專利名稱：細(xì)胞冷凍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物材料的溫度控制裝置，尤其是一種采用程序降溫與復(fù)溫的用于生物細(xì)胞冷凍與低溫保存的裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)、生物、農(nóng)牧漁業(yè)等行業(yè)需要對(duì)一些生物材料進(jìn)行低溫保存。如對(duì)角膜、血液、骨髓、精液、胚胎等生物材料的低溫保存。隨著移植研究的開展，對(duì)各種細(xì)胞的需求不斷增加，迫切需要有效的細(xì)胞長(zhǎng)期保存以促進(jìn)移植在臨床的作用。低溫保存是目前保存各種細(xì)胞的重要方法，為了滿足低溫保存對(duì)降溫過程的要求，可以有多種降溫方法。目前常用的有利用冰箱進(jìn)行的兩步降溫法，首先將需保存的樣品放入0℃的冰水中冷卻一段時(shí)間，再依次放入-20℃的普通冰箱和-80℃的低溫冰箱中各保存一段時(shí)間，最后將樣品投入液氮。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但無法控制樣品的降溫速率，更無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的降溫程序。對(duì)各種生物材料進(jìn)行低溫保存時(shí)，不同的材料要求不同的降溫程序，一些復(fù)雜的細(xì)胞還要求降溫程序分成多段進(jìn)行，而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的降溫程序的關(guān)鍵設(shè)備就是程序降溫儀。目前的程序降溫儀大致可分為兩類，液氮噴射式降溫儀和升降式降溫儀，各有自己的特點(diǎn)。液氮噴射式降溫儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，其低溫電磁閥在低溫狀況下容易結(jié)霜，造成閥門關(guān)閉不嚴(yán)，或無法動(dòng)作等情況；且液氮耗量較大，如果降溫過程中需要向液氮容器補(bǔ)充液氮，會(huì)干擾或破壞降溫程序。升降式降溫儀雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是由于降溫和復(fù)溫是利用液氮容器頸管內(nèi)氣相區(qū)中的溫度梯度進(jìn)行的，所以對(duì)于放置細(xì)長(zhǎng)樣品管的降溫試驗(yàn)難于控制其溫度的均勻性。上述幾種降溫方法都不具備有效復(fù)溫控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種細(xì)胞冷凍裝置，同時(shí)解決生物細(xì)胞的降溫和復(fù)溫控制的技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種細(xì)胞冷凍裝置，包括置于低溫箱的樣品架上的控溫管和溫度測(cè)控裝置，其特點(diǎn)是控溫管由銅管，絕緣層，電加熱絲組成，其中銅管套置在樣品管上，銅管外覆蓋一層絕緣層，絕緣層上面繞有電加熱絲；溫度測(cè)控裝置由溫度數(shù)據(jù)采集器和溫度控制裝置組成，其中溫度數(shù)據(jù)采集器包括控溫管，熱電偶，熱電偶插在控溫管內(nèi)，熱電偶的熱電信號(hào)經(jīng)過溫度控制裝置后對(duì)電加熱絲進(jìn)行控制。
溫度控制裝置包括放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、微機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、電流驅(qū)動(dòng)器，熱電偶的熱電信號(hào)經(jīng)過放大器、A/D轉(zhuǎn)換器輸入微機(jī)，微機(jī)采集到溫度信號(hào)并與設(shè)定的降溫程序進(jìn)行比較處理后，輸出控制信號(hào)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、電流驅(qū)動(dòng)器對(duì)電加熱絲進(jìn)行控制；控溫管的電加熱絲外覆蓋一層保護(hù)層。
本發(fā)明的有益效果是1.由于直接由固體金屬將冷量或熱量轉(zhuǎn)遞給樣品，強(qiáng)化了傳熱，減小了由于熱慣性引起的測(cè)量溫度與樣品實(shí)際溫度的溫度差；2.反應(yīng)及時(shí)迅速，可精確快速控制樣品溫度升降；3.升降溫時(shí)樣品的溫度均勻性高；4.有效的復(fù)溫控制裝置，無須將樣品拿出可直接在該裝置中進(jìn)行快速?gòu)?fù)溫；5.適合于各種冷源環(huán)境下降溫；6.操作方便，用戶將需要低溫保存的樣品直接放入該裝置中，就可進(jìn)行程序降溫，升降溫控制和數(shù)據(jù)處理可通過預(yù)先編制的程序完成；7.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝置小巧、造價(jià)低廉。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是控溫管的結(jié)構(gòu)立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明的細(xì)胞冷凍裝置，包括低溫箱1，絕熱層2，樣品架3，樣品管4，控溫管5，熱電偶6，放大器7，A/D轉(zhuǎn)換器8，微機(jī)9，D/A轉(zhuǎn)換器10，電流驅(qū)動(dòng)器11，銅管12，絕緣層13，電加熱絲14，保護(hù)層15。
