細(xì)胞冷凍裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物活細(xì)胞冷凍技術(shù)，尤其涉及一種細(xì)胞冷凍裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物制藥是指運(yùn)用微生物學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的研宄成果，從生物體、生 物組織、細(xì)胞、器官、體液等，綜合利用微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等科學(xué)的 原理和方法制造出用于預(yù)防、治療和診斷疾病的生物藥物。
[0003]隨著生物技術(shù)的發(fā)展，有目的的人工制得的生物原料成為當(dāng)前生物制藥原料的主 要來(lái)源。如用免疫法制得的動(dòng)物原料、改變基因結(jié)構(gòu)制得的微生物或其它細(xì)胞原料等。以 人工制得的生物原料為來(lái)源生產(chǎn)的生物藥物具有藥理活性高、毒副作用小、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適 合大規(guī)模和低成本生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0004] 另一方面，由于生物藥物的主要原料和成分是生物活細(xì)胞，因而還具有穩(wěn)定性較 差的特點(diǎn)。以重組基因的乙肝疫苗為例，其在2-8°C的溫度下能保存36個(gè)月，但當(dāng)溫度升高 后，效力很快降低。在37°C下，很多疫苗只能穩(wěn)定幾天或者幾個(gè)小時(shí)，非常不利于在室溫下 運(yùn)輸和保存。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，冷凍生物制藥活細(xì)胞等瓶裝料液的方法主要有兩種：一種是將瓶 裝料液放入以酒精和干冰作為冷媒介質(zhì)的細(xì)胞冷凍裝置中冷凍后保存。酒精的凝固點(diǎn) 是-117°c，干冰是固態(tài)的二氧化碳，其溫度是-78. 6°C，二者混合相當(dāng)穩(wěn)定，不會(huì)重組生成 新的分子，酒精還是液態(tài)存在，干冰升華吸熱，達(dá)到降溫的目的；另一種是直接放入超低溫 冰柜（如-20°C、-40°C、-86°C)中保存。對(duì)于多數(shù)生物制藥活細(xì)胞等瓶裝料液需要在超低 溫中保存，且冷凍過(guò)程需要快速而均勻。上述兩種方法中，第二種方法需要很長(zhǎng)時(shí)間的冷凍 過(guò)程；第一種方法所需要的時(shí)間雖然較短，但其冷凍過(guò)程是由外到內(nèi)完成，料液瓶的中心區(qū) 域比外部區(qū)域需要更長(zhǎng)時(shí)間完成凍結(jié)。因此，通過(guò)上述兩種方法雖然能進(jìn)行冷凍，但所需時(shí) 間長(zhǎng)，不能由外到內(nèi)均勻快速地完全凍結(jié)，特別是不能在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)料液瓶的中心區(qū) 域料液的完全凍結(jié)，從而影響整瓶料液的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種細(xì)胞冷凍裝置，該裝置不僅可達(dá)到快速冷 凍的效果，還可保證經(jīng)過(guò)該裝置冷凍的料液的均勻性和穩(wěn)定性、并能達(dá)到更好的解凍效果。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步所解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種細(xì)胞冷凍方法，該方法不僅可達(dá)到 快速冷凍的效果，還可保證其冷凍的料液的均勻性和穩(wěn)定性、并能達(dá)到更好的解凍效果。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了以下方案：
[0009] 一種細(xì)胞冷凍裝置，用于對(duì)分裝于料液瓶?jī)?nèi)的生物活細(xì)胞進(jìn)行冷凍，包括有殼體， 殼體表面設(shè)有投料口，殼體內(nèi)設(shè)有用于放置料液瓶和冷媒介質(zhì)的反應(yīng)腔體，且：
[0010] 所述殼體內(nèi)還設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一臺(tái)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
[0011] 所述反應(yīng)腔體內(nèi)設(shè)有用于放置料液瓶的樣品架，所述樣品架上可旋轉(zhuǎn)地固定有若 干平行排列的支撐軸，所述支撐軸與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；
[0012] 該裝置還包括有若干在工作狀態(tài)下套設(shè)于所述料液瓶外部并置于所述支撐軸上 與其同步旋轉(zhuǎn)的料液瓶容置筐。
