BRPI0412728B1

BRPI0412728B1 - DEVICE AND PROCESS FOR HANDLING A SAMPLE

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Publication number: BRPI0412728B1
Authority: BR
Publication date: 2017-08-08

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO E PROCESSO PARA MANIPULAÇÃO DE UMA AMOSTRA". A presente invenção refere-se a um dispositivo e a um processo para manipulação de uma amostra, especialmente para processamento, e-xame ou colocação ou retirada de um depósito de uma amostra criogênica segundo os preâmbulos das reivindicações 1 ou 23.Report of the Invention Patent for "DEVICE AND PROCESS FOR HANDLING A SAMPLE". The present invention relates to a device and method for manipulating a sample, especially for processing, ejecting or placing or withdrawing a deposit of a cryogenic sample according to the preambles of claims 1 or 23.

Na área da biologia, da farmacologia, da medicina e da biotecnologia é sabido congelar amostras de material biológico com manutenção da vitalidade a temperaturas de nitrogênio líquido. Tais amostras são também chamadas de amostras criogênicas e usualmente armazenadas e transportadas em recipientes para amostras, sendo que os recipientes de amostras para o congelamento das amostras são introduzidos em assim chamados tanques criogênicos, nos quais se encontra nitrogênio líquido. Quando da armazenagem dos recipiente de amostras nos tanques criogênicos e quando da posterior retirada dos recipientes de amostras dos tanques criogênicos, no entanto, surgem diversos problemas, que são resumidamente descritos a seguir.In the field of biology, pharmacology, medicine and biotechnology it is known to freeze samples of biological material with maintenance of vitality at temperatures of liquid nitrogen. Such samples are also called cryogenic samples and are usually stored and transported in sample containers, and sample containers for freezing the samples are introduced in so-called cryogenic tanks in which liquid nitrogen is present. When storing sample containers in cryogenic tanks and then removing sample containers from cryogenic tanks, however, a number of problems arise, which are briefly described below.

De um lado, os tanques criogênicos para colocação ou retirada do depósito dos recipientes de amostras com as amostras criogênicas que aí se encontram devem ser abertos, sendo que a umidade do ar envolvendo o tanque criogênico pode penetrar no tanque criogênico, o que leva a uma formação de gelo no tanque criogênico.On the one hand, cryogenic tanks for placing or removing the deposit of sample containers with the cryogenic samples contained therein must be opened, and moisture in the air surrounding the cryogenic tank may penetrate the cryogenic tank, leading to a ice formation in the cryogenic tank.

De outro lado, os recipientes de amostras retirados do tanque criogênico, quando de sua retirada do tanque criogênico, entram em contato com o ar relativamente quente e úmido, envolvendo o tanque criogênico, o que leva a condensações e subseqüentemente a formações de gelo nos recipientes de amostras retirados. Essa formação degelo é indesejada, pois dificulta a identificação dos recipientes de amostras e a automatização dos processos de manipulação e requer um descongelamento, raspagem ou remoção de outra maneira da geada que se forma sobre o recipiente de amostra ou da cobertura de gelo. Além disso, a formação de gelo nos recipientes de amostras pode também tornar insuficientes contatos elétricos nos recipi- entes de amostras e dispositivos mecânicos móveis nos recipientes de a-mostras congelam.On the other hand, sample containers removed from the cryogenic tank, upon removal from the cryogenic tank, come into contact with relatively hot and humid air surrounding the cryogenic tank, which leads to condensation and subsequently to ice formations in the containers. of samples taken. Such defrosting is undesirable as it makes it difficult to identify sample containers and automate handling processes, and requires thawing, scraping or otherwise removing frost that forms on the sample container or ice cover. In addition, ice formation in the sample containers may also make insufficient electrical contacts in the sample containers and moving mechanical devices in the sample containers freeze.

Além disso, o contato das amostras criogênicas com o ar ambiente contendo germes pode conduzir a um germinação, o que é igualmente indesejável.In addition, contact of cryogenic samples with ambient air containing germs may lead to germination, which is equally undesirable.

Os problemas anteriormente descritos ocorrem, contudo, não apenas quando da colocação ou retirada do depósito de recipientes de a-mostras em tanques criogênicos, mas sim também quando de uma manipulação de outra maneira ou processamento de recipientes de amostras com amostras criogênicas, quando estas entram em contato com o ar ambiente. A invenção tem portanto por objetivo prover um processo e um dispositivo para manipulação de amostras criogênicas, sendo que a penetração de umidade nos tanques criogênicos é evitada, indesejadas formações de gelo nas amostras criogênicas ou nos recipientes de amostras para as amostras criogênicas são impedidas e/ou não há uma germinação das a-mostras criogênicas.The problems described above occur, however, not only when placing or withdrawing the deposition of sample containers in cryogenic tanks, but also when otherwise handling or processing sample containers with cryogenic samples as they enter. in contact with ambient air. The invention is therefore intended to provide a process and device for handling cryogenic samples, whereby moisture penetration into cryogenic tanks is prevented, unwanted ice formation in cryogenic samples or sample containers for cryogenic samples is prevented and / or there is no germination of cryogenic samples.

Esse objetivo é alcançado por um dispositivo segundo a reivindicação 1 e um processo segundo a reivindicação 23. A invenção abrange o ensinamento técnico geral, em que quando da manipulação de amostras ou recipientes de amostras é evitado um contato com o ar ambiente, relativamente úmido, em geral contendo germes, para que não possa ocorrer uma formação de gelo nas amostras ou recipientes de amostras e as amostras não germinem. No âmbito dessa concepção inventiva em geral, a formação de gelo nos recipientes de amostras ou amostras e sua geminação pode ser impedida de diversas maneiras, como será especificado a seguir.This objective is achieved by a device according to claim 1 and a process according to claim 23. The invention encompasses the general technical teaching that when handling samples or sample containers, contact with relatively humid ambient air is avoided, generally containing germs, so that ice may not form on the samples or sample containers and the samples will not germinate. Within this general inventive design, ice formation in the sample containers and their twinning may be prevented in a number of ways, as will be specified below.

Uma possibilidade para isso reside em envolver as amostras ou recipientes de amostras quando da manipulação com um gás protetor, para impedir um contato direto com um ar ambiente relativamente úmido. Quanto ao gás protetor se trata de preferência de nitrogênio gasoso, que é empregado já para refrigeração das amostras criogênicas e, portanto, pode ser empregado também, sem maior dispêndio adicional, como gás protetor para as amostras o,u recipientes de amostras. A invenção não se restringe, contudo, a nitrogênio quanto ao gás protetor a ser empregado, mas sim pode ser também basicamente concretizada com outros gases protetores, que impeçam uma formação de gelo nas amostras ou recipientes de amostras.One possibility is to involve the samples or sample containers when handling with a shielding gas to prevent direct contact with relatively humid ambient air. Protective gas is preferably gaseous nitrogen, which is already used for refrigeration of cryogenic samples and, therefore, can also be used, without additional expense, as protective gas for samples or sample containers. However, the invention is not restricted to nitrogen as to the shielding gas to be employed, but can also be basically embodied with other shielding gases which prevent ice formation in the samples or sample containers.

Uma outra possibilidade para impedir a formação de gelo nas amostras ou recipientes de amostras reside em resfriar o gás ambiente envolvendo as amostras ou recipientes de amostras, para impedir a queda de temperatura entre o gás ambiente e a superfície das amostras ou recipientes de amostras e, assim, evitar condensações nas amostras ou recipientes de amostras.Another possibility for preventing ice formation in samples or sample containers is to cool the ambient gas surrounding the samples or sample containers, to prevent the temperature drop between the ambient gas and the surface of the samples or sample containers and, thus, avoid condensation on samples or sample containers.

Além disso, existe a possibilidade de secar o gás ambiente envolvendo as amostras ou recipientes de amostras, para impedir uma formação de gelo nas amostras ou recipientes de amostras.In addition, there is the possibility of drying the ambient gas surrounding the samples or sample containers to prevent ice formation in the samples or sample containers.

As técnicas anteriormente descritas para se impedir uma formação de gelo, no entanto, não se excluem mutuamente, mas sim pode ser empregadas também em qualquer combinação entre si. O gás protetor pode, portanto, no âmbito da invenção, cumprir diversas funções, a saber o resfriamento, a secagem e a proteção contra uma germinação.The techniques described above to prevent ice formation, however, are not mutually exclusive, but may also be employed in any combination thereof. The protective gas can therefore, within the scope of the invention, fulfill various functions, namely cooling, drying and protection against germination.

