2 est une représentation détaillée d'un support de spécimen selon l'invention, en coupe longitudina- le, ce support de spécimen étant conçu pour être utilisé dans l'ultramicrotome représenté à la figure 1, et la figure 3 est une forme d'exécution modifiée du support de spécimen représenté à la figure 2. La figure 1 montre un ultramicrotome comportant un bras porteur de spécimen 1 qui peut monter et descendre Un support de spécimen 2, adapté à supporter un spécimen ou une préparation 3, est disposé à l'extrémité frontale du bras porteur de spécimen 1, le spécimen 3 étant fixé au support de spécimen 2, qui est lui-même fixé à un segment d'arc 4 d'une manière telle qu'il peut pivoter horizontalement pour pouvoir modifier la position angulaire de la préparation 3 par rapport à l'arête de coupe d'un couteau 5 Le segment d'arc 4 permet de régler la position angulaire du support de ? 529675 -6- spécimen 2 autour d'un point de pivotement qui se situe virtuellement sur l'arête de coupe du couteau. Pour permettre l'observation, il est prévu un stéréomi- croscope 6 au-dessus de la région occupée par le spécimen 3 et le couteau 5 Un miroir déflecteur 6 ' qui constitue ce qu'il est convenu d'appeler un viseur de structure, est disposé dans le chemin lumineux du stéréomicroscope 6; ce viseur permet d'observer la face d'extrémité du spécimen 3 et de l'examiner aux fins de la tailler de manière précise. L'ultramicrotome représenté à la figure 1 est de conception connue et, pour cette raison, les détails de sa structure ne seront pas décrits. A la figure 2, le support de spécimen 2 est immobilisé dans le segment d'arc 4 et il peut être réglé angulairement dans les directions représentées par la double flèche sur le dessin. Une projection 7 en forme de tourillon est disposée sur la surface arrière du segment d'arc 4 ou sur la surface arrière du support de spécimen 2 Cette projection peut être poussée dans un perçage 8 prévu dans le bras porteur de spécimen 1 et y être fixée au moyen d'une vis de verrouillage 9. A son extrémité frontale, le support de spécimen 2 présente une ouverture de serrage 10 pour le spécimen 3 qui est inclus dans un bloc de spécimen 3 ' composé d'un matériau transparent, tel que de la paraffine ou une matière plastique L'ouverture de serrage 10 est suffisamment profonde pour laisser un espace vacant 11 lorsque le bloc de spécimen est immobilisé dans l'ouverture de serrage. L'espace 11 s'étend depuis l'une des extrémités du bloc de spécimen 3 ' jusqu'au fond de l'ouverture de serrage 10 Dans l'espace 11, il est prévu une source de lumière 12 qui est formée d'une ampoule d'éclairage miniature du type à filament La source d'éclairage 12 est reçue dans une douille 13 prévue dans le fond de l'ouverture de serrage 10. Des fils d'alimentation électrique (non représentés) pour alimenter la douille 13 passe à l'extérieur ou à -7- l'intérieur dut segment d'arc 4 pour venir en contact avec les bornes 14 prévues à l'extrémité de la projection 7 en forme de tourillon Les bornes 14 forment des liaisons électriques avec des contacts correspondants 15 prévus dans le perçage 8 du bras porteur de spécimen 1 A partir des contacts 15, des fils 16 vont jusqu'à une source de courant électrique (non représentée). Une source lumineuse additionnelle 17 peut être fixée au-dessus du support de spécimen 2 et une source lumineuse 18 éclairant par en-dessous peut être disposée au-dessous du support de spécimen L'éclairage optimal du spécimen 3, ou de la région spécimen/couteau de l'ultramicrotome, est fourni par ces sources lumineuses *en combinaison avec l'éclairage direct de la préparation fournie par la source lumineuse 12. A la figure 3, le support de spécimen 2 comporte de nombreux composants qui sont substantiellement identiques aux composants représentés à la figure 2 et qui sont désignés par les mêmes références Cependant, dans la forme d'exécution de la figure 3, un miroir déflecteur 20 est disposé dans l'espace 11 inclus dans l'ouverture de serrage , au lieu de l'ampoule d'éclairage 12 utilisée dans la forme d'exécution représentée à la figure 2 Une ampoule d'éclairage de type à filament 21 ayant un réflecteur 22 fournit de la lumière au miroir déflecteur 20 le long d'un guide lumineux du type fibre 23 dont l'extrémité est fixée sur un orifice