[0013] 優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有若干組第一齒輪組件、若干組第二齒輪組件和 若干組第三齒輪組件，其中，所述第一齒輪組件與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸向連接，所述第二齒 輪組件與所述第一齒輪組件同軸連接，所述第三齒輪組件與所述第二齒輪組件嚙合連接， 而所述第三齒輪組件和所述支撐軸同軸連接。
[0014] 優(yōu)選地，每?jī)筛鲋屋S為一組，放置一個(gè)料液瓶旋轉(zhuǎn)筐，而所述第三齒輪組件 的組數(shù)與所述支撐軸的根數(shù)一一對(duì)應(yīng)；所述第二齒輪組件的組數(shù)與所述支撐軸的組數(shù)一一 對(duì)應(yīng)，每組第二齒輪組件帶動(dòng)兩組第三齒輪組件；每組第二齒輪組件與一組所述第一齒輪 組件相連。
[0015] 優(yōu)選地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)和反應(yīng)腔體相鄰設(shè)置，所述第一齒輪組件設(shè)于所述電機(jī) 驅(qū)動(dòng)區(qū)內(nèi)，所述第二齒輪組件和第三齒輪組件設(shè)于所述反應(yīng)腔體內(nèi)。
[0016] 優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔體通過(guò)排氣管道連接到排氣裝置。
[0017] 優(yōu)選地，所述料液瓶容置筐為一端開(kāi)口的空心圓柱筐體結(jié)構(gòu)，其包括有兩個(gè)平行 設(shè)置且大小相當(dāng)?shù)膱A環(huán)，兩個(gè)圓環(huán)之間通過(guò)若干根框條固定連接，其中一個(gè)圓環(huán)內(nèi)設(shè)有底 板。
[0018] 優(yōu)選地，所述框條的外表面為外寬內(nèi)窄的凹槽結(jié)構(gòu)。
[0019] 優(yōu)選地，所述料液瓶包括有方柱形的瓶體和圓柱形的瓶口，所述瓶體的橫截面為 類(lèi)正方形結(jié)構(gòu)。
[0020] 相應(yīng)地，本發(fā)明還公開(kāi)了一種細(xì)胞冷凍方法，包括以下步驟：
[0021] 將濃度為95%以上的酒精加入反應(yīng)腔體內(nèi)，并開(kāi)啟旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)支撐軸旋 轉(zhuǎn)；
[0022] 將溫度為2?8 °C的待冷凍的料液分裝入料液瓶后，將所述料液瓶置入料液瓶旋 轉(zhuǎn)筐內(nèi)待用；
[0023] 往所述反應(yīng)腔體內(nèi)加入干冰；
[0024] 待反應(yīng)腔體內(nèi)溫度降至-45?-60°C后，將所述料液瓶旋轉(zhuǎn)筐放入所述反應(yīng)腔體 內(nèi)樣品架的支撐軸上；
[0025] 繼續(xù)往所述反應(yīng)腔體內(nèi)加入干冰，并保持所述支撐軸為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；
[0026] 待反應(yīng)腔體內(nèi)溫度上升至接近_45°C?-60°C時(shí)，繼續(xù)加入干冰，并保持所述支撐 軸為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，直到溫度降至-45?-60°C以下，冷凍完成。
[0027] 優(yōu)選地，在上述步驟中，以重量份記，加入酒精的份量為100份、第一次加入干冰 的份量為28份、第二次加入干冰的份量為14份，且每次加入干冰的份量逐次減少；在每個(gè) 料液瓶裝分裝2. 5?2. 75份料液；控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為24-32轉(zhuǎn)/分鐘。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：
[0029] 本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)在冷凍裝置的反應(yīng)腔體內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在瓶裝料液冷 凍的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，搖勻料液，使其受熱均勻，并使瓶中的料液中心區(qū)域成空心狀態(tài)， 更快地進(jìn)行冷熱交換，從而不但達(dá)到了快速冷凍的效果，還保證了料液的穩(wěn)定性和均勻性、 并達(dá)到了更好的解凍效果。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031] 圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)冷凍裝置一個(gè)實(shí)施例的外觀示意圖。
[0032]圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)冷凍裝置一個(gè)實(shí)施例沿反應(yīng)腔體位置的水平剖視圖。