Para a secagem, resfriamento e/ou troca do gás ambiente envolvendo a amostra ou o recipiente de amostras, o dispositivo de acordo com a invenção apresenta, de preferência, um dispositivo de climatização, sendo que o conceito de um dispositivo de climatização empregado no âmbito da invenção deve ser entendido genericamente. Por exemplo, a função do dispositivo de climatização também ser cumprida por nitrogênio líquido, que está contido em um tanque criogênico servindo à armazenagem das amostras e substitui ao menos parcialmente o gás ambiente da amostra ou do recipiente de amostras e assim protege a amostra ou recipiente de amostras. Nesse caso, o dispositivo de climatização consiste nos componentes, que possibilitam uma saída do nitrogênio líquido do tanque criogênico para o ambiente da amostra ou do recipiente de amostras.For drying, cooling and / or exchange of ambient gas involving the sample or sample container, the device according to the invention preferably has a climate control device, the concept of a climate control device being employed within the scope of this invention. of the invention is to be understood generally. For example, the function of the climate control device is also fulfilled by liquid nitrogen, which is contained in a cryogenic tank serving for sample storage and at least partially replaces the ambient gas of the sample or sample container and thus protects the sample or container. of samples. In this case, the climate control device consists of the components, which allow the liquid nitrogen to escape from the cryogenic tank into the sample environment or the sample container.

Em um exemplo de execução preferido da invenção, está previs- to um recipiente protetor, que aloja a amostra ou o recipiente de amostras durante a manipulação, sendo que o dispositivo de climatização é ligado com o recipiente protetor, para secar, resfriar e/ou substituir pelo gás protetor o gás ambiente que se encontra no recipiente protetor. No recipiente protetor, então, portanto, de preferência, é provida uma atmosfera artificial, que impede uma formação de gelo na amostra ou no recipiente de amostras. O recipiente protetor pode por exemplo ser executado como campânula protetora ou cúpula protetora, sendo que a cúpula protetora ou campânula protetora apresenta de preferência em seu lado inferior uma a-bertura, para introduzir ou retirar a amostra ou o recipiente de amostras. Uma tal cúpula protetora ou campânula protetora pode ser assentada sobre a amostra ou recipiente de amostras, para protegê-los quando de uma subsequente manipulação. Mas também é possível que a cúpula protetora ou campânula protetora seja assentada sobre um tanque criogênico, de modo que a abertura de retirada do tanque criogênico se situe dentro da cúpula protetora ou campânula protetora e assim fica igualmente protegida.In a preferred embodiment of the invention there is provided a protective container housing the sample or the sample container during handling, wherein the climate control device is connected with the protective container to dry, cool and / or replace with the protective gas the ambient gas in the protective container. Preferably, therefore, in the protective container an artificial atmosphere is provided which prevents ice formation in the sample or in the sample container. The protective container may for example be made as a protective bell or protective dome, the protective dome or protective bell preferably having on its underside an opening for introducing or withdrawing the sample or the sample container. Such a protective dome or protective bell may be seated on the sample or sample container to protect them upon subsequent manipulation. But it is also possible for the protective dome or protective bell to be seated on a cryogenic tank, so that the cryogenic tank withdrawal opening is located within the protective dome or protective bell and thus is equally protected.

Em uma variante da invenção, a cúpula protetora ou campânula protetora é transitável, de modo que um operador pode proceder à manipulação da amostra ou do recipiente de amostras dentro da cúpula protetora ou campânula protetora.In one embodiment of the invention, the protective dome or protective bell is passable so that an operator may manipulate the sample or sample container within the protective dome or protective bell.

Com um tal recipiente protetor transitável é conveniente que o dispositivo de acordo com a invenção apresente um suprimento de ar inalado para o operador que se encontra no recipiente protetor, sendo que esse suprimento de ar inalado pode consistir no mais simples dos casos em um tubo flexível de ar inalado, que une o operador com o lado externo do recipiente protetor.With such a passable protective container the device according to the invention should provide a supply of inhaled air to the operator in the protective container, which supply of inhaled air may consist in the simplest case of a flexible tube. inhalation air, which joins the operator with the outside of the protective container.

Em uma outra variante da invenção, peio contrário, o recipiente protetor é portátil, de modo que também quando do transporte de uma a-mostra ou de um recipiente de amostras pode ser impedida uma formação de gelo.In another embodiment of the invention, on the contrary, the protective container is portable, so that even when a sample or sample container is transported, ice formation can be prevented.

De preferência, o dispositivo de climatização anteriormente mencionado apresenta uma fonte de gás protetor para o recipiente protetor, para encher o recipiente protetor ao menos parcialmente com o gás protetor, sendo que o gás protetor impede um dano da amostra durante sua manipulação. Uma tal fonte de gás protetor pode por exemplo apresentar um reservatório de gás protetor ao menos parcialmente aberto, no qual o gás protetor se encontra em forma liquefeita, sendo que o gás protetor liquefeito passa para o recipiente protetor. Por exemplo, no reservatório de gás protetor pode se encontrar nitrogênio líquido, que passa para o recipiente protetor devido ao calor ambiente.Preferably, the aforementioned climate control device has a source of shielding gas for the shielding container for filling the shielding container at least partially with the shielding gas, the shielding gas preventing damage to the sample during handling. Such a source of shielding gas may for example have an at least partially open shielding gas reservoir in which the shielding gas is in liquefied form, the liquefied shielding gas passing into the shielding container. For example, the protective gas reservoir may contain liquid nitrogen, which passes into the protective container due to ambient heat.

Além disso, pode estar previsto um elemento de aquecimento, que aqueça o gás protetor liquefeito que se encontra no reservatório de gás protetor e, assim, promova e acelere a saída do gás. Um tal elemento de aquecimento pode, por exemplo, consistir em um aquecimento de corrente, mas também são possíveis outras modalidades do elemento de aquecimento.In addition, a heating element may be provided which heats the liquefied shielding gas in the shielding gas reservoir and thereby promotes and accelerates the gas outlet. Such a heating element may, for example, consist of a current heating, but other embodiments of the heating element are also possible.

Além disso, o reservatório de gás protetor pode apresentar um elemento de filtro para, quando da saída do gás protetor, reter bactérias, vírus e outras partículas, que se encontrem no gás protetor liquefeito.In addition, the shielding gas reservoir may be provided with a filter element to retain bacteria, viruses and other particles in the liquefied shielding gas upon leaving the shielding gas.

Ademais, é vantajoso que o recipiente protetor apresente uma parede de recipiente ao menos parcialmente transparente, para possibilitar um controle visual durante a manipulação da amostra. Isso pode ser obtido, por exemplo, pelo fato de que a parede de recipiente consiste inteiramente em vidro ou um material transparente; mas também é possível que na parede de recipiente ademais não transparente estejam dispostas apenas janelas de visualização individuais.In addition, it is advantageous for the protective container to have an at least partially transparent container wall to enable visual control during sample handling. This can be achieved, for example, by the fact that the container wall consists entirely of glass or a transparent material; but it is also possible that in the non-transparent container wall only individual viewing windows are arranged.

Além disso, no lado superior do recipiente protetor de preferência está disposta uma abertura de saída, pela qual pode ser derivado o gás protetor excedente. É então conveniente que a abertura de saída no lado externo do recipiente protetor esteja conectado um tubo de descarga, que apresenta uma abertura de embocadura dirigida para baixo e que se encontra fora do recipiente protetor. Esse alinhamento da abertura de embocadura do tubo de descarga impede vantajosamente que ar de fora possa penetrar no recipien- te protetor.In addition, on the upper side of the protective container preferably there is an outlet opening through which excess protective gas may be derived. It is therefore convenient for the outlet opening on the outside of the protective container to be connected with a discharge pipe having a downwardly directed nozzle opening which is outside the protective container. This alignment of the outlet opening of the outlet pipe advantageously prevents outside air from entering the protective container.

Em um exemplo de execução preferido da invenção, o recipiente protetor apresenta ainda um engate estanque a gás ou reduzido em troca de gás para que a amostra ou recipiente de amostras que se encontra no recipiente protetor possa ser manipulado de fora por um operador.In a preferred embodiment of the invention, the protective container further has a gas-tight or reduced gas-tight coupling so that the sample or sample container in the protective container can be handled outside by an operator.