latéral 24 prévu dans le support de spécimen 2 Le miroir déflecteur 20 dévie la lumière provenant de l'ampoule lumineuse 21 de 900 et la rayonne dans le bloc de spécimen 3 ' Un écran absorbant la chaleur 25, telle qu'une plaque de cristal mince, est disposé entre le miroir déflecteur 20 et le bloc de spécimen 3 ' L'écran 25 protège le bloc de spécimen 3 ' du chauffage qui résulte du rayonnement thermique (il est clair que l'on pourrait munir d'un écran absorbant la chaleur, ou d'un filtre thermique, la forme d'exécution représentée à la figure 2 s'il est nécessaire de protéger le bloc de spécimen 3 ' vis à vis d'un -8- rayonnement thermique; cela est particulièrement important lorsque l'on travaille à basses températures). Du fait que le guide lumineux du type fibre 23 achemine la lumière sans en perdre une grande quantité l'ampoule d'éclairage du type à filament 21 peut être logée sur l'ultramicrotome et la longueur du guide lumineux de type fibre 23 peut être suffisante pour qu'il ne gêne pas le mouvement du bras porteur de spécimen 1 ou le réglage du support de spécimen 2 sur le segment d'arc 4. Il est possible, selon l'invention, d'apporter des modifications aux formes d'exécution décrites ci-dessus à titre d'exemples Par exemple, la lampe d'éclairage minia- ture du type à filament 12, ou le miroir déflecteur 20, peuvent être logés dans une extension de l'ouverture de serrage 10 et au-delà de l'espace 11 ou du segment d'arc 4 derrière le fond de l'ouverture de serrage Cependant, la lumière rayonnée par la source lumineuse doit entrer dans le bloc de spécimen 3 ' d'une manière telle que la structuré interne du spécimen 3 soit rendue brillante et soit donc révélée par suite de la transparence ou de la translucidité du bloc de spécimen 3 '. 9- REVENDICATIONS 1 Microtome comportant un support de spécimen pouvant être déplacé par rapport à un couteau, le support de spécimen étant pourvu d'une ouverture de -serrage adaptée à retenir un spécimen et d'une source lumineuse pour éclairer le spécimen, caractérisé en ce que la source lumineuse ( 12, ) est disposée à l'intérieur de l'ouverture de serrage ( 11) dans le support de spécimen ( 2). 2 Microtome selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source lumineuse ( 12, 20) est disposée au fond de l'ouverture de serrage ( 10) derrière le spécimen ( 3). 3 Microtome selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une source de lumière additionnelle ( 17) pour éclairer du dessus la région du spécimen ( 3) et du couteau ( 5) du microtome. 4 Microtome selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source lumineuse ( 12) est une ampoule d'éclairage miniature du type à filament. 5 Microtome selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source lumineuse comprend un miroir déflecteur ( 20) sur lequel de la lumière est dirigée par une source d'éclairage ( 22) disposée à l'extérieur du support de spécimen ( 2). 6 Microtome selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité d'un guide lumineux du type fibre ( 23) est fixée sur un orifice latéral ( 24) prévu dans le support de spécimen ( 22), cet orifice débouchant dans l'ouverture de serrage ( 10), le guide lumineux ( 13) servant à diriger la lumière provenant de ladite source d'éclairage ( 21) vers ledit miroir ( 20). 7 Microtome selon la revendication 1 en ce qu'il comprend un écran absorbant la chaleur ( 25) disposé entre le spécimen ( 3) et la source lumineuse ( 12, 20), l'écran étant transparent à la lumière. 8 Microtome selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de spécimen ( 2) est réglable angulairement - autour d'un point pivot qui est disposé virtuellement sur l'arête de coupe du couteau ( 5) de telle sorte que le réglage angulaire se fait le long d'un arc de cercle. 9 Microtome selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source lumineuse ( 12, 21) est pourvue de moyens interrupteurs grâce à quoi elle peut être mise en et hors service indépendamment de ladite ou desdites sources de lumière additionnelle ( 17). Microtome selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source lumineuse ( 12, 21) est pourvue de moyens interrupteurs grâce à quoi elle peut être mise en et hors service en combinaison avec l'une au moins des sources de lumière additionnelle ( 17).