一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，裝置包括低溫恒溫槽、亥姆霍茲線圈、穩(wěn)壓電源和冷卻臺(tái)；其中，低溫恒溫槽通過(guò)循環(huán)泵連接冷卻臺(tái)，亥姆霍茲線圈布設(shè)于冷卻臺(tái)上兩側(cè)，穩(wěn)壓電源連接亥姆霍茲線圈，所述冷卻臺(tái)上設(shè)有凹槽，裝有藥品或生物體的西林瓶放置于冷卻臺(tái)的凹槽中；本實(shí)用新型利用電磁冷凍法進(jìn)行低溫保存藥品或生物體，保證了被保存物品的完整性和時(shí)效性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代藥品大多是熱敏性藥品，即對(duì)溫度(主要是高溫)比較敏感的藥品。在生產(chǎn)熱敏性藥品時(shí)，為防止溫度過(guò)高而使藥品變性，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，就要對(duì)藥品進(jìn)行低溫保存。而許多生物體也需要在低溫下保存其活性。如何最大程度地避免冷凍和復(fù)溫過(guò)程中的損傷是人們長(zhǎng)期以來(lái)所追求的目標(biāo)。目前低溫保存技術(shù)主要有兩種方法，分別是慢速冷凍法和玻璃化保存法。慢速冷凍法降溫速率比較慢，并且添加一定量的低溫保護(hù)劑。所以這種方法不僅會(huì)導(dǎo)致破壞生物體細(xì)胞結(jié)構(gòu)的較大冰晶的形成，而且還會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性。嚴(yán)重影響了被保存生物體的完整性和時(shí)效性。雖然玻璃化保存法可以通過(guò)在快速冷凍下添加低溫保護(hù)劑的方法較大程度的避免冰晶所造成的細(xì)胞損傷，但是低溫保護(hù)劑具有一定的損害性，且實(shí)際過(guò)程不可能將冷卻速度提高得過(guò)快。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，提出了一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，該裝置通過(guò)電磁場(chǎng)冷凍法來(lái)彌補(bǔ)目前主要低溫保存方法的不足之處，可以良好的對(duì)含蔗糖類(lèi)藥品或以蔗糖作為低溫保護(hù)劑的生物體進(jìn)行低溫保存。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，包括低溫恒溫槽、亥姆霍茲線圈、穩(wěn)壓電源和冷卻臺(tái)；其中，低溫恒溫槽通過(guò)循環(huán)泵連接冷卻臺(tái)，亥姆霍茲線圈布設(shè)于冷卻臺(tái)上兩側(cè)，穩(wěn)壓電源連接亥姆霍茲線圈，所述冷卻臺(tái)上設(shè)有凹槽，裝有藥品或生物體的西林瓶放置于冷卻臺(tái)的凹槽中。
[0006]所述冷卻臺(tái)內(nèi)部設(shè)有彎折的載冷液流道，冷卻臺(tái)設(shè)有載冷液入口和出口，載冷液流道與載冷液入口和出口相通。
[0007]所述冷卻臺(tái)為導(dǎo)熱系數(shù)228W/ (m.K)的鋁合金制成。
[0008]本實(shí)用新型的工作原理為:本方法應(yīng)用于含蔗糖類(lèi)藥品或以蔗糖作為低溫保護(hù)劑的生物體的低溫保存，當(dāng)外加磁場(chǎng)作用于蔗糖溶液時(shí)，水分子和蔗糖分子都會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，由于水分子的極性大于蔗糖分子，所以水分子的擺動(dòng)頻率大于蔗糖分子的擺動(dòng)頻率。這樣就會(huì)導(dǎo)致蔗糖分子與水分子之間的氫鍵斷裂，所以蔗糖溶液物理性質(zhì)會(huì)受到一定的影響，以達(dá)到低溫保存的效果。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0010]1、利用電磁冷凍法進(jìn)行低溫保存藥品或生物體，保證了被保存物品的完整性和時(shí)效性；
[0011]2、降溫速率快、無(wú)需添加保護(hù)劑，提高保護(hù)質(zhì)量；
[0012]3、避免大冰晶的生成，避免低溫保護(hù)劑對(duì)藥品/生物體的危害。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的冷卻臺(tái)剖面正視圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的冷卻臺(tái)剖面?zhèn)纫晥D；
[0016]圖4為8%蔗糖溶液在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的冷卻曲線圖。
[0017]其中，1、低溫恒溫槽；2、亥姆霍茲線圈；3、西林瓶；4、穩(wěn)壓電源；5、冷卻臺(tái)；6、載冷液入口 ；7、載冷液出口 ；8、凹槽；9、流道。