Além isso, o dispositivo de acordo com a invenção pode apresentar uma comporta estanque a gás ou reduzida em troca de gás, para se poder introduzir no recipiente protetor ou retirar do mesmo a amostra ou o recipiente de amostras ou demais peças.In addition, the device according to the invention may have a gas-tight or reduced gas-tight gate to allow the sample container or sample container or other parts to be removed from the protective container.

Em uma variante da invenção, essa comporta consiste ao menos em uma abertura no recipiente protetor e em uma cortina flexível cobrindo a abertura.In a variant of the invention, this gate consists of at least one opening in the protective container and a flexible curtain covering the opening.

Uma tal configuração da comporta proporciona, de um lado, a vantagem de que não é necessária uma etapa de manuseio separada para abertura e fechamento da comporta.Such a gate configuration provides, on the one hand, the advantage that a separate handling step for opening and closing the gate is not required.

De outro lado, essa configuração da comporta possibilita uma introdução e retirada quase contínuas de peças, o que é importante por e-xemplo quando de uma operação automática em uma linha de processamento, em que amostras criogênicas são deslocadas de posto de trabalho para posto de trabalho. O gás protetor fio que se encontra no recipiente protetor conduz, via de regra, a um correspondente resfriamento da parede do recipiente, o que pode levar a condensações em seu lado externo devido ao frio.On the other hand, this gate configuration allows for almost continuous insertion and removal of parts, which is important for example when operating automatically on a processing line where cryogenic samples are moved from workstation to workstation. job. The shielding gas in the protective container generally leads to a corresponding cooling of the container wall, which may lead to condensation on the outside due to cold.

Em uma variante da invenção, o recipiente protetor apresenta portanto uma parede de recipiente aquecível, para impedir tais condensações no lado externo da parede do recipiente devido ao frio. O aquecimento da parede do recipiente pode se dar por exemplo por insuflação, mas também são empregáveis outros processos de calefação para o aquecimento da parede do recipiente.In a variant of the invention, the protective container thus has a heatable container wall to prevent such condensation on the outside of the container wall due to cold. Container wall heating may for example be by insufflation, but other heating processes for container wall heating may also be employed.

Em uma outra variante da invenção, pelo contrário, a parede do recipiente é termicamente isolada, para impedir a condensação do lado externo da parede do recipiente devido ao frio. Por exemplo, para tanto, a pa rede do recipiente pode ser fabricada de plexiglas, situando-se a espessura de parede de preferência na faixa de 8a 15 mm, para se obter um suficiente efeito isolante.In another embodiment of the invention, by contrast, the container wall is thermally insulated to prevent condensation on the outside of the container wall due to cold. For example, the container wall may be made of plexiglass, the wall thickness preferably being in the range of 8 to 15 mm, to obtain a sufficient insulating effect.

Além disso, no recipiente protetor pode estar disposta uma lâmpada UV, para esterilizar o compartimento interno do recipiente protetor.In addition, a UV lamp may be disposed in the protective container to sterilize the inner compartment of the protective container.

Adicionalmente, há também a possibilidade de se dispor uma câmera no recipiente protetor, para monitorar a amostra ou o recipiente de amostras.Additionally, there is also the possibility of having a camera in the protective container to monitor the sample or the sample container.

Ademais, cabe mencionar ainda que a concepção técnica genérica descrita no início pode também ser realizada sem um recipiente protetor. Por exemplo, a amostra ou recipiente de amostras pode ser insuflada com um gás protetor, para deslocar o ar ambiente relativamente úmido, que se encontra ainda no ambiente da amostra ou do recipiente de amostras. Além disso, a amostra ou o recipiente de amostras pode também estar envolto por uma cortina de gás protetor, que é produzida por bocais de sopro apropriados.Furthermore, it should be further mentioned that the generic technical design described at the outset may also be carried out without a protective container. For example, the sample or sample container may be inflated with a shielding gas to displace the relatively humid ambient air that is still in the sample or sample container environment. In addition, the sample or sample container may also be surrounded by a shielding gas curtain, which is produced by suitable blowing nozzles.

Uma outra variante de um dispositivo de resfriamento de acordo com a invenção será descrito a seguir inicialmente genericamente.Another variant of a cooling device according to the invention will be described generally below.

Esse dispositivo de resfriamento de acordo com a invenção a-presenta um compartimento de refrigeração para alojamento de material refrigerado, o qual é limitado por uma parede interna e uma parede externa, sendo que entre a parede interna e a parede externa se encontra um compartimento intermediário, no qual desemboca um conduto de adução de a-gente refrigerante. O agente refrigerante (por exemplo nitrogênio líquido) é não então portanto diretamente introduzido no compartimento de refrigeração, mas sim no compartimento intermediário entre a parede interna e a parede externa do compartimento de refrigeração, sendo que a parede interna é permeável ao agente refrigerante, de modo que o agente refrigerante proveniente do compartimento intermediário entre a parede externa e a parede interna atravessa a parede interna e penetra no compartimento e refrigeração.This cooling device according to the invention has a cooling compartment for housing refrigerated material, which is limited by an inner wall and an outer wall, and between the inner wall and the outer wall is an intermediate compartment. , in which flows a pipeline of refrigerant adduction. The refrigerant (eg liquid nitrogen) is therefore not directly introduced into the refrigeration compartment, but rather into the intermediate compartment between the inner wall and the outer wall of the refrigeration compartment, the inner wall being permeable to the refrigerant in order to so that the coolant coming from the intermediate compartment between the outer wall and the inner wall passes through the inner wall and enters the cooling compartment.

De preferência, no compartimento de refrigeração entre a parede interna e a parede externa do compartimento de refrigeração está disposto um material tampão, que absorve temporariamente agente refrigerante introduzido no compartimento intermediário e o emite continuamente para o compartimento de refrigeração através da parede interna. O material tampão é portanto de preferência poroso, para poder armazenar intermediariamente por exemplo nitrogênio líquido. A parede externa do compartimento de refrigeração, diferentemente da parede interna do compartimento de refrigeração, de preferência é impermeável ao agente refrigerante, para impedir uma passagem do agente refrigerante para fora, para o meio ambiente. Além disso, a parede externa de preferência é termicamente isolante para impedir um resfriamento do meio ambiente ou um aquecimento do dispositivo de refrigeração. A parede interna do compartimento de refrigeração consiste, pelo contrário, de preferência, em um material termicamente condutor, como por exemplo metal, para melhorar a passagem de calor do compartimento de refrigeração situado intemamente para o agente refrigerante situado no compartimento intermediário. Além disso, é vantajoso que o material da parede interna apresente não apenas uma boa condutíbilidade térmica, mas sim também uma elevada capacidade térmica específica, de modo que a parede interna se contrapõe com sua capacidade térmica, como tampão térmico, a indesejadas oscilações de temperatura.Preferably, in the refrigeration compartment between the inner wall and the outer wall of the refrigeration compartment is provided a buffer material which temporarily absorbs refrigerant introduced into the intermediate compartment and continuously emits it to the refrigeration compartment through the inner wall. The buffer material is therefore preferably porous, so as to be able to intermediate store for example liquid nitrogen. The outer wall of the refrigeration compartment, unlike the inner wall of the refrigeration compartment, is preferably impermeable to the refrigerant to prevent passage of the refrigerant out into the environment. In addition, the outer wall preferably is thermally insulating to prevent environmental cooling or heating of the cooling device. On the contrary, the inner wall of the refrigeration compartment preferably consists of a thermally conductive material, such as metal, to improve the heat passage of the refrigeration compartment located internally to the refrigerant located in the intermediate compartment. In addition, it is advantageous that the inner wall material has not only good thermal conductivity, but also a high specific thermal capacity, so that the inner wall contrasts with its thermal capacity as a thermal buffer to unwanted temperature fluctuations. .

Em um exemplo de execução preferido da invenção, a parede interna é essencialmente em forma de grade, de modo que o agente refrigerante que se encontra no compartimento intermediário pode passar amplamente desimpedido para o com compartimento de refrigeração.In a preferred embodiment of the invention, the inner wall is essentially grid-shaped, so that the refrigerant in the intermediate compartment can pass largely unimpeded into the refrigerated compartment.

