(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形が半球状の凸型形状の陽極と該陽極と同心で椀状の凹面形状に形成された陰極とを一定間隔で対向させ、
検体用の試料を棒状に採取し、棒状に採取した前記試料を凍結して蝶番式で閉じた状態の試料ホルダーにセットし、または前記棒状の試料を蝶番式の試料ホルダーにセットしてから凍結して前記陰極の凹面の底部に載置し、
前記試料ホルダーを展開すると共に、前記試料を割断し、
該割断により露出した断面にグロー放電法によりレプリカ用金属薄膜を形成する
ことを特徴とする電子顕微鏡の検体用レプリカ薄膜の作製方法。
【請求項２】
前記陰極の凹面底部に形成した凹部内に液体窒素を注入し、該凹部の上に前記試料ホルダーを載置し、液体窒素を蒸発させて所定の温度にした後に、前記凍結した試料を割断する請求項１記載の電子顕微鏡の検体用レプリカ薄膜の作製方法。
【請求項３】
前記試料ホルダーのセッティングを、液体窒素に浸るようにして行い、前記棒状の試料の割断を、前記試料ホルダーの温度が−１２０℃〜−８０℃になった時点で行う請求項１または２記載の電子顕微鏡の検体用レプリカ薄膜の作製方法。
【請求項４】
前記試料の割断を、カッターの刃先を前記試料に突き当てると共に、前記試料ホルダーの閉じた状態の拘束力を開放して展開することにより行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の検体用レプリカ薄膜の作製方法。
【請求項５】
前記試料ホルダーの展開および前記試料の割断を、カッターの刃を押出しバネにより突出させることにより該カッターの刃を前記棒状の試料の表面に突き当てて前記試料の表面に切り込みを入れると同時に該カッターの刃を後退させることにより行い、かつ、該カッターの刃を前記試料の表面に突き当てる際に、前記試料ホルダーの２枚の板状部材を閉じた状態に保持する拘束糸を切断することにより前記試料ホルダーを展開させることにより行う請求項４記載の電子顕微鏡の検体用レプリカ薄膜の作製方法。
【請求項６】
ガス反応容器と、該ガス反応容器の内部に設けられ、外形が半球状の凸型の陽極と、該陽極と一定間隔をおいて対向し、前記陽極と同心に設けられた半球状の凹型内面を有する陰極と、前記陰極の凹面の底部に設けられ、蝶番式に固定された２枚の板状部材が閉じた状態で該２枚の板状部材に連通して挿入された試料が、前記２枚の板状部材が展開することにより割断される試料ホルダーと、前記陰極に着脱自在に取り付けられ、前記試料ホルダーの前記２枚の板状部材の間隙部からカッターの刃を挿入して前記試料を割断すると共に前記試料ホルダーを展開する試料割断具と、前記ガス反応容器内を真空にし得る排気装置と、前記ガス反応容器内に反応ガスを導入するガス導入パイプと、を有する検体用レプリカ薄膜の作製装置。
【請求項７】
前記試料ホルダーが、一端縁側で蝶番状に軸心周りに回転自在に保持される２枚の板状部材と、前記２枚の板状部材が閉じられて重ね合せられるときその間に一定の間隙部を有すると共に、前記２枚の板状部材が閉じた状態に保持するように、前記間隙部を通って設けられる拘束糸と、拘束力がない場合に前記２枚の板状部材が展開して開くように設けられるバネ部材と、を有し、前記２枚の板状部材が閉じられた状態で該２枚の板状部材を貫通して試料を挿入し得る貫通孔が形成されてなる請求項６記載の検体用レプリカ薄膜の作製装置。
【請求項８】