【具體實(shí)施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，包括低溫恒溫槽1、亥姆霍茲線圈2、穩(wěn)壓電源4和冷卻臺(tái)5 ;其中，低溫恒溫槽I通過(guò)循環(huán)泵連接冷卻臺(tái)5，亥姆霍茲線圈2布設(shè)于冷卻臺(tái)5上兩側(cè)，穩(wěn)壓電源4連接亥姆霍茲線圈2，冷卻臺(tái)5為導(dǎo)熱系數(shù)228W/(m -K)的鋁合金制成的，冷卻臺(tái)5上設(shè)有凹槽8，裝有藥品或生物體的西林瓶3放置于冷卻臺(tái)5的凹槽8中。
[0020]如圖2、圖3所示，冷卻臺(tái)5內(nèi)部設(shè)有彎折的載冷液流道9，冷卻臺(tái)設(shè)有載冷液入口6和載冷液出口 7，載冷液流道9與載冷液入口 6和載冷液出口 7相通。
[0021]一種采用上述低溫保存裝置的操作方法，具體包括以下步驟:
[0022](I)利用低溫恒溫槽I將載冷液冷卻至零下20° C ；
[0023](2)通過(guò)循環(huán)泵將載冷劑送入冷卻臺(tái)5內(nèi)，使冷卻臺(tái)5上表面保持_15°C的恒溫，將裝有藥品的西林瓶3放在冷卻臺(tái)5上表面凹槽8處；
[0024](3)穩(wěn)壓電源4向亥姆霍茲線圈2供電，在放有西林瓶3的冷卻臺(tái)5周?chē)┘哟艌?chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度在5-300G之間，為直流或交流磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度與穩(wěn)壓電源4的電壓相對(duì)應(yīng)；
[0025](4)保證外加磁場(chǎng)作用與藥品冷卻同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行，并持續(xù)作用于藥品。
[0026]本方法應(yīng)用于含蔗糖類(lèi)藥品或以蔗糖作為低溫保護(hù)劑的生物體的低溫保存，當(dāng)外加磁場(chǎng)作用于蔗糖溶液時(shí)，水分子和蔗糖分子都會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，由于水分子的極性大于蔗糖分子，所以水分子的擺動(dòng)頻率大于鹿糖分子的擺動(dòng)頻率。這樣就會(huì)導(dǎo)致鹿糖分子與水分子之間的氫鍵斷裂，所以蔗糖溶液物理性質(zhì)會(huì)受到一定的影響，以達(dá)到低溫保存的效果。
[0027]如圖4所示，對(duì)8%蔗糖溶液作為實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并且通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀得到了樣本中心處的冷卻曲線。磁場(chǎng)的作用使得蔗糖溶液的過(guò)冷度增大，也就是說(shuō)在磁場(chǎng)的作用下，過(guò)冷態(tài)的蔗糖溶液的穩(wěn)定性增加，分子間能量的增強(qiáng)有效地抵消了溫度下降過(guò)程中的能量交換，使得過(guò)冷態(tài)的蔗糖溶液能夠在更低的溫度下保存。而自由分子和小分子簇的存在使得結(jié)晶過(guò)程的晶核尺寸達(dá)不到臨界半徑，從而抑制了結(jié)晶過(guò)程。同時(shí)過(guò)冷度的增加導(dǎo)致過(guò)冷態(tài)時(shí)間延長(zhǎng)，從而使得水體溫度均勻性增加，推遲了成核時(shí)間，另一方面一旦晶核形成，則會(huì)誘導(dǎo)整個(gè)溶液迅速形成大量晶核，結(jié)晶過(guò)程迅速完成，生成的晶體尺寸大大減小。
[0028]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，其特征是:一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，包括低溫恒溫槽、亥姆霍茲線圈、穩(wěn)壓電源和冷卻臺(tái)；其中，低溫恒溫槽通過(guò)循環(huán)泵連接冷卻臺(tái)，亥姆霍茲線圈布設(shè)于冷卻臺(tái)上兩側(cè)，穩(wěn)壓電源連接亥姆霍茲線圈，所述冷卻臺(tái)上設(shè)有凹槽，裝有藥品或生物體的西林瓶放置于冷卻臺(tái)的凹槽中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，其特征是:所述冷卻臺(tái)內(nèi)部設(shè)有彎折的載冷液流道，冷卻臺(tái)設(shè)有載冷液入口和出口，載冷液流道與載冷液入口和出口相通。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用電磁冷凍法的低溫保存裝置，其特征是:所述冷卻臺(tái)為導(dǎo)熱系數(shù)228W/(m*K)的鋁合金制成。
【文檔編號(hào)】F25D3/00GK203704484SQ201420055482
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】趙紅霞, 李文博, 韓吉田, 陳常念 申請(qǐng)人:山東大學(xué)