Além disso, em um exemplo de execução preferido da invenção, o compartimento de refrigeração é em forma de cuba e apresenta em seu lado superior uma borda circunferencial, sendo que o conduto de adução de agente refrigerante apresenta de preferência um distribuidor de agente refrigerante, que se estende ao longo da borda circunferencial do compartimento de refrigeração e introduz o agente refrigerante, distribuído por seu comprimento, no compartimento intermediário entre a parede interna e a parede externa do compartimento de refrigeração. O agente refrigerante é então portanto uniformemente introduzido no compartimento intermediário entre a parede interna e a parede externa do compartimento de refrigeração, o que conduz vantajosamente a uma uniforme distribuição de temperatura no compartimento de refrigeração, pois o compartimento de refrigeração é refrigerado uniformemente por todos os lados.In addition, in a preferred embodiment of the invention, the refrigeration compartment is tub-shaped and has a circumferential edge on its upper side, and the refrigerant adduction conduit preferably has a refrigerant distributor, which comprises extends along the circumferential edge of the refrigeration compartment and introduces the refrigerant distributed over its length into the intermediate compartment between the inner wall and the outer wall of the refrigeration compartment. The refrigerant is thus uniformly introduced into the intermediate compartment between the inner wall and the outer wall of the refrigeration compartment, which advantageously leads to a uniform temperature distribution in the refrigeration compartment, as the refrigeration compartment is uniformly cooled by all sides.

Além disso, no âmbito da invenção, há a possibilidade de que no compartimento de refrigeração esteja disposto um elemento de aquecimento para aquecer o compartimento de refrigeração ou descongelar o material refrigerado que se encontra no compartimento de refrigeração. De preferência, esse elemento de aquecimento está disposto sob ou em uma piaca de aquecimento, sendo que a placa de aquecimento apresenta de preferência várias passagens, que possibilitam uma circulação do gás. Há então a possibilidade de aplicar sobre o compartimento de refrigeração uma campânula protetora removível, para impedir a penetração de umidade no compartimento de refrigeração. De preferência, essa campânula protetora é ao menos parcialmente transparente, para possibilitar um controle visual do material refrigerado que se encontra no compartimento de refrigeração.In addition, within the scope of the invention there is a possibility that in the refrigeration compartment a heating element is arranged to heat the refrigeration compartment or to defrost the refrigerated material in the refrigeration compartment. Preferably, this heating element is arranged under or in a heating sink, the heating plate preferably having several passages, which enable gas circulation. It is then possible to apply a removable protective hood over the refrigeration compartment to prevent moisture from entering the refrigeration compartment. Preferably, this protective bell is at least partially transparent to allow visual control of the refrigerated material in the refrigeration compartment.

Em um exemplo de execução preferido da invenção, a campânula protetora apresenta uma comporta de amostra, pela qual o material refrigerado pode ser introduzido no compartimento de refrigeração ou retirado do compartimento de refrigeração, sendo que a comporta de amostra impede amplamente uma toca de calor com o ambiente.In a preferred embodiment of the invention, the protective hood has a sample gate, whereby the refrigerated material may be introduced into the refrigeration compartment or removed from the refrigeration compartment, with the sample gate largely preventing a heat trap with the environment.

Além disso, no lado inferior da campânula protetora e/ou no lado superior do compartimento de refrigeração pode estar disposta uma saída de gás frio, pela qual agente de refrigeração ou gás frio pode escapar do compartimento de refrigeração. Essa saída de gás frio provoca um grande gradiente de temperatura na altura da saída de gás frio, sendo que a temperatura acima da saída de gás frio fica essencialmente mais alta do que abaixo da saída de gás frio. Dessa maneira, vantajosamente, é impedido um embaci-amento da campânula protetora.In addition, on the underside of the protective hood and / or on the upper side of the refrigeration compartment may be arranged a cold gas outlet through which refrigerant or cold gas may escape from the refrigeration compartment. This cold gas outlet causes a large temperature gradient at the time of the cold gas outlet, the temperature above the cold gas outlet being essentially higher than below the cold gas outlet. This advantageously prevents the fogging of the protective hood.

Ademais, no âmbito da invenção, de preferência ocorre uma re-gulagem da temperatura no compartimento de refrigeração. Para tanto, o dispositivo de refrigeração de acordo com a invenção apresenta, de preferência, um sensor de temperatura disposto no compartimento de refrigeração, para medir ou regular a temperatura no compartimento de refrigeração. Como elemento de regulagem para a regulagem da temperatura é então prevista de preferência uma válvula de agente refrigerante controlável, que ajusta a quantidade do agente refrigerante aduzido ou corrente de agente refrigerante. A regulagem de temperatura propriamente dita se dá, então, por um regulador de temperatura, que está ligada no lado de entrada com o sensor de temperatura e, no lado de saída, ativa a válvula de agente refrigerante em correspondência a um valor teórico de temperatura pré-dado. A ativação da válvula de agente refrigerante pelo regulador de temperatura pode então se dar através de um gerador de pulsos, que abre e fecha alternadamente a válvula de agente refrigerante, sendo que os tempos de abertura e fechamento da válvula de agente refrigerante são pré-dados pelo gerador de pulsos e ajustados pelo regulador de temperatura. A adução de agente refrigerante se dá então, portanto, descontinuamente, na medida em que abre e fecha alternadamente a válvula de agente refrigerante.Further, within the scope of the invention, preferably a temperature adjustment takes place in the refrigeration compartment. For this purpose, the refrigeration device according to the invention preferably has a temperature sensor arranged in the refrigeration compartment for measuring or regulating the temperature in the refrigeration compartment. As a regulating element for temperature regulation, a controllable refrigerant valve is then preferably provided, which adjusts the amount of the added refrigerant or refrigerant stream. Temperature regulation itself then takes place by a temperature regulator, which is connected on the inlet side with the temperature sensor and, on the outlet side, activates the refrigerant valve corresponding to a theoretical temperature value. pre-given. Activation of the refrigerant valve by the temperature regulator can then be via a pulse generator, which alternately opens and closes the refrigerant valve, and the opening and closing times of the refrigerant valve are pre-given. pulse generator and adjusted by the temperature regulator. The refrigerant adduction is therefore discontinued, as it alternately opens and closes the refrigerant valve.

De preferência, o sensor de temperatura para detecção da temperatura no compartimento de refrigeração está então disposto na posição de processamento do compartimento de refrigeração, para medir e regular a ótima temperatura de processamento no compartimento de refrigeração. O regulador de temperatura regula a temperatura no compartimento de refrigeração portanto de preferência de tal maneira que no fundo do compartimento de refrigeração não se forma um mar de agente refrigerante.Preferably, the temperature sensor for detecting the temperature in the refrigeration compartment is then arranged in the processing position of the refrigeration compartment to measure and regulate the optimum processing temperature in the refrigeration compartment. The temperature regulator therefore regulates the temperature in the refrigeration compartment such that at the bottom of the refrigeration compartment a sea of refrigerant does not form.

Cabe mencionar, ainda, que quanto ao agente refrigerante se trata de preferência de nitrogênio líquido, sendo que a invenção não está contudo restrita a nitrogênio como agente refrigerante, mas sim também pode ser realizada com outros agentes refrigerantes líquidos ou gasosos, que podem ser introduzidos no compartimento intermediário entre a parede in- terna e a parede externa do compartimento de refrigeração. O dispositivo de refrigeração de acordo com a invenção pode ser empregado para diversas faixas de temperatura, como por exemplo a temperaturas de cerca de -150°C, -130°C, -80°C, -40°C, +4°C ou +37°C, sendo que as faixas de temperatura anteriormente mencionadas podem abranger por exemplo uma largura de banda de ± 10°C, ± 5°C ou ± 2°C. Uma temperatura de 37°C é vantajosa, porque a temperatura de crescimento de células biológicas é então ótima. Uma temperatura de + 4°C proporciona, pelo contrário, a vantagem de que os processos fisiológicos nas células são retardados. Quando de uma manipulação de células a uma temperatura de menos de 4°C é menor o dano às células (por exemplo com Tropsia e DMSO).It should also be mentioned that the refrigerant is preferably liquid nitrogen, however the invention is not restricted to nitrogen as a refrigerant, but may also be carried out with other liquid or gaseous refrigerants which may be introduced. in the intermediate compartment between the inner wall and the outer wall of the refrigeration compartment. The cooling device according to the invention may be employed for various temperature ranges, for example at temperatures of about -150 ° C, -130 ° C, -80 ° C, -40 ° C, + 4 ° C or + 37 ° C, the temperature ranges mentioned above may for example cover a bandwidth of ± 10 ° C, ± 5 ° C or ± 2 ° C. A temperature of 37 ° C is advantageous because the growth temperature of biological cells is then optimal. On the contrary, a temperature of + 4 ° C provides the advantage that physiological processes in cells are retarded. When manipulating cells at a temperature of less than 4 ° C the damage to the cells is less (eg with Tropsia and DMSO).