検体用レプリカ薄膜の作製装置に用いられる蝶番式の試料ホルダーであって、一端縁側で蝶番状に軸心周りに回転自在に保持される２枚の板状部材と、前記２枚の板状部材が閉じられて重ね合せられるときその間に一定の間隙部を有すると共に、前記２枚の板状部材が閉じた状態に保持するように、前記間隙部を通って設けられる拘束糸と、拘束力がない場合に前記２枚の板状部材が展開して開くように設けられるバネ部材と、を有し、前記２枚の板状部材が閉じられた状態で該２枚の板状部材を貫通して試料を挿入し得る貫通孔が形成されてなる試料ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡の検体用凍結試料割断面のレプリカ薄膜作製方法およびその作製装置に関する。さらに詳しくは、直流グロー放電法により四酸化オスミウムガスのプラズマ化オスミウム金属を堆積してレプリカ薄膜を作製するレプリカ薄膜の作製方法およびその作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型電子顕微鏡用の高分解能レプリカ膜作製方法は、本発明者が提案した直流グロー放電法による有機化合物ガスのプラズマ重合被膜法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。即ち、図５に直流グロー放電法の電極部位の概略図が示されるように、２枚の円板からなる陽極５１と陰極５２とが、４５ｍｍ程度の間隔で配置され、被膜される試料６０は、陰極５２の上に固定され、図示しないガス反応容器内を排気してから、ハイドロカーボンガスを規定のガス圧まで導入し、１〜１.５ｋＶ程度の直流電圧を両電極５１、５２間に印加することにより、グロー放電が発生し、例えばエチレンガスのプラズマ重合薄膜が陰極５２に置かれた試料６０の表面に付着して精密なレプリカ被膜を作製する。その被膜だけを透過型電子顕微鏡で検鏡すると、試料６０の表面微細構造を立体像で観察することができる。なお、図５で、５３は陽光柱、５４は負グロー相領域、５５はファラデー暗部である。
【０００３】
一方、走査型電子顕微鏡の検体レプリカ膜もグロー放電で形成することを検討したが、検体の殆どは嵩張る試料が多くて負グロー相の浅い領域からはみ出すために、均一な超薄膜を得るのが難しい。
【０００４】
また、生物試料の凍結割断面レプリカ法の初期は、２枚の対向円板型電極を用いて有機化合物ガスのプラズマ重合膜レプリカ法を用いていたが、装置が充分でなかったのと、負グロー相領域が浅くて全面均一被膜に無理があった。一方、常温試料装置は、極端に簡易化した卓上型のオスミウム被膜法の採用で急速に普及してきた。しかし、凍結割断面レプリカ法は取り残されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６９７７５３号公報
【特許文献２】特公昭６２−５５０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のように、有機金属ガスの膜厚に限界がある以上、一桁も薄くなったオスミウムのプラズマ化金属被膜法であれば、硬度、密度、導電性において問題はなく、後は試料の処理法、凍結割断法、被膜法、検鏡法の過程をより合理的に行えば利用価値は充分あると思われる。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、オスミウムのプラズマ化金属被膜を用いて、走査型電子顕微鏡用にも用い得ると共に、試料の凍結割断面の正確なレプリカ薄膜の作製方法および作製装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、凍結試料の割断面を正確に露出させると共に、割断面の両側の断面を得ることができる試料ホルダーおよびその試料ホルダーに固定された試料を衝撃で割断することができる試料割断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、嵩張る検体でも直流グロー放電法によりレプリカ薄膜を形成するために鋭意検討を重ねた結果、負グロー相領域を拡張する以外にはなく、専ら負グロー相領域を広げるための放電システムの検討を繰り返し重ねた。その結果、弱い発光の広領域を占める陽光柱領域に注目し、この領域を減少させる方法があれば、負グロー相領域は必ず広がる筈だと考えて実験を重ねた。その結果、放電電圧は、ガスの種類により陽光柱領域の電位分布、発光強度、定位置からのずれ等に変化があることを見出し、陽極面を小さくし、陰極面を大きくして対向させることにより、安定した均等な電界にするための電極形状と配置および電極間隔等を任意選択できる方法について種々考慮した結果、同心で、半球形状の大小の陰極と陽極を対向させることにより、極めて珍しい凹凸形の陰、陽両電極を作製した。そして、これにより、数年間苦しんだ末の問題を解決した。
