一種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，包括：設(shè)有頂蓋(11)的儲(chǔ)存筒、導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)和液氮制冷設(shè)備；儲(chǔ)存筒的筒壁包括外筒(1)、真空層(2)和絕熱層(3)；絕熱層(3)設(shè)于外筒(1)的內(nèi)部，而真空層(2)設(shè)于外筒(1)與絕熱層(3)之間；儲(chǔ)存筒內(nèi)盛裝有液氮(6)；導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)浸泡于液氮(6)中；生物樣本(5)設(shè)于導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)內(nèi)；液氮制冷設(shè)備包括冷凝換熱器(71)和制冷機(jī)(72)；冷凝換熱器(71)設(shè)于絕熱層(3)與導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)之間；制冷機(jī)(72)的冷頭(73)與冷凝換熱器(71)連接。本發(fā)明不僅在運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)大量冷氣溢出，而且實(shí)現(xiàn)了液氮零損耗，無(wú)需補(bǔ)充液氮，維護(hù)簡(jiǎn)便，十分適合無(wú)液氮供應(yīng)的場(chǎng)所。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物低溫保存領(lǐng)域，尤其涉及一種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)的研究和發(fā)展離不開(kāi)生物低溫保存技術(shù)。低溫能夠抑制生物體(該生物體包括但不限于酶、細(xì)胞、血小板、精液、組織器官、植物種子、基因等)的生化活動(dòng)，降低其新陳代謝速率，從而可以使生物體達(dá)到長(zhǎng)期保存的目的，而且保存溫度越低，保存時(shí)間越長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)表明:生物細(xì)胞在利用_196°C的液氮低溫保存多年后，復(fù)溫后的生物細(xì)胞沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何生化和功能上的變異。因此生物低溫保存技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)生物體的長(zhǎng)期安全保存，在遺傳物質(zhì)及其種質(zhì)資源的保存領(lǐng)域具有廣闊前景。
[0003]目前，現(xiàn)有的生物低溫保存裝置主要是將生物樣本浸泡于液氮中的儲(chǔ)存罐，其主要原理是利用液氮蒸發(fā)提供制冷，但現(xiàn)有的中小型生物儲(chǔ)存罐至少存在以下缺點(diǎn):
[0004](1)現(xiàn)有技術(shù)中即使絕熱措施好的中小型生物儲(chǔ)存罐，其每天的液氮消耗量也在幾升到十幾升，通常在幾天到幾周的時(shí)間內(nèi)其充裝的液氮就會(huì)耗盡，因此需要在液氮耗盡前及時(shí)補(bǔ)充液氮，否則其內(nèi)部的低溫環(huán)境就會(huì)遭到破壞，也就是說(shuō)，現(xiàn)有的中小型生物儲(chǔ)存罐需要頻繁地補(bǔ)充液氮，維護(hù)工作復(fù)雜繁瑣，不適合無(wú)液氮供應(yīng)的場(chǎng)所。
[0005](2)現(xiàn)有的中小型生物儲(chǔ)存罐在每次打開(kāi)蓋子存取生物樣本時(shí)，其內(nèi)部的液氮會(huì)直接與大氣接觸，從而造成液氮快速蒸發(fā)，這不僅加劇了液氮的消耗，而且液氮蒸發(fā)時(shí)的大量霧氣會(huì)給操作人員的視線帶來(lái)很大干擾。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，不僅在運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)大量冷氣溢出，而且實(shí)現(xiàn)了液氮零損耗，無(wú)需補(bǔ)充液氮， 維護(hù)簡(jiǎn)便，十分適合無(wú)液氮供應(yīng)的場(chǎng)所。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，用于保存生物樣本5，包括:設(shè)有頂蓋11 的儲(chǔ)存筒、導(dǎo)熱內(nèi)膽4和液氮制冷設(shè)備；
[0009]所述儲(chǔ)存筒的筒壁包括外筒1、真空層2和絕熱層3;絕熱層3設(shè)于外筒1的內(nèi)部，而真空層2設(shè)于外筒1與絕熱層3之間;所述儲(chǔ)存筒內(nèi)盛裝有液氮6;導(dǎo)熱內(nèi)膽4設(shè)于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且浸泡于液氮6中；所述生物樣本5設(shè)于導(dǎo)熱內(nèi)膽4內(nèi)；液氮制冷設(shè)備包括冷凝換熱器 71和制冷機(jī)72;冷凝換熱器71設(shè)于所述儲(chǔ)存筒的內(nèi)部，并且位于所述絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4 之間；制冷機(jī)72的冷頭73與冷凝換熱器71連接。