Finalmente, a invenção abrange não apenas o dispositivo de refrigeração anteriormente descrito como aparelho, mas sim também o emprego de um tal dispositivo de refrigeração para exame, processamento e/ou manipulação de uma amostra criogênica.Finally, the invention encompasses not only the refrigeration device described above as an apparatus, but also the use of such a refrigeration device for examination, processing and / or manipulation of a cryogenic sample.

Outras configurações vantajosas da invenção estão caracterizadas nas sub-retvindicações ou serão explicadas detalhadamente a seguir juntamente com a descrição dos exemplos de execução preferidos da invenção com auxílio das figuras. Mostram: Figura 1 - uma cúpula protetora de acordo com a invenção em representação em perspectiva, Figura 2 - um exemplo de execução alternativo de uma comporta da cúpula protetora mostra na figura 1 em uma vista em perspectiva, Figura 3 - um exemplo de execução alternativo de um dispositivo de acordo com a invenção com um recipiente protetor cilíndrico, Figura 4 - uma vista em corte lateral de uma campânula de tanque criogênico transitável, Figura 5 - um exemplo de execução alternativo de uma campânula de tanque criogênico, Figura 6 - um exemplo de execução simples de uma campânula protetora portátil em uma vista lateral, Figura 7 - uma vista em perspectiva de um exemplo de execu- ção alternativo de um dispositivo de acordo com a invenção, Figura 8 - uma vista em perspectiva de um exemplo de execução preferido do dispositivo de refrigeração de acordo com a invenção com uma campânula protetora assentada, Figura 9 - uma vista em perspectiva da campânula protetora da figura 8 no estado removido, Figura 10 - uma vista em seção transversal da estrutura de parede do compartimento de refrigeração com o dispositivo de refrigeração da figura 8, Figura 11 - uma representação em perspectiva simplificada da adução de agente refrigerante com o dispositivo de refrigeração da figura 8 bem como Figura 12 - um esquema de ligação substitutivo em técnica de regulagem do dispositivo de refrigeração da figura 8. A vista em seção transversal na figura 1 mostra uma cúpula protetora 1 de plexiglas com uma espessura de parede de 12 mm e uma seção transversal essencialmente parabólica, sendo que os lados frontais da cúpula protetora 1 são fechadas em ambos os lados por respectivamente uma parede de fechamento 2.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims or will be explained in detail below in conjunction with the description of preferred embodiments of the invention with the aid of the figures. They show: Figure 1 - A protective dome according to the invention in perspective representation, Figure 2 - An example of an alternative embodiment of a protective dome gate shows in Figure 1 in a perspective view, Figure 3 - An example of an alternative embodiment of a device according to the invention with a cylindrical protective container, Figure 4 - a side sectional view of a passable cryogenic tank bell, Figure 5 - an example of an alternative embodiment of a cryogenic tank bell, Figure 6 - an example simple embodiment of a portable protective bell in a side view, Figure 7 - a perspective view of an alternative embodiment example of a device according to the invention, Figure 8 - a perspective view of a preferred embodiment example of the cooling device according to the invention with a seated protective bell, Figure 9 - a perspective view of the bell 1, Figure 10 - a cross-sectional view of the wall structure of the cooling compartment with the cooling device of Figure 8, Figure 11 - a simplified perspective representation of the refrigerant adduction with the device Figure 12 - A substitutive wiring diagram for adjusting the cooling device of Figure 8. The cross-sectional view in Figure 1 shows a plexiglass protective dome 1 with a wall thickness of 12 mm. and an essentially parabolic cross-section, wherein the front sides of the protective dome 1 are closed on both sides by respectively a closing wall 2.

Nas paredes de fechamento 2 está fixada na região superior respectivamente uma alça 3, de modo que a cúpula protetora 1 pode ser levantada e transportada por um operador.In the closing walls 2 a handle 3 is fixed in the upper region respectively, so that the protective dome 1 can be lifted and carried by an operator.

Além disso, cabe mencionar que a parede da cúpula protetora 1 é completamente transparente, o que possibilita ao operador um controle visual do compartimento interno da cúpula protetora 1.In addition, it is worth mentioning that the protective dome wall 1 is completely transparent, which allows the operator to visually control the inner compartment of the protective dome 1.

Em seu lado inferior apresenta a cúpula protetora 1 uma vedação circunferencial 4, que veda a cúpula protetora 1 depois de seu assentamento sobre sua superfície de trabalho 5.On its lower side, the protective dome 1 has a circumferential seal 4, which seals the protective dome 1 after its seating on its working surface 5.

Além disso, apresenta a cúpula protetora 1 na parte parabólica de sua parede de recipiente dois pontos de intervenção 6, pelos quais o operador posicionado externamente pode manejar no compartimento interno da cúpula protetora 1.In addition, the protective dome 1 has two intervention points 6 on the parabolic portion of its container wall, whereby the externally positioned operator can operate in the inner compartment of the protective dome 1.

Além disso, a cúpula protetora 1 apresenta uma comporta 7 re-dutora da troca de gás, que é executada como gaveta e fica disposta na parede de fechamento 2 da cúpula protetora 1. Em seu lado superior, a eclusa 7 apresenta uma tampa 8, que pode ser levantada da cúpula protetora 1 para introdução ou para retirada de uma peça.In addition, the protective dome 1 has a gas exchange reducing gate 7 which is a drawer and is disposed on the closing wall 2 of the protective dome 1. On its upper side, the lock 7 has a lid 8, which can be lifted from the protective dome 1 for insertion or removal of a part.

Sobre a superfície de trabalho 5 se encontra, como dispositivo de climatização, uma cuba 9, que é cheia com nitrogênio 10 líquido. Depois do assentamento da cúpula protetora 1 sobre a cuba o nitrogênio saindo da cuba 9 enche o compartimento interno da cúpula protetora 1 e serve então como gás protetor, como ainda será descrito detalhadamente.On the work surface 5 is a climate control device 9 which is filled with liquid nitrogen 10. After the protective dome 1 is seated on the vat nitrogen exiting the vat 9 fills the inner compartment of the protective dome 1 and then serves as a protective gas, as will be further described.

Na cuba 9 está então disposto um elemento de aquecimento 11 elétrico, para aquecer o nitrogênio 10 líquido que se encontra na cuba 9 e, assim, acelerar a exalação do nitrogênio.In the bowl 9 an electric heating element 11 is then arranged to heat the liquid nitrogen 10 in the bowl 9 and thus accelerate the exhalation of the nitrogen.

Além disso, no lado superior da cúpula protetora 1 está disposta uma abertura de saída, a qual está conectado um tubo de descarga 12, pelo qual o gás de nitrogênio excedente pode ser derivado do compartimento interno da cúpula protetora 1. O tubo de descarga 12 é então em forma de U, sendo que a abertura de embocadura livre do tubo de descarga 12 é dirigida para baixo, para impedir a queda de ar ambiente relativamente úmido no compartimento interno da cúpula protetora 1. A cúpula protetora 1 anteriormente descrita pode ser assentada sobre um recipiente de amostras criogênicas não representado para maior clareza, sendo que a exalação de nitrogênio da cuba 9 é impedida de modo que, quando de uma retirada da amostra criogênica do recipiente de amostras criogênicas se formam na amostra criogênica condensações ou até mesmo formações de gelo. A vista em perspectiva na figura 2 mostra um exemplo de execução alternativo de uma comporta 7’, que pode ser empregada em lugar da comporta 7 mostrada na figura 1. A eclusa 7’ coincide amplamente com a comporta 7 mostrada na figura 1, de modo que para correspondentes componentes são empregadas as mesmas referências, todavia caracterizadas com um apóstrofo para distinção.In addition, on the upper side of the protective dome 1 is arranged an outlet opening to which a discharge pipe 12 is connected, whereby excess nitrogen gas can be derived from the internal compartment of the protective dome 1. The discharge pipe 12 It is then U-shaped, with the free mouth opening of the discharge tube 12 being directed downwards to prevent relatively humid ambient air from falling into the inner compartment of the protective dome 1. The above described protective dome 1 can be seated over a cryogenic sample container not shown for clarity, and exhalation of nitrogen from vat 9 is prevented so that when a cryogenic sample is removed from the cryogenic sample container condensations or even formations of ice. The perspective view in figure 2 shows an alternative embodiment of a gate 7 'which may be employed in place of the gate 7 shown in figure 1. The lock 7' largely coincides with the gate 7 shown in figure 1, so that for corresponding components the same references are employed, however characterized with an apostrophe for distinction.