【００１０】
本発明の電子顕微鏡の検体用レプリカ薄膜の作製方法は、外形が半球状の凸型形状の陽極と該陽極と同心で椀状の凹面形状に形成された陰極とを一定間隔で対向させ、検体用の試料を棒状に採取し、棒状に採取した前記試料を凍結して蝶番式で閉じた状態の試料ホルダーにセットし、または前記棒状の試料を蝶番式の試料ホルダーにセットしてから凍結して前記陰極の凹面の底部に載置し、前記試料ホルダーを展開すると共に、前記試料を割断し、該割断により露出した断面にグロー放電法によりレプリカ用金属薄膜を形成することを特徴とする。
【００１１】
前記試料ホルダーのセッティングを、液体窒素に浸るようにして行い、前記棒状の試料の割断を、前記試料ホルダーの温度が−１２０℃〜−８０℃になった時点で行うことができる。
【００１２】
前記試料の割断は、カッターの刃先を前記試料に突き当てると共に、前記試料ホルダーの閉じた状態の拘束力を開放して展開することにより行うことができる。また、さらに具体的には、前記試料ホルダーの割断を、前記カッターの刃を押出しバネにより突出させることにより行い、該カッターの刃を前記棒状の試料の表面に突き当てて前記試料の表面に切り込みを入れると同時に該カッターの刃を後退させることにより行い、かつ、該カッターの刃を前記試料の表面に突き当てる際に、前記試料ホルダーの２枚の板状部材を閉じた状態に保持する拘束糸を切断することにより前記試料ホルダーを展開させることが、簡単に、かつ、確実に試料を切断することができるため好ましい。
【００１３】
本発明の検体用レプリカ薄膜の作製装置は、ガス反応容器と、該ガス反応容器の内部に設けられ、外形が半球状の凸型の陽極と、該陽極と一定間隔をおいて対向し、前記陽極と同心に設けられた半球状の凹型内面を有する陰極と、前記陰極の凹面の底部に設けられ、蝶番式に固定された２枚の板状部材が閉じた状態で該２枚の板状部材に連通して挿入された試料が、前記２枚の板状部材が展開することにより割断される試料ホルダーと、前記陰極に着脱自在に取り付けられ、前記試料ホルダーの前記２枚の板状部材の間隙部からカッターの刃を挿入して前記試料を割断すると共に前記試料ホルダーを展開する試料割断具と、前記ガス反応容器内を真空にし得る排気装置と、前記ガス反応容器内に反応ガスを導入するガス導入パイプと、を有している。
【００１４】
前記試料ホルダーが、一端縁側で蝶番状に軸心周りに回転自在に保持される２枚の板状部材と、前記２枚の板状部材が閉じられて重ね合せられるときその間に一定の間隙部を有すると共に、前記２枚の板状部材が閉じた状態に保持するように、前記間隙部を通って設けられる拘束糸と、拘束力がない場合に前記２枚の板状部材が展開して開くように設けられるバネ部材と、を有し、前記２枚の板状部材が閉じられた状態で該２枚の板状部材を貫通して試料を挿入し得る貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の検体用レプリカ薄膜の作製装置に用いられる蝶番式の試料ホルダーは、一端縁側で蝶番状に軸心周りに回転自在に保持される２枚の板状部材と、前記２枚の板状部材が閉じられて重ね合せられるときその間に一定の間隙部を有すると共に、前記２枚の板状部材が閉じた状態に保持するように、前記間隙部を通って設けられる拘束糸と、拘束力がない場合に前記２枚の板状部材が展開して開くように設けられるバネ部材と、を有し、前記２枚の板状部材が閉じられた状態で該２枚の板状部材を貫通して試料を挿入し得る貫通孔が形成される構造になっている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の検体用レプリカ薄膜の作製方法によれば、試料の外周部を叩くように切り込んで衝撃を与え、同時に試料ホルダーの２枚の板状部材を閉じた状態にしている拘束糸を切断することにより、２枚の板状部材が強い回転バネの力による展開力で試料が割断される。