專利名稱：細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療儀器，特別涉及一種細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置。
背景技術(shù)：
細(xì)胞、組織和器官低溫保存的降溫過程往往會對細(xì)胞造成一定的低溫?fù)p傷，為了盡量減小這種損傷，對特定的細(xì)胞都有其最佳的降溫速率，因此降溫速率的控制往往是低溫保存效果的關(guān)鍵。目前常用的細(xì)胞低溫保存方式有直接放入低溫冰箱保存、直接放入液氮中保存和采用程序降溫控制儀保存等方法。前兩種方法操作簡單，但難以準(zhǔn)確控制樣品的降溫速率，也不能實(shí)現(xiàn)對降溫過程中溫度的實(shí)時監(jiān)控和記錄；程序降溫控制儀能在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確控制降溫速率，但耗費(fèi)液氮，而且儀器設(shè)備十分昂貴。過冷度的存在是低溫保存樣品降溫過程中面臨的另一大挑戰(zhàn)。降溫時，細(xì)胞懸浮 液往往并不是在理論結(jié)晶溫度附近開始結(jié)晶，而是發(fā)生在更低的溫度下(常常在-10°C以下)，兩者之差即為“過冷度”。過冷溶液在結(jié)晶時會快速釋放大量熱量，致使樣品溫度升高，樣品降溫速率減小，也會導(dǎo)致細(xì)胞在低溫高濃度保護(hù)劑溶液中暴露更長的時間。這些都會加重對細(xì)胞的損傷，降低低溫保存的細(xì)胞存活率?，F(xiàn)有降溫方法中均沒有能有效降低降溫過程中樣品的過冷度，因此冰晶損傷較大，嚴(yán)重時會造成細(xì)胞保存失敗。此外，降溫過程中對樣品溫度的監(jiān)控和記錄，對于低溫保存樣品質(zhì)量具分析有非常重要的意義，因此各國衛(wèi)生主管部門都從法律法規(guī)上向?qū)ο嚓P(guān)醫(yī)療行業(yè)提出了這項要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是是提供一種能有效降低樣品降溫時的過冷度，減小冰晶損傷，并實(shí)現(xiàn)樣品溫度的實(shí)時監(jiān)控和記錄，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用成本低的細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，具有外盒，其特征在于所述外盒內(nèi)部設(shè)有至少一個內(nèi)盒，內(nèi)盒具有內(nèi)盒蓋，內(nèi)盒為扁平狀盒體，內(nèi)盒與外盒之間設(shè)有隔熱層。上述細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置的外盒具有外盒蓋，所述內(nèi)盒為扁平狀六面盒體，內(nèi)盒的上下兩端面的其中一個端面與外盒之間直接接觸。上述細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置的外盒、外盒蓋、內(nèi)盒以及內(nèi)盒蓋均為高導(dǎo)熱性能的金屬材料制成，外盒以及內(nèi)盒內(nèi)設(shè)有感熱元件。上述細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置的外盒內(nèi)還設(shè)有溫度記錄裝置，所述感熱元件與溫度記錄裝置電連接。上述細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置的感熱元件為熱電偶或者熱敏電阻。[0011]上述細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置的內(nèi)盒具有兩個，間隔設(shè)置在外盒內(nèi)，兩個內(nèi)盒之間、以及內(nèi)盒與外盒周邊均設(shè)有隔熱層，內(nèi)盒底部與外盒底部直接接觸。本實(shí)用新型具有積極的效果本實(shí)用新型采用扁平盒體，使得內(nèi)盒與外部具有一維傳熱的特點(diǎn)，保證細(xì)胞內(nèi)定向結(jié)晶，并通過實(shí)現(xiàn)在細(xì)胞內(nèi)定向結(jié)晶，有效降低樣品降溫時的過冷度，減小結(jié)晶時釋放的熱量，減小結(jié)晶時細(xì)胞在低溫高濃度保護(hù)劑溶液中暴露的時間，減小細(xì)胞受到的損傷，提高細(xì)胞回收率。另外，利用溫度采集系統(tǒng)，能實(shí)時監(jiān)控和記錄降溫過程中樣品的溫度變化情況。該裝置設(shè)計合理，操作簡便，成本低，不需要液氮，且適合批量樣品的冷凍保存。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖I為本實(shí)用新型立體示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，本實(shí)用新型具有外盒1，外盒I上部設(shè)有可開啟和關(guān)閉的外盒蓋5，外盒I內(nèi)部設(shè)有兩個內(nèi)盒2，間隔設(shè)置，內(nèi)盒2為扁平狀六面盒體，兩個內(nèi)盒2之間、以及內(nèi)盒2與外盒I周邊均設(shè)有隔熱層4，內(nèi)盒2底部與外盒I底部直接接觸，內(nèi)盒2具有內(nèi)盒蓋3，內(nèi)盒2為扁平狀盒體，內(nèi)盒2與外盒I之間設(shè)有隔熱層4，外盒I、外盒蓋5、內(nèi)盒2以及內(nèi)盒蓋3均為高導(dǎo)熱金屬制成，隔熱層4可根據(jù)降溫需要選擇不同材料，本實(shí)施例中高導(dǎo)熱金屬采用金屬鋁，隔熱層4材料選用泡沫塑料；外盒I內(nèi)還設(shè)有溫度記錄裝置7，外盒I以及內(nèi)盒2內(nèi)壁設(shè)有感熱元件6，感熱元件6與溫度記錄裝置7電連接，感熱元件6為熱電偶。