Uma particularidade desse exemplo de execução reside em que é empregado um recipiente protetor 1" cilíndrico em lugar da cúpula protetora 1 parabólica, sendo que o recipiente protetor Γ está disposto estacionari-amente em uma cuba isolante 13", que isola termicamente o recipiente protetor 1".A particularity of this exemplary embodiment is that a protective container 1 "is used in place of the parabolic protective dome 1, and the protective container Γ is disposed stationary in an insulating bowl 13" which thermally isolates the protective container 1 "

Além disso, o recipiente protetor 1" apresenta em ambos os lados frontais, respectivamente, uma comporta para retirada ou para introdução de peças, sendo que as duas comportas consistem respectivamente em uma abertura no lado frontal do recipiente protetor 1" e uma cortina 14", 15" flexível, que recobre flexivelmente a respectiva abertura e assim impede a penetração de ar relativamente úmido de fora no recipiente protetor 1".In addition, the protective container 1 "has, on both front sides, respectively, a gate for removal or introduction of parts, and the two gates consist respectively of an opening in the front side of the protective container 1" and a curtain 14 " , 15 "flexible, which flexibly covers its opening and thus prevents the penetration of relatively humid air from outside into the protective container 1".

Além disso, no desenho está representado apenas um único ponto de intervenção 6", que desemboca no lado interno do recipiente protetor 1" em uma luva de borracha 16", mas adicionalmente está previsto um outro ponto de intervenção, que não está representado para maior clareza.Moreover, in the drawing only a single intervention point 6 "is shown, which flows into the inner side of the protective container 1" into a rubber glove 16 ", but additionally there is provided another intervention point, which is not shown for further clarity.

Em uma região inferior do recipiente protetor Γ se encontra nitrogênio 10" liquefeito, que é aquecido por um elemento de aquecimento 11", de modo que o gás de nitrogênio exala no compartimento interno do recipiente protetor 1".In a lower region of the protective container Γ lies 10 "liquefied nitrogen, which is heated by a heating element 11", so that nitrogen gas exhales in the inner compartment of the protective container 1 ".

Acima do nitrogênio 10" liquefeito se encontra uma plataforma de trabalho 17" com furos para passagem do gás de nitrogênio exalando de baixo.Above the 10 "liquefied nitrogen is a 17" work platform with holes for exhaling nitrogen gas from below.

Em operação, recipientes de amostras criogênicas com amostras criogênicas neles situadas podem ser introduzidos no Gompartimento interno do recipiente protetor 1" e manipulados no interior do recipiente protetor Γ, sem que haja o perigo de condensações ou formações de gelo nos recipientes de amostras criogênicas. O desenho em seção transversal na figura 4 mostra inicialmente um tanque criogênico 18 convencional, em que se encontra nitrogênio 19 liqüefeito no lado inferior.In operation, cryogenic sample containers with cryogenic samples located in them may be introduced into the Inner Compartment of the Protective Container 1 "and handled inside the Protective Container Γ, without the risk of condensation or frost formation in the Cryogenic Specimen Containers. The cross-sectional drawing in Figure 4 initially shows a conventional cryogenic tank 18, which contains liquefied nitrogen 19 on the underside.

No tanque criogênico 18 estão suspensos vários recipientes de amostras criogênicas 20, que são resfriados pelo nitrogênio 19 liqüefeito e contêm respectivamente numerosas amostras criogênicas.In cryogenic tank 18, several cryogenic sample containers 20 are suspended, which are cooled by liquefied nitrogen 19 and contain numerous cryogenic samples respectively.

Em seu lado superior, o tanque criogênico 18 apresenta uma abertura de tanque, que pode ser fechada por uma tampa de tanque 21, sendo que a tampa de tanque 21 está representada no desenho em uma posição levantada, em que um recipiente de amostras criogênicas 22 é retirado pela abertura de tanque do tanque criogênico 18.On its upper side, the cryogenic tank 18 has a tank opening which can be closed by a tank cap 21, the tank cap 21 being shown in the drawing in a raised position in which a cryogenic sample container 22 is removed by the cryogenic tank opening 18.

Quando de uma tal retirada do recipiente de amostras criogênicas 22 existe convencionalmente o perigo de que umidade do ar do ar ambiente incida no tanque criogênico 18, o que conduz no tanque criogênico 18 a indesejadas formações de gelo. Além disso, com os processos de retirada convencionais no recipiente de amostras criogênicas 22 ocorrem condensações e, consequentemente, formação de gelo, o que é igualmente indeseja-do.Upon such removal from the cryogenic sample container 22 there is conventionally a danger that ambient air humidity will fall on the cryogenic tank 18, leading to the cryogenic tank 18 to unwanted ice formations. Furthermore, with conventional withdrawal processes in the cryogenic sample container 22 condensation and consequently ice formation occur, which is also undesirable.

Para evitar esses efeitos indesejados, a invenção apresenta uma campânula de tanque criogênico 23, que pode ser levantada por meio de uma tração de cabo 24 e, em seguida, assentada sobre a abertura de tanque do tanque criogênico 18, sendo que uma vedação 25 veda a abertura de tanque do tanque criogênico 18.To avoid such undesirable effects, the invention features a cryogenic tank bell 23 which can be lifted by a cable pull 24 and then seated over the cryogenic tank tank opening 18, with a seal 25 sealing off. the cryogenic tank opening 18.

Por meio de uma outra tração de cabo 26, através de duas poli-as de inversão a tampa de tanque 21 do tanque criogênico 18 pode ser levantada, para liberar a abertura de tanque do tanque criogênico 18 para uma retirada do recipiente de amostras criogênicas 22. A retirada do recipiente de amostras criogênicas 22 se dá então por uma outra tração de cabo 27, que é enganchada em um correspondente gancho no recipiente de amostras criogênicas 22. O comando de ambas as trações de cabo 26, 27 e a manipulação do recipiente de amostras criogênicas 22 se dá então por um operador 28, que pode subir na campânula de tanque criogênico 23 transitável por uma escala 29 rolante. O operador 28 porta então uma roupa protetora e um suprimento de ar inalado 30, que está ligado por um conduto 31 com uma unidade de suprimento disposta fora da campânula de tanque criogênico, sendo que a unidade de suprimento não está representada para maior clareza.By another cable pull 26, through two reversing poles the tank cap 21 of the cryogenic tank 18 can be lifted to release the cryogenic tank tank opening 18 for removal of the cryogenic sample container 22 The removal of the cryogenic sample container 22 is then by another cable pull 27 which is hooked to a corresponding hook in the cryogenic sample container 22. The control of both cable pulls 26, 27 and the manipulation of the container of cryogenic samples 22 is then given by an operator 28, who can climb the cryogenic tank bell 23 passable by a rolling scale 29. Operator 28 then carries a protective suit and a supply of inhaled air 30, which is connected by a conduit 31 with a supply unit disposed outside the cryogenic tank hood, the supply unit not being shown for clarity.