即ち、ナイフ（カッター）の刃は試料の周囲を叩きつけることによる０.５ｍｍ程度以下の切り込みだけで、後は試料を叩きつけることによる衝撃と、試料ホルダーが展開する際の引っ張り力とで割断されるため、割断面には、カッターの刃の傷などが入ることなく、非常にきれいな割断面となる。そして、その割断面に四酸化オスミウムのプラズマ化金属を堆積するため、非常に薄くて強靭なアモルファスのレプリカ被膜を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の検体用レプリカ薄膜の作製装置によれば、グロー放電をさせる両電極を半球状の凸面とその凸面とほぼ同心の凹面とを対向させて形成しており、その凹面を陰極面としているため、負グロー相領域を陰極の表面上に陰極と陽極の間隔の８０％程度の高さの広い範囲で形成することができる。その結果、試料部分の厚さが厚くなっても全体に均一な薄膜を形成することができ、試料を試料ホルダーに挿入して、陰極面から試料の成膜面の位置が離れても均一な厚さの薄膜を形成することができる。そのため、試料ホルダーの貫通孔に試料を挿入して陰極上に載置した状態で試料ホルダーを展開すると共に試料を割断して、そのままの状態で薄膜を形成し、検鏡することができる。
【００１８】
本発明の試料ホルダーによれば、２枚の板状部材が一端縁側で回転自在に保持され、蝶番のような構造になっており、しかも、２枚の板状部材は拘束力がない場合に展開して開放するようにバネ部材（回転バネ）を介して取り付けられているため、拘束力となる固定手段（拘束糸）を解除することにより、容易に試料ホルダーを展開することができる。そのため、例えば試料ホルダーを閉じた（折り畳んだ）状態で、２枚の板状部材に貫通する貫通孔内に試料を挿入しておけば、試料ホルダーの固定手段を解除することにより、自動的に試料ホルダーが展開しようとし、その際に試料に若干の切込みを入れることにより試料が割断されて展開した２枚の板状部材の露出面に試料の割断面の両面が露出する。この貫通孔を２個（２組）形成しておくことにより、２つの試料を同時に割断して４個の断面にレプリカ被膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の検体用レプリカ薄膜の形成装置を用いて薄膜を形成する装置の概略図で、（ａ）は試料ホルダーを閉じた状態を示す図、（ｂ）は試料を割断して試料ホルダーを展開した状態を示す図である。
【図２】本発明のレプリカ薄膜の形成に用いる試料ホルダーの概略図で、（ａ）が２枚の板状部材を閉じた状態の図、（ｂ）が２枚の板状部材を展開した状態の図である。
【図３】本発明のレプリカ薄膜形成方法に用いる試料割断装置の一例を示す斜視説明図である。
【図４】図１の陽極および陰極の部分の構造を主体的に示した断面説明図である。
【図５】従来のグロー放電の状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
つぎに、図面を参照しながら本発明の電子顕微鏡の検体用レプリカ薄膜の作製方法、作製装置およびその作製に用いられる試料ホルダーと試料割断装置について説明をする。
【００２１】
本発明の作製装置は、図１に一実施形態の概略図が示されるように、ガス反応容器１０内の上方に小型の半球型陽極１１を配置し、例えば４０ｍｍ程度の間隔をおいて下方に、陽極１１と同心で凹状の陰極１２を対向させて配置されている。この状態で直流グロー放電をさせると、図４に断面説明図が示されるように、均一な負グロー相領域４１が、陽極１１と陰極１２との間隔の８０％程度の広い領域で形成された。なお、図４において、４２は陽光柱である。
【００２２】