[0010]優(yōu)選地，還包括:測(cè)量控制設(shè)備81;導(dǎo)熱內(nèi)膽4的內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器82;測(cè)量控制設(shè)備81與溫度傳感器82電連接。[〇〇11]優(yōu)選地，還包括:用于檢測(cè)液氮液位的液位傳感器83;液位傳感器83設(shè)于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6中，并且與測(cè)量控制設(shè)備81電連接。[〇〇12]優(yōu)選地，所述的頂蓋11上設(shè)有用于補(bǔ)充氮源的傳輸管91;傳輸管91的一端伸入到所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且位于所述絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間；而傳輸管91的另一端設(shè)于用于與氮?dú)馄?2連通的接口和用于與液氮補(bǔ)充裝置93連通的接口。[〇〇13]優(yōu)選地，制冷機(jī)72的冷頭73通過(guò)所述儲(chǔ)存筒的頂部或側(cè)壁伸入到所述儲(chǔ)存筒內(nèi)， 并且與冷凝換熱器71連接。
[0014]優(yōu)選地，所述的制冷機(jī)72采用G-M制冷機(jī)、斯特林制冷機(jī)或脈管制冷機(jī)。
[0015]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)存筒為圓筒或方筒。
[0016]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置將生物樣本5保存在導(dǎo)熱內(nèi)膽4中，并不與液氮6直接接觸，從而不僅可以避免生物樣本5間的相互污染，而且能夠有效減少存取生物樣本5時(shí)的溫度損耗;導(dǎo)熱內(nèi)膽4位于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且浸泡于儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6中，從而這些液氮6可以使導(dǎo)熱內(nèi)膽4中形成低溫環(huán)境，以用于保存生物樣本5;生物樣本5在冷卻至設(shè)定溫度過(guò)程中所釋放的熱量以及外界環(huán)境向裝置本身的漏熱，會(huì)使儲(chǔ)存筒內(nèi)的部分液氮6蒸發(fā)成低溫氮?dú)?；?dǎo)熱內(nèi)膽4的上部與儲(chǔ)存筒的頂部之間進(jìn)行密封處理，從而液氮6蒸發(fā)成的低溫氮?dú)鈨H會(huì)在絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽 4之間，不會(huì)泄露到儲(chǔ)存筒外部;而設(shè)于絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間的冷凝換熱器71可以在制冷機(jī)72的作用下將這些低溫氮?dú)庥忠夯癁橐旱?并回流到儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6中，如此周而復(fù)始，從而可以有效防止液氮的損耗，實(shí)現(xiàn)了液氮的零損耗?？梢?jiàn)，本發(fā)明所提供的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置不僅在運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)大量冷氣溢出，而且實(shí)現(xiàn)了液氮零損耗，無(wú)需補(bǔ)充液氮，維護(hù)簡(jiǎn)便，十分適合無(wú)液氮供應(yīng)的場(chǎng)所?！靖綀D說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例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)域的普通技術(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)這些附圖獲得其他附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]下面對(duì)本發(fā)明所提供的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。[0021 ]如圖1所示，一種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，用于保存生物樣本5，其具體結(jié)構(gòu)可以包括:設(shè)有頂蓋11的儲(chǔ)存筒、導(dǎo)熱內(nèi)膽4和液氮制冷設(shè)備。儲(chǔ)存筒的筒壁包括外筒 1、真空層2和絕熱層3;絕熱層3設(shè)于外筒1的內(nèi)部，而真空層2設(shè)于外筒1與絕熱層3之間；所述儲(chǔ)存筒內(nèi)盛裝有液氮6。導(dǎo)熱內(nèi)膽4設(shè)于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且浸泡于儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6中； 所述生物樣本5設(shè)于導(dǎo)熱內(nèi)膽4內(nèi)，并且不與液氮6接觸。液氮制冷設(shè)備包括冷凝換熱器71和制冷機(jī)72;冷凝換熱器71設(shè)于儲(chǔ)存筒的內(nèi)部，并且位于絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間；制冷機(jī)72 設(shè)于儲(chǔ)存筒的外部，并且制冷機(jī)72的冷頭73與冷凝換熱器71連接。
[0022]具體地，該液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置的各部件可以包括以下實(shí)施方案:
[0023](1)儲(chǔ)存筒的筒壁最好是由外筒1、設(shè)于外筒1內(nèi)的絕熱層3以及設(shè)于外筒1與絕熱層3之間的真空層2構(gòu)成，從而可以避免儲(chǔ)存筒內(nèi)盛裝的液氮6通過(guò)儲(chǔ)存筒筒壁漏熱。在實(shí)際應(yīng)用中，所述儲(chǔ)存筒可以為圓筒或方筒，但最好為圓筒。
[0024](2)當(dāng)頂蓋11關(guān)閉時(shí)，導(dǎo)熱內(nèi)膽4完全處于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且導(dǎo)熱內(nèi)膽4的下部浸泡于液氮6中，從而液氮6的溫度可以傳遞到導(dǎo)熱內(nèi)膽4中，并且使導(dǎo)熱內(nèi)膽4中形成低溫環(huán)境，以用于保存生物樣本5。當(dāng)頂蓋11打開(kāi)時(shí)，可以從導(dǎo)熱內(nèi)膽4中取出生物樣本5,也可以向?qū)醿?nèi)膽4中存放生物樣本5。
[0025](3)制冷機(jī)72的冷頭73可以通過(guò)所述儲(chǔ)存筒的頂部或側(cè)壁伸入到所述儲(chǔ)存筒內(nèi)， 并且與冷凝換熱器71連接。在實(shí)際應(yīng)用中，所述的制冷機(jī)72可以采用G-M制冷機(jī)、斯特林制冷機(jī)、脈管制冷機(jī)或現(xiàn)有技術(shù)中其他制冷溫度可以達(dá)到77K的制冷機(jī)。[〇〇26](4)所述的頂蓋11上設(shè)有用于補(bǔ)充氮源的傳輸管91。傳輸管91的一端伸入到所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且位于所述絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間；而傳輸管91的另一端設(shè)于用于與氮?dú)馄?2連通的接口和用于與液氮補(bǔ)充裝置93連通的接口。當(dāng)儲(chǔ)存筒內(nèi)液氮6出現(xiàn)不足的特殊情況下，可以通過(guò)傳輸管91向儲(chǔ)存筒內(nèi)直接補(bǔ)充液氮，也可以通過(guò)傳輸管91向儲(chǔ)存筒內(nèi)的絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間補(bǔ)充氮?dú)?，再通過(guò)液氮制冷設(shè)備將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為液氮，從而補(bǔ)充儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6。[〇〇27](5)該液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置還可以包括:測(cè)量控制設(shè)備81、溫度傳感器82、液位傳感器83和壓力傳感器84。測(cè)量控制設(shè)備81設(shè)于所述儲(chǔ)存筒的外部。一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器82設(shè)于導(dǎo)熱內(nèi)膽4的內(nèi)部，并且測(cè)量控制設(shè)備81與這些溫度傳感器82電連接，從而可以用于檢測(cè)導(dǎo)熱內(nèi)膽4的內(nèi)部溫度。液位傳感器83設(shè)置于儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6中，并且測(cè)量控制設(shè)備81與液位傳感器83電連接，從而可以用于檢測(cè)儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮的液位。壓力傳感器84設(shè)于儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6的上方，用于監(jiān)測(cè)絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間的液氮腔的壓力以免超壓。當(dāng)測(cè)量控制設(shè)備81檢測(cè)到導(dǎo)熱內(nèi)膽4的內(nèi)部溫度改變時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6液位和溫度，來(lái)控制導(dǎo)熱內(nèi)膽4的內(nèi)部溫度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)熱內(nèi)膽4的內(nèi)部溫度均勻穩(wěn)定，這有助于生物樣本5的保存。[〇〇28]進(jìn)一步地，該液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置的工作原理如下:生物樣本5保存在導(dǎo)熱內(nèi)膽4中，并不與液氮6直接接觸，從而不僅可以避免生物樣本5間的相互污染，而且能夠有效減少存取生物樣本5時(shí)的溫度損耗。導(dǎo)熱內(nèi)膽4設(shè)于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且浸泡于儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6中，從而這些液氮6可以使導(dǎo)熱內(nèi)膽4中形成低溫環(huán)境，以用于保存生物樣本 5。生物樣本5在冷卻至設(shè)定溫度過(guò)程中所釋放的熱量以及外界環(huán)境向裝置本身的漏熱，會(huì)使儲(chǔ)存筒內(nèi)的部分液氮6蒸發(fā)成低溫氮?dú)?；?dǎo)熱內(nèi)膽4的上部與儲(chǔ)存筒的頂部之間進(jìn)行密封處理，從而液氮6蒸發(fā)成的低溫氮?dú)鈨H會(huì)在絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間，不會(huì)泄露到儲(chǔ)存筒外部;而設(shè)于絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間的冷凝換熱器71可以在制冷機(jī)72的作用下將這些低溫氮?dú)庥忠夯癁橐旱?