Alternativamente ao suprimento de ar inalado 30, também pode ser previsto um tubo flexível de ar inalado 32 simples, que é guiado para fora da campânula de tanque criogênico 23, sendo que a abertura de embocadura do tubo flexível de ar inalado 32 é angulada para baixo no lado externo da campânula de tanque criogênico 23, para impedir em todo caso a incidência de ar ambiente úmido na campânula de tanque criogênico. A climatização do volume de gás dentro da campânula de tanque criogênico 23 se dá então por um elemento de aquecimento 33 elétrico, que é introduzido pelo operador 28 através de uma tração de cabo no tanque criogênico 18, de modo que o elemento de aquecimento 33 aquece o nitrogênio 19 liquefeito e assim acelera a exalação de gás de nitrogênio para dentro do compartimento interno da campânula de tanque criogênico 23.Alternatively to the inhaled air supply 30, a simple inhaled air hose 32 may also be provided which is guided out of the cryogenic tank bell 23, the mouth opening of the inhaled air hose 32 is angled downwardly. on the outside of the cryogenic tank bell 23 to prevent the occurrence of humid ambient air in the cryogenic tank bell in any case. Climatization of the gas volume within the cryogenic tank bell 23 is then provided by an electric heating element 33, which is introduced by the operator 28 via a cable pull on the cryogenic tank 18, so that the heating element 33 heats up. liquefied nitrogen 19 thus accelerates exhalation of nitrogen gas into the inner compartment of the cryogenic tank bell 23.

Pelo gás de nitrogênio exalando são impedidas condensações ou mesmo formações de gelo no recipiente de amostras criogênicas 22 removido.By exhaling nitrogen gas condensation or even ice formations are prevented in the removed cryogenic sample container 22.

Além disso, pela campânula de tanque criogênico 23 é impedido que, quando da abertura da tampa de tanque 21, ar ambiente úmido penetre no tanque criogênico 18, o que levaria ali iguaimente a uma indesejada formação de gelo. O exemplo de execução representado na figura 5 coincide amplamente com o exemplo de execução anteriormente descrito e representado na figura 4, de modo que para evitar repetições se remete amplamente à descrição anterior e para componentes correspondentes são empregadas as mesmas referências, todavia caracterizadas por um apóstrofo para distinção.Furthermore, the cryogenic tank bell 23 prevents the opening of the tank lid 21 from moist ambient air from penetrating the cryogenic tank 18, which would also lead to unwanted ice formation therein. The embodiment shown in Fig. 5 broadly coincides with the above-described embodiment shown in Fig. 4, so that in order to avoid repetition, reference is largely made to the foregoing description and for corresponding components the same references are employed, but characterized by an apostrophe. for distinction.

Uma particularidade desse exemplo de execução reside em que a campânula de tanque criogênico 23’ não é transitável.A particularity of this embodiment example is that the cryogenic tank bell 23 'is not passable.

Em lugar disso, a campânula de tanque criogênico apresenta pontos de intervenção 34’, pelo quais o operador 28' pode manipular o recipiente de amostras criogênicas 22’ levantado do tanque criogênico 18’. O exemplo de execução de um dispositivo de acordo com a in- venção representado na figura 6 consiste essencialmente em uma campânu-la protetora 35, que está ligada através de um conduto de gás 36 com um recipiente de gás pressurizado-nitrogênio 37, sendo que o conduto de gás 36 desemboca na campânula protetora 35 em uma disposição de bocal 38, pela qual o nitrogênio é cedido ao compartimento interno da campânula protetora 35.Instead, the cryogenic tank bell has intervention points 34 'whereby operator 28' can manipulate cryogenic sample container 22 'lifted from cryogenic tank 18'. The exemplary embodiment of a device according to the invention shown in Figure 6 consists essentially of a protective bell 35 which is connected via a gas conduit 36 with a pressurized nitrogen gas container 37, wherein gas conduit 36 flows into the protective bell 35 in a nozzle arrangement 38 whereby nitrogen is delivered to the inner compartment of the protective bell 35.

Na campânula protetora 35 se encontram depósitos 39 e dispositivos de suspensão 40 para retenção de recipientes de amostras criogêni-cas 41. Os recipientes de amostras criogênicas 41 estão então dispostos dentro da campânula protetora 35 e são assim protegidos pelo gás de nitrogênio fluindo da disposição de bocal 38, com o quê é impedida uma condensação nos recipientes de amostras criogênicas 41 ou mesmo uma formação de gelo.In the protective bell 35 are deposits 39 and suspension devices 40 for holding cryogenic sample containers 41. The cryogenic sample containers 41 are then disposed within the protective bell 35 and are thus protected by the nitrogen gas flowing from the disposing device. nozzle 38 whereby condensation in cryogenic sample containers 41 or even ice formation is prevented.

Finalmente, a figura 7 mostra um outro exemplo de execução da invenção com um recipiente protetor 42, em que através de uma comporta 43 podem ser introduzidas ou retiradas amostras criogênicas ou demais peças.Finally, Fig. 7 shows another embodiment of the invention with a protective container 42, wherein through a gate 43 cryogenic samples or other parts can be introduced or removed.

Através de um conduto de adução de gás 44 é então introduzido gás de nitrogênio no recipiente protetor 42 e ali dirigido a um recipiente de amostras criogênicas 45. O recipiente de amostras criogênicas 45 pode então ser manipulado através de dois pontos de intervenção 46 de fora por um operador, para o quê pode ser empregada uma pinça 47.Through a gas supply conduit 44 nitrogen gas is then introduced into the protective container 42 and directed there to a cryogenic sample container 45. The cryogenic sample container 45 can then be manipulated through two outside intervention points 46 by an operator, for which forceps may be employed 47.

No iado superior do recipiente protetor 42 se encontra uma válvula 48 controlável, que no início possibilita uma descarga do ar relativamente úmido que se encontra no recipiente protetor 42, enquanto o recipiente protetor 42 ainda não esteja completamente cheio com gás de nitrogênio.At the upper end of the protective container 42 is a controllable valve 48 which at first enables a relatively humid air discharge from the protective container 42 while the protective container 42 is not yet completely filled with nitrogen gas.

Em seguida, a válvula 48 conduz o gás de nitrogênio saindo no lado superior através do tubo flexível 49 a uma instalação de circulação de ar 50, que introduz novamente o gás de nitrogênio descarregado através da válvula 48 no recipiente protetor 42.Valve 48 then conducts nitrogen gas exiting the upper side through hose 49 to an air circulation facility 50, which again introduces discharged nitrogen gas through valve 48 into protective vessel 42.

Também nesse exemplo de execução, o gás de nitrogênio envolvendo o recipiente de amostras criogênicas 45 impede uma condensação ou mesmo uma formação de gelo no recipiente de amostras criogênicas 45. O exemplo de execução de um dispositivo de refrigeração 51 de acordo com a invenção representado nas figuras 8-12 serve para a têmpera de um compartimento de refrigeração para alojamento de amostras criogênicas quando de um exame, manipulação e/ou processamento.Also in this embodiment example, the nitrogen gas surrounding the cryogenic sample container 45 prevents condensation or even ice formation in the cryogenic sample container 45. The exemplary embodiment of a cooling device 51 according to the invention shown in FIGS. Figures 8-12 are for the quenching of a refrigeration compartment for housing cryogenic samples upon examination, manipulation and / or processing.

Para tanto, o dispositivo de refrigeração 51 apresenta uma cuba criogênica 52 com um compartimento de refrigeração 53 em forma de cuba, aberto acima, sendo que sobre a cuba criogênica 52 está assentada uma campânula 54 removível, que impede a penetração de umidade do meio ambiente no compartimento de refrigeração e está representada detalhada na figura 2.To this end, the cooling device 51 has a cryogenic bowl 52 with an open-bowl refrigeration compartment 53, above which a removable bell 54 is seated on the cryogenic bowl 52, which prevents the penetration of moisture from the environment. in the refrigeration compartment and is shown in detail in figure 2.

Para a introdução das amostras criogênicas no compartimento de refrigeração 53 e para retirada das amostras criogênicas do compartimento de refrigeração 53, a campânula protetora 54 apresenta uma comporta de amostra 55, que está disposta lateralmente na campânula protetora 54 e, quando da introdução das amostras criogênicas ou quando da retirada das amostras criogênicas, impede amplamente uma troca de calor com o ambiente e minimiza a umidade no compartimento de refrigeração 53.For introducing cryogenic samples into refrigeration compartment 53 and for withdrawing cryogenic samples from refrigeration compartment 53, the protective bell 54 has a sample gate 55 which is disposed laterally in the protective bell 54 and upon introduction of the cryogenic samples. or when removing cryogenic samples, largely prevents heat exchange with the environment and minimizes moisture in the refrigeration compartment 53.

