광학현미경과 전자현미경의 연계형 이미지 검출을 위한 시료 냉각장치 및 시료 냉각방법이 개시된다. 시료가 광원에 비춰져 관찰되는 관찰부, 시료의 관찰이 완료되면 관찰부를 통과하여 상기 시료를 이송시키는 이송부 및 이송된 시료의 표면에 형성된 배양액을 제거하고, 시료를 외부로 배출하는 배출부를 포함한다.