図１において、１１ａ、１２ａは、それぞれ陽極１１、陰極１２に電圧を印加するためのリード線、１３は試料ステージ（試料載置台）、１４は四酸化オスミウムなどの反応ガスを導入するガス導入パイプ、１５はガス反応容器１０内を低圧にするため、図示しないロータリーポンプなどの排気装置と接続する排気管、１９は絶縁板である。この陰極１２の底面に凹部１６（図４参照）が形成され、その凹部１６内に試料ステージ１３が置かれ、その試料ステージ１３に、試料４を挿入した蝶番式の試料ホルダー２０が載置され、割断装置３０により、試料４を割断できる構成になっている。
【００２３】
蝶番式の試料ホルダー２０は、図２に、２つの板状部材２１、２２を閉じた状態の図（ａ）と、２つの板状部材２１、２２が開いて展開した状態の図（ｂ）がそれぞれ示されるように、例えば厚さが８ｍｍ程度で、２０ｍｍ角程度の大きさの２つの板状部材２１、２２の一端縁部で蝶番のように、支軸２３の周りに回転自在に固定されると共に、強い回転バネ２８により、拘束力がなければ展開して開く（図２（ｂ）参照）ようになっている。そのため、２枚の板状部材２１、２２が閉じた状態（図２（ａ）参照）を維持できるように、図示しないクランプで挟むための溝２１ａ、２２ａが形成されている。さらに、２枚の板状部材２１、２２が閉じた状態のときに、２枚の板状部材２１、２２の間に、例えば２ｍｍ程度の間隙部２７が形成されるように、ストッパ２６が形成されている。
【００２４】
また、図２（ａ）に示されるように、２枚の板状部材２１、２２が閉じた状態で、２枚の板状部材２１、２２を貫通する貫通孔２４が、例えば２ｍｍ程度の直径で形成され、その貫通孔２４に棒状の試料４を挿入できるように形成されている。さらに、試料４を挿入する作業時などでは、前述のように、閉じた状態を、図示しないクランプで保持することができるが、後述するように、遠隔操作によりこの２枚の板状部材２１、２２を展開するように拘束力を解除するために、図２（ａ）に示されるように、拘束糸２５を通す溝２５ａが形成されている。即ち、作業中は、図示しないクランプにより閉じた状態を保持しながら、最終的に陰極１２の底部にセッティングする際には、この拘束糸２５により閉じた状態を保持し、クランプは除去する。
【００２５】
この試料ホルダー２０に挿入する試料４は、例えば直径が２ｍｍ程度の棒状に採取したり、外径が２ｍｍ程度で、厚さが０.２ｍｍ程度の細いプラスティック細管に試料を詰め込んだりして形成され、この試料を予め凍結して試料ホルダー２０の貫通孔２４に挿入しても良いし、試料ホルダー２０の貫通孔２４に挿入してから、試料ホルダー２０ごと凍結しても良い。
【００２６】
試料割断装置３０は、例えば図１および図３に示されるように、例えば全長が約１０ｃｍで、カッターカバー３４の直径が約１２ｍｍの大きさで、カッターの刃３１が水平面に対して約５０度に傾斜した位置で、カッター支持枠３６により、陰極１２の上部に取り付けられるようになっている。カッター支持棒３７の支持筒３７ａを押して、カッターカバー３４を水平にすることにより、カッター部分を陰極１２の外側に回転させることができ、試料４の割断後に試料割断装置３０を、図１（ｂ）に示されるように陰極１２の外側の絶縁板１９上に移動させることができる。
【００２７】
カッターの外部操作用の細い操作棒（図示せず）が中心部にある。また、カッターの刃３１は、試料ホルダー２０に近接しており、５ｍｍ程度突出させて試料４に０.２〜０.５ｍｍ程度切り込むようになっている。このカッターの刃３１は、ハンマーリング３２の先端部に固定されている。ハンマーリング３２は、強い押出しバネ３３により一定距離だけ押し出される構造になっている。通常は、このハンマーリング３２は、押出しバネ操作板３３ａにより、押出しバネ３３の付勢力に抗して引っ込んだ状態になっている。即ち、押出しバネ操作板３３ａを外部から解除することにより、カッターの刃３１が押し出されて、試料ホルダー２０の拘束糸２５を切断すると共に、試料４に強い衝撃と僅かな切り込みが入り、拘束糸２５の切断による試料ホルダー２０の２枚の板状部材２１、２２の展開と相俟って試料４が割断される。この浅い切り込みが入れられるのと同時に、カッターの刃３１は、図示しない細い引きバネにより、元の位置に引き戻される。従って、試料４の割断面には、カッターの刃３１の傷跡が入らず、しかも、割断した両面が２枚の板状部材２１、２２の両方に現れる。なお、３５は回転軸、３７は支持棒、３８は上下移動バネである。このバネ３８などは図１では簡略化のため省略してある。