并回流到儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6中，如此周而復(fù)始，從而可以有效防止液氮的損耗，實(shí)現(xiàn)了液氮的零損耗。在儲(chǔ)存筒內(nèi)液氮6出現(xiàn)不足的特殊情況下，可以通過(guò)傳輸管 91向儲(chǔ)存筒內(nèi)直接補(bǔ)充液氮，也可以通過(guò)傳輸管91向儲(chǔ)存筒內(nèi)的絕熱層3與導(dǎo)熱內(nèi)膽4之間補(bǔ)充氮?dú)猓偻ㄟ^(guò)液氮制冷設(shè)備將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為液氮，從而補(bǔ)充儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮6。
[0029]綜上可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例不僅在運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)大量冷氣溢出，而且實(shí)現(xiàn)了液氮零損耗，無(wú)需補(bǔ)充液氮，維護(hù)簡(jiǎn)便，十分適合無(wú)液氮供應(yīng)的場(chǎng)所。
[0030]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，用于保存生物樣本(5)，其特征在于，包括: 設(shè)有頂蓋(11)的儲(chǔ)存筒、導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)和液氮制冷設(shè)備；所述儲(chǔ)存筒的筒壁包括外筒(1)、真空層(2)和絕熱層(3);絕熱層(3)設(shè)于外筒(1)的內(nèi) 部，而真空層(2)設(shè)于外筒(1)與絕熱層(3)之間;所述儲(chǔ)存筒內(nèi)盛裝有液氮(6);導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)設(shè)于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且浸泡于液氮(6)中；所述生物樣本(5)設(shè)于導(dǎo)熱內(nèi) 膽⑷內(nèi)；液氮制冷設(shè)備包括冷凝換熱器(71)和制冷機(jī)(72);冷凝換熱器(71)設(shè)于所述儲(chǔ)存筒的 內(nèi)部，并且位于所述絕熱層(3)與導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)之間；制冷機(jī)(72)的冷頭(73)與冷凝換熱器 (71)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，其特征在于，還包括:測(cè) 量控制設(shè)備(81);導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)的內(nèi)部設(shè)有溫度傳感器(82);測(cè)量控制設(shè)備(81)與溫度傳感 器(82)電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，其特征在于，還包括:用 于檢測(cè)液氮液位的液位傳感器(83);液位傳感器(83)設(shè)于所述儲(chǔ)存筒內(nèi)的液氮(6)中，并且 與測(cè)量控制設(shè)備(81)電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2至3中任一項(xiàng)所述的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，其特征在 于，所述的頂蓋(11)上設(shè)有用于補(bǔ)充氮源的傳輸管(91);傳輸管(91)的一端伸入到所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且位于所述絕熱層(3)與導(dǎo)熱內(nèi)膽(4)之 間；而傳輸管(91)的另一端設(shè)于用于與氮?dú)馄?92)連通的接口和用于與液氮補(bǔ)充裝置(93) 連通的接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，其特征在 于，制冷機(jī)(72)的冷頭(73)通過(guò)所述儲(chǔ)存筒的頂部或側(cè)壁伸入到所述儲(chǔ)存筒內(nèi)，并且與冷 凝換熱器(71)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，其特征在 于，所述的制冷機(jī)(72)采用G-M制冷機(jī)、斯特林制冷機(jī)或脈管制冷機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的液氮零損耗生物樣本低溫儲(chǔ)存裝置，其特征在 于，所述儲(chǔ)存筒為圓筒或方筒。
【文檔編號(hào)】B65D85/50GK106081363SQ201610411898
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日 公開(kāi)號(hào)201610411898.0, CN 106081363 A, CN 106081363A, CN 201610411898, CN-A-106081363, CN106081363 A, CN106081363A, CN201610411898, CN201610411898.0
【發(fā)明人】張啟勇, 朱志剛, 陳喆華, 陸小飛, 成安義, 吳克平
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院