本實(shí)用新型所依據(jù)的科學(xué)原理是(I) 一維傳熱內(nèi)盒2和外盒I均為扁平狀，其寬度尺寸遠(yuǎn)小于高度和長度方向的尺寸，內(nèi)盒關(guān)閉后，盛放有細(xì)胞懸浮液的保存袋同樣被擠壓呈扁平長方體狀，這樣當(dāng)本實(shí)用新型的裝置被放置在低溫冰箱中時，根據(jù)傳熱學(xué)原理，外盒I、內(nèi)盒2及細(xì)胞懸浮液與外環(huán)境之間的熱量傳遞將主要在高度方向上進(jìn)行而其他方向上的傳熱則可忽略不計。因此，通過對內(nèi)、外盒及隔熱層材料的選擇和尺寸設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)對待保存樣品的降溫速率控制。(2) “面冷沖擊”誘導(dǎo)結(jié)晶降低過冷度由于過冷度會對細(xì)胞造成嚴(yán)重的冰晶損傷，降低過冷度對提高細(xì)胞存活率有重要意義。在實(shí)踐中，當(dāng)前所用方法多為“冷沖擊”法，即用溫度極低的鐵絲等物體接觸被降溫的樣品表面，這樣樣品中被接觸的部分會先結(jié)晶，從而誘發(fā)其他部分開始結(jié)晶。本實(shí)用新型通過貼壁放置內(nèi)盒I來實(shí)現(xiàn)“面冷沖擊”。在降溫時，樣品中與外盒直接接觸的一側(cè)降溫較快，另一側(cè)降溫較慢，樣品中溫度呈現(xiàn)梯度分布。溫度較低的一側(cè)會首先結(jié)晶，從而誘發(fā)其他部分結(jié)晶，避免了大體積樣品的過度過冷。通過實(shí)驗(yàn)溫度分析證實(shí)，本新型中保存的樣品能在更高的溫度下結(jié)晶，降低過冷度，結(jié)晶時放熱平緩，放熱量小，整體降溫速率較快，能明顯提高細(xì)胞低溫保存后的存活率。具體操作步驟為a、向細(xì)胞中添加某種特定的冷凍保護(hù)劑，并使細(xì)胞與保護(hù)劑溶液達(dá)到滲透平衡山、將保存袋平放在內(nèi)盒I中，保存袋被壓成扁平狀，表面與內(nèi)盒I內(nèi)壁緊密接觸；c、閉合內(nèi)盒蓋3、外盒蓋5并固定；d、將裝置放入-80°C低溫冰箱中大約一個半小時后，樣品溫度將降至_70°C以下；e、迅速將裝置從低溫冰箱中取出，然后迅速在液氮蒸汽中取出樣品袋，投入到液氮貯存庫中，樣品即可長期保存。或者直接將樣品袋放置在低溫冰箱中長期保存。以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)， 所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，具有外盒(1)，其特征在于所述外盒(I)內(nèi)部設(shè)有至少一個內(nèi)盒(2)，內(nèi)盒(2)具有內(nèi)盒蓋(3)，內(nèi)盒(2)為扁平狀盒體，內(nèi)盒(2)與外盒(I)之間設(shè)有隔熱層(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，其特征在于所述外盒⑴具有外盒蓋(5)，所述內(nèi)盒⑵為扁平狀六面盒體，內(nèi)盒⑵的上下兩端面的其中一個端面與外盒(I)之間直接接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，其特征在于所述外盒(I)、外盒蓋(5)、內(nèi)盒⑵以及內(nèi)盒蓋(3)均為高導(dǎo)熱性能的金屬材料制成，外盒(I)以及內(nèi)盒⑵內(nèi)設(shè)有感熱元件(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，其特征在于所述外盒(I)內(nèi)還設(shè)有溫度記錄裝置(7)，所述感熱元件(6)與溫度記錄裝置(7)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，其特征在于所述感熱元件(6)為熱電偶或者熱敏電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，其特征在于所述內(nèi)盒⑵具有兩個，間隔設(shè)置在外盒⑴內(nèi)，兩個內(nèi)盒⑵之間、以及內(nèi)盒⑵與外盒(I)周邊均設(shè)有隔熱層(4)，內(nèi)盒(2)底部與外盒(I)底部直接接觸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種細(xì)胞、組織和器官低溫保存降溫控制裝置，具有外盒，其特征在于所述外盒內(nèi)部設(shè)有至少一個內(nèi)盒，內(nèi)盒具有內(nèi)盒蓋，內(nèi)盒為扁平狀盒體，內(nèi)盒與外盒之間設(shè)有隔熱層。本實(shí)用新型采用扁平盒體，使得內(nèi)盒與外部具有一維傳熱的特點(diǎn)，保證細(xì)胞內(nèi)定向結(jié)晶，并通過實(shí)現(xiàn)在細(xì)胞內(nèi)定向結(jié)晶，有效降低樣品降溫時的過冷度，減小結(jié)晶時釋放的熱量，減小結(jié)晶時細(xì)胞在低溫高濃度保護(hù)劑溶液中暴露的時間，減小細(xì)胞受到的損傷，提高細(xì)胞回收率。另外，利用溫度采集系統(tǒng)，能實(shí)時監(jiān)控和記錄降溫過程中樣品的溫度變化情況。該裝置設(shè)計合理，操作簡便，成本低，不需要液氮，且適合批量樣品的冷凍保存。
文檔編號A01N1/02GK202535988SQ201220048728

公開日2012年11月21日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者劉馳, 周曉明, 趙剛, 馬和武, 高大勇 申請人:常州醫(yī)凌生命科技有限公司