【００２８】
また、陰極１２の底部の凹部１６内には、試料ステージ１３が設けられ、その内部に試料ホルダー２０と接するように設けられた温度センサ１７および筒型の加熱用ヒータ１８が設けられている。この凹部１６は、例えば直径が３０ｍｍ程度、深さが８ｍｍ程度に形成され、後述する試料ホルダー２０が展開した状態で入る大きさに形成されている。試料ホルダー２０のセッティングが完了しても液体窒素が蒸発しないで残っていたり、試料ホルダー２０の温度が所定の温度まで上昇していなかったりした場合には、加熱用ヒータ１８を点灯して温度を上昇させることができるようになっている。このような冷却および加熱手段が形成されていることにより、試料ホルダー２０の温度を正確に制御することができる。例えば、試料４を割断する際の試料ホルダー２０の温度が、凍結した−１９０℃程度から例えば−１００℃±２０℃になるように温度が調整される。この温度は、試料４の種類や密度などに応じて選択される。
【００２９】
この装置でレプリカを作製する方法について説明する。生体の凍結用試料採取は、直径が約２ｍｍの棒状にして液体窒素に投入する。試料ホルダー２０の溝２１ａ、２２ａをクランプで挟んで２枚の板状部材２１、２２を閉じた状態にし、その貫通孔２４（図２参照）に、凍結した試料４を挿入する。なお、この状態で、拘束糸２５でクランプを外しても閉じた状態を維持できるようにする。この試料ホルダー２０を、予め陰極１２の底部の凹部１６内に液体窒素と共に配設された試料ステージ１３にセッティングする。そして、クランプを外して、試料ホルダー２０の間隙部２７内にその拘束糸２５が現れるようにし、カッターの刃３１がその間隙部２７に一定の距離をおいて入るよう試料割断装置３０をセッティングする。凹部（冷却ホール）１３内の液体窒素がなくなるのを待って、ガス反応容器１０のベルジャーを閉じ、真空排気を始める。
【００３０】
この状態で、温度センサにより試料ホルダー２０の温度を測定し、温度が低すぎる場合はヒータ１８を点滅して温度を上昇させ、−１００℃±２０℃になれば、試料割断装置３０を作動させて試料ホルダー２０の２枚の板状部材２１、２２を展開すると共に試料４を割断する。その後、試料割断装置３０を回転させて、陰極１２の外側に降し、絶縁板１９の定位置に移す。この絶縁板１９には、角溝が形成されており、カッター支持枠３６が嵌め込まれるように形成されている。また、カッター支持枠３６は、操作棒３７で半回転するだけで簡単に陰極１２から外れて着脱自在に保持されているため操作は容易である。試料割断の際に飛散した微細な氷晶は、排気により蒸発しながら除去される。これらの操作と同時に重要なことは、生体の凍結割断面の氷を除去して試料構造を露出させる操作であり、数ｎｍの浅いものから、検鏡目的によって、数十μｍの深いエッチングをした後、グロー放電による四酸化オスミウムガスのプラズマ化金属堆積レプリカ被膜の形成を行うことである。
【００３１】
その後、ガス反応容器１０内の圧力が１Ｐａになれば、主バルブを絞って４Ｐａに安定させ、昇華筒内で昇華した四酸化オスミウムを一定量、ガス導入パイプ１４の調整によりガス反応容器１０内に導入し、７Ｐａで安定したらグロー放電をオンにする。その結果、１〜１０秒（膜厚０.５ｎｍ／秒）で所望の厚さの超薄膜が得られる。この場合のグロー放電電圧は、約１ｋＶである。所定時間を経てグロー放電がオフになれば、直ちに昇華筒のノズルを閉じ、主排気バルブを全開にして、ガス反応容器１０内の残留オスミウムガスを完全に排気してから、主排気バルブを閉じてガス反応容器１０内を開放する。２枚の板状部材２１、２２が展開した試料ホルダー２０をそのまま取り出し、走査型電子顕微鏡の試料台にセットして検鏡すれば、双面レプリカの立体像および超高倍率像を観察することができる。