如圖2所示，控溫管5由銅管12，電加熱絲14，絕緣層13等組成，其中銅管12套置在樣品管4上，控溫管5采用銅管12或其它易導(dǎo)熱金屬制作，其上覆蓋一層絕緣材料13，然后在絕緣層上繞電加熱絲14，最后覆蓋一層保護(hù)層15保護(hù)電加熱絲14。
控溫管5可由樣品架3固定，并在其中的參比管中放置熱電偶6形成溫度測(cè)控裝置。
如圖1所示，溫度控制裝置由放大器7、A/D轉(zhuǎn)換器8、微機(jī)9、D/A轉(zhuǎn)換器10、電流驅(qū)動(dòng)器11組成。熱電偶6的引出線，依次與放大器7、A/D轉(zhuǎn)換器8、微機(jī)9連接。將盛有樣品的樣品管依次放入控溫管5后放入低溫箱1內(nèi)。熱電偶6傳出的信號(hào)，經(jīng)放大器7和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換8為數(shù)字信號(hào)后，由微機(jī)9處理并與預(yù)設(shè)的降溫程序比較后，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器10，由電流驅(qū)動(dòng)器11決定電加熱絲14功率。將微型控溫管5用架子固定好后放入低溫環(huán)境中，如低溫冰箱或液氮罐氣相區(qū)域內(nèi)。為了獲得樣品所處的溫度，可任選一控溫管5為參比管，在其樣品中放入熱電偶6測(cè)溫，輸出的信號(hào)經(jīng)微機(jī)9處理后，由控溫裝置控制電加熱絲14的功率，從而達(dá)到精確控制樣品溫度與降溫速率的目的。
本發(fā)明具有樣品溫度的均勻性高，具備有效復(fù)溫控制裝置，反應(yīng)及時(shí)迅速、適合于各種冷源環(huán)境下降溫、小巧、造價(jià)低廉、操作方便等特點(diǎn)?？蓮V泛用于各種生物材料低溫保存的程序降溫與復(fù)溫。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)胞冷凍裝置，包括置于低溫箱(1)的樣品架(43)上的控溫管(5)和溫度測(cè)控裝置，其特征在于，所述控溫管(5)由銅管(12)，絕緣層(13)，電加熱絲(14)組成，其中銅管(12)套置在樣品管(4)上，銅管(12)外覆蓋一層絕緣層(13)，絕緣層(13)上面繞有電加熱絲(14)；溫度測(cè)控裝置由溫度數(shù)據(jù)采集器和溫度控制裝置組成，其中溫度數(shù)據(jù)采集器包括控溫管(5)，熱電偶(6)，所述熱電偶(6)插在控溫管(5)內(nèi)，熱電偶(6)的熱電信號(hào)經(jīng)過溫度控制裝置后對(duì)電加熱絲(14)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞冷凍裝置，其特征在于，所述溫度控制裝置包括放大器(7)、A/D轉(zhuǎn)換器(8)、微機(jī)(9)、D/A轉(zhuǎn)換器(10)、電流驅(qū)動(dòng)器(11)，所述熱電偶(6)的熱電信號(hào)經(jīng)過放大器(7)、A/D轉(zhuǎn)換器(8)輸入微機(jī)(9)，微機(jī)(9)采集到溫度信號(hào)并與設(shè)定的降溫程序進(jìn)行比較處理后，輸出控制信號(hào)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器(10)、電流驅(qū)動(dòng)器(11)對(duì)電加熱絲(14)進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞冷凍裝置，其特征在于，所述控溫管的電加熱絲(14)外覆蓋一層保護(hù)層(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞冷凍裝置，包括置于低溫箱的樣品架上的控溫管和溫度測(cè)控裝置，其特點(diǎn)是控溫管由銅管，絕緣層，電加熱絲組成，其中銅管套置在樣品管上，銅管外覆蓋一層絕緣層，絕緣層上面繞有電加熱絲；溫度測(cè)控裝置由溫度數(shù)據(jù)采集器和溫度控制裝置組成，其中溫度數(shù)據(jù)采集器包括控溫管，熱電偶，熱電偶插在控溫管內(nèi)，熱電偶的熱電信號(hào)經(jīng)過溫度控制裝置后對(duì)電加熱絲進(jìn)行控制。該裝置能解決生物細(xì)胞降溫和復(fù)溫控制的技術(shù)問題，具有樣品溫度的均勻性高，具備有效復(fù)溫控制裝置，反應(yīng)及時(shí)迅速、適合于各種冷源環(huán)境下降溫、小巧、造價(jià)低廉、操作方便等特點(diǎn)，可廣泛用于各種生物材料低溫保存的程序降溫與復(fù)溫。
文檔編號(hào)C12M1/36GK101085979SQ200710042638
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者彭承宏, 韓寶三, 沈柏用, 李宏為, 周光文, 王兆海, 程?hào)|峰, 陳泉寧, 葉萍, 陳兒同 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院, 上海理工大學(xué)