[0033]圖3是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)冷凍裝置一個(gè)實(shí)施例的反應(yīng)腔體內(nèi)部的齒輪組件的正面結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0034]圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)冷凍裝置一個(gè)實(shí)施例中料液瓶的工作狀態(tài)示意圖。
[0035]圖5是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)冷凍裝置一個(gè)實(shí)施例中料液瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖6是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)冷凍裝置一個(gè)實(shí)施例中料液瓶旋轉(zhuǎn)筐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
[0038] 10、殼體；20-投料口；30-電機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)；40-反應(yīng)腔體；50-排氣管道；60-排 液口；70 -視窗；80-控制柜；90-存物柜；
[0039] 1-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；2-料液瓶；3-料液瓶旋轉(zhuǎn)筐；4-樣品架；5-支撐軸； 6一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；61 -第一齒輪組件；62 -第二齒輪組件；63 -第二齒輪組件。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面參考圖1-圖6詳細(xì)描述本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)冷凍裝置的一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例 用于對(duì)分裝于料液瓶?jī)?nèi)的生物活細(xì)胞進(jìn)行冷凍；如圖1-圖4所示，本實(shí)施例主要包括有：
[0041] 殼體10,殼體10表面設(shè)有投料口 20,殼體10內(nèi)設(shè)有用于放置料液瓶2和填充冷 媒介質(zhì)的反應(yīng)腔體40,且：
[0042] 所述殼體10內(nèi)還設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)30,該電機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)30內(nèi)設(shè)有至少一臺(tái)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)1 ;
[0043] 所述反應(yīng)腔體20內(nèi)設(shè)有用于放置料液瓶2的樣品架4,所述樣品架4上可旋轉(zhuǎn)地 固定有若干平行排列的支撐軸5,所述支撐軸6與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)6相連。
[0044]另外，本實(shí)施例還包括有若干在工作狀態(tài)下套設(shè)于所述料液瓶2外部并置于所述 支撐軸4上與其同步旋轉(zhuǎn)的料液瓶容置筐3。
[0045] 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6可具體包括有若干組第一齒輪組件61、若干組 第二齒輪組件62和若干組第三齒輪組件63，其中，所述第一齒輪組件61與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)1軸向連接，所述第二齒輪組件62與所述第一齒輪組件61同軸連接，所述第三齒輪組件 63與所述第二齒輪組件62嚙合連接，而所述第三齒輪組件63和所述支撐軸5同軸連接。
[0046]其中，每?jī)筛鲋屋S5為一組，放置一個(gè)料液瓶旋轉(zhuǎn)筐3,而所述第三齒輪組 件63的組數(shù)與所述支撐軸5的根數(shù)一一對(duì)應(yīng)；所述第二齒輪組件62的組數(shù)與所述支撐軸 5的組數(shù)一一對(duì)應(yīng)，每組第二齒輪組件62帶動(dòng)兩組第三齒輪組件63;每組第二齒輪組件62 與一組所述第一齒輪組件61相連。本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的數(shù)量可設(shè)置為兩個(gè)，每 個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1可帶動(dòng)第一齒輪組件61數(shù)量的一半。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的數(shù) 量還可根據(jù)實(shí)際功率需要具體設(shè)置；第一齒輪組件的數(shù)量也可根據(jù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的數(shù)量 適當(dāng)設(shè)置。<