【００３２】
この四酸化オスミウムは、アンプルに封入された四酸化オスミウム結晶（ＯｓＯ4）の０.５ｇを用いるが、大気中に放出した場合は、強烈な刺激臭を発散するので、慎重に取り扱う必要がある。ガス導入パイプ１４はオスミウム昇華筒室にあり、アンプルをセットし、筒内を真空にしてからアンプルを割断して昇華筒のノズルによって一定量をガス反応容器１０内に導入する。また、この前後に流す生ガスの大半は排気用ロータリーポンプのオイルに付着して酸化し、オイルを黒く汚染する。素通りした生ガスはポンプの排気口から放出して強い匂いを出すのでポンプの排気口は必ずドラフトに差し込むことになっている。それができなければオスミウムガス専用の濾過装置を通す必要がある。要は、ガス反応容器の排気口にオスミウムガス専用の濾過装置を直結して、その後にロータリーポンプを接続する必要がある。そうすれば、オイルの汚染も、生ガスの放出も確実になくすることができる。この濾過装置で排気効率が落ちることはない。オスミウム専用の濾過装置は小型の筒状（直径７０ｍｍ、長さ１３０ｍｍ）で実用化されている。
【００３３】
有機化合物ガスに関しては、従来は主にエチレン（ＣＨ2＝ＣＨ2）とナフタリン（Ｃ10Ｈ8）が用いられていたが、その他のガスの各々の特徴を調べているうちに、有機ガスのプラズマ重合膜は約数十ｎｍの膜厚になると生体膜と被膜のコントラストがなくなり、それ以下に薄くすると被膜の強度が無くなるという欠点があり、これが有機ガスを用いる場合の限界だと考えられ、これ以下に薄くするにはオスミウム薄膜の領域だと考えたことに基づく。そのオスミウム膜の威力は、文献でも証明されている。最近のオスミウム超薄膜を用いた研究によると、シリカナノ粒子を１５万倍の立体像観察に成功した例、オージェ分析（ＡＥＳ）に２ｎｍの被膜を帯電防止膜にして成功した例、電子後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）でチタン酸ジルコン酸鉛の多結晶体には０.２５ｎｍの被膜で分析可能にした例、などの研究成果を知って充分納得することができる。
【符号の説明】
【００３４】
４  試料
１０  ガス反応容器
１１  陽極
１２  陰極
１３  試料載置台
１４  ガス導入パイプ
１５  排気管
１６  凹部
１７  温度センサ
１８  ヒータ
１９  絶縁板
２０  試料ホルダー
２１、２２  板状部材
２３  回転軸部
２４  試料挿入孔
２５  固定手段（拘束糸）
２５ａ  固定手段挿入孔
２６  ストッパ
２７  間隙部
２８  バネ部材
３０  試料割断具
３１  カッターの刃
３２  ハンマーリング（押出し部材）
３３  押出しバネ（押出し手段）
３４  カッターカバー
３５  回転軸
３６  カッター支持枠
３７  カッター操作軸
３７ａ  カッター層軸カバー兼支持筒
３８  バネ
【要約】
【課題】生物試料の断面組織のレプリカを正確に形成することができる電子顕微鏡の検体用レプリカ薄膜の作製方法およびその装置を提供する。
【解決手段】金属ガスの直流グロー放電による薄膜を堆積するガス反応容器１０の内部に、外形が半球状の凸型形状に形成される陽極１１と、椀状の凹面形状に形成される陰極１２とが、一定間隔をもって対向して設けられ、陰極１２側に試料４を保持する試料ホルダー２０が設けられている。この試料ホルダー２０の間隙部にカッターの刃３１を挿入して試料４の外周のみにカッターの刃３１を突き当てると同時に、試料ホルダー２０を展開することにより試料４を割断して表面に露出させ、その表面に薄膜を直流グロー放電により形成する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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