Além disso, a campânula protetora 54 apresenta em seu lado superior uma lâmpada 56, para iluminar o compartimento de refrigeração 53 e facilitar assim a manipulação das amostras criogênicas que se encontram no compartimento de refrigeração 53. A própria campânula protetora 54 consiste então em um material transparente, o que permite um fácil controle visual por um operador.In addition, the protective bell 54 has on its upper side a lamp 56 to illuminate the cooling compartment 53 and thus facilitate the handling of cryogenic samples in the cooling compartment 53. The protective bell 54 itself then consists of a material transparent, allowing easy visual control by an operator.

No lado dianteiro chanfrado da campânula protetora 54 se encontram duas guarnições de luva 57, 58 convencionais, pelas quais um operador pode manipular as amostras criogênicas que se encontram no compartimento de refrigeração 53 sem troca de gás.On the beveled front side of the protective bell 54 are two conventional glove pads 57, 58 whereby an operator can manipulate cryogenic samples in the refrigeration compartment 53 without gas exchange.

Além disso, no lado traseiro da campânula protetora 54, abaixo, se encontram duas aberturas 59, pelas quais gás frio pode sair da campânula protetora 54. As duas aberturas 59 têm por consequência o fato de que na altura das duas aberturas 59 se ajusta um grande gradiente de temperatura, pois gás frio das duas aberturas 59 escapa para fora. A atmosfera na cam-pânula protetora 54 acima das aberturas 59 é portanto essencialmente mais quente do que abaixo das aberturas 59, o que se contrapõe a um embacia-mento das paredes internas da campânula protetora 54.Moreover, on the rear side of the protective bell 54 below are two openings 59 through which cold gas can escape from the protective bell 54. The two openings 59 have the fact that at the height of the two openings 59 a large temperature gradient as cold gas from both openings 59 escapes outward. The atmosphere in the protective canopy 54 above the openings 59 is therefore essentially warmer than below the openings 59, which is in contrast to the fogging of the inner walls of the protective bell 54.

No lado superior da cuba criogênica 52 se encontra ainda, no lado dianteiro, um campo de operação e indicação 60, no qual a temperatura no compartimento de refrigeração 53 pode ser indicada e ajustada. A refrigeração do compartimento interno 53 é feita então por nitrogênio líquido, que é aduzido a partir de um tanque de nitrogênio (por e-xemplo um recipiente Apollo) através de um conduto de nitrogênio 61, sendo que o conduto de nitrogênio 61 não desemboca diretamente no compartimento de refrigeração, para evitar a formação de um mar de nitrogênio no fundo do compartimento de refrigeração 53. Em lugar disso, o conduto de nitrogênio 61 desemboca através de uma válvula de agente refrigerante 62 eletricamente controlável em um condutor de adução de agente refrigerante 63, sendo que o conduto de adução de agente refrigerante 63 se estende ao longo da borda circunferencial do compartimento de refrigeração 53 em forma de cuba e emite nitrogênio liquido distribuído pelo comprimento. O compartimento de refrigeração 53 está então limitado por uma parede interna 64 em forma de grade, feita de metal, que é encerrada por uma parede externa 65, sendo que a parede interna 64 e a parede externa 65 formam um compartimento intermediário, no qual está disposto um material tampão 66. O conduto de adução de agente refrigerante 63 está disposto em direção lateral entre a parede interna 64 e a parede externa 65 acima do material tampão 66 e apresenta aberturas de saída dirigidas para baixo, pelas quais o nitrogênio líquido proveniente do interior do conduto de adução de agente refrigerante 63 é entregue ao material tampão 66. O material tampão 66 absorve o nitrogênio líquido e o passa continuamente através da parede interna 64 em forma de grade para o compartimento de refrigeração 53. A válvula de agente refrigerante 62 opera então descontinua-mente, na medida que a válvula de agente refrigerante 62 ou fecha ou abre. A ativação da válvula de agente refrigerante 62 se dá então por um gerador de pulsos 67, sendo que o tempo de abertura TAuf e o tempo de fechamento Tzu para a válvula de agente refrigerante 62 são pré-dados por um regulador 68, para dosar o agente refrigerante. A regulagem é feita então em função da temperatura no compartimento de refrigeração 53, que é medida por um sensor de temperatura 69, ficando o sensor de temperatura 69 disposto na posição de processamento do compartimento de refrigeração 53. O sensor de temperatura 69 mede portanto uma temperatura Tist e a encaminha a um dispositivo de subtração 70, que como outras grandezas de entrada recebe um valor teórico Tsoll para a temperatura no compartimento de refrigeração 53 e calcula uma divergência de valor teórico-real Δ T. O regulador 68 ajusta então o tempo de abertura TAuf e o tempo de fechamento TZu para a válvula de agente refrigerante 62 de tal maneira que a temperatura desejada (por exemplo -630 °C) predomine no compartimento de refrigeração 53, sem que no fundo do compartimento de refrigeração 53 se forme um mar de nitrogênio.On the upper side of the cryogenic tank 52 is still on the front side an operating and indication field 60 in which the temperature in the refrigeration compartment 53 can be indicated and adjusted. Internal compartment 53 is then cooled by liquid nitrogen, which is fed from a nitrogen tank (such as an Apollo container) through a nitrogen conduit 61, and the nitrogen conduit 61 does not flow directly. in the refrigeration compartment to prevent the formation of a sea of nitrogen at the bottom of the refrigeration compartment 53. Instead, the nitrogen conduit 61 flows through an electrically controllable refrigerant valve 62 into a refrigerant adduct conductor. 63, wherein the refrigerant adduction conduit 63 extends along the circumferential edge of the vat-shaped refrigeration compartment 53 and emits liquid nitrogen distributed over the length. The cooling compartment 53 is then bordered by a grid-shaped inner wall 64 made of metal which is enclosed by an outer wall 65, the inner wall 64 and the outer wall 65 forming an intermediate compartment in which it is enclosed. buffer material 66 is arranged. Coolant adduction conduit 63 is disposed sideways between inner wall 64 and outer wall 65 above the buffer material 66 and has downwardly directed outlet openings through which liquid nitrogen from the The interior of the refrigerant supply line 63 is delivered to the buffer 66. The buffer 66 absorbs liquid nitrogen and continuously passes it through the grid-shaped inner wall 64 to the cooling compartment 53. The refrigerant valve 62 it then operates discontinuously as refrigerant valve 62 either closes or opens. The activation of the refrigerant valve 62 is then performed by a pulse generator 67, the opening time TAuf and the closing time Tzu for the refrigerant valve 62 being pre-set by a regulator 68 to dose the refrigerant agent. The adjustment is then made as a function of the temperature in the cooling compartment 53, which is measured by a temperature sensor 69, the temperature sensor 69 being arranged in the processing position of the cooling compartment 53. The temperature sensor 69 therefore measures a temperature. Tist temperature and forwards it to a subtraction device 70, which like other input quantities receives a theoretical Tsoll value for the temperature in the cooling compartment 53 and calculates a deviation from the actual theoretical value ΔT. The regulator 68 then adjusts the time. TAuf and the closing time TZu for the refrigerant valve 62 such that the desired temperature (e.g. -630 ° C) predominates in the cooling compartment 53, without forming at the bottom of the cooling compartment 53 sea of nitrogen.

Além disso, no fundo do compartimento de refrigeração 53 está disposta uma placa de aquecimento 71, que possibilita um aquecimento da amostra criogênica e do compartimento de refrigeração 53.In addition, at the bottom of the refrigeration compartment 53 is arranged a heating plate 71 which enables the cryogenic sample and the refrigeration compartment 53 to be heated.

Na placa de aquecimento 71 estão então dispostas numerosas passagens 72 perpendicularmente contínuas, que possibilitam uma circulação do gás. A invenção não está restrita aos exemplos de execução preferidos anteriormente descritos. Antes, pelo contrário, é possível uma multiplicidade de variantes e modificações, que fazem uso igualmente da idéia inventiva e, portanto, se incluem no âmbito de proteção.In the heating plate 71 are then arranged numerous perpendicular continuous passages 72, which enable gas circulation. The invention is not restricted to the preferred embodiments described above. Rather, on the contrary, a multitude of variants and modifications are possible, which make equally use of the inventive idea and thus fall within the scope of protection.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. A sample manipulation device, especially for processing, examining or placing or removing a cryogenic sample, the sample being surrounded by ambient gas during handling with a climate control device (9-11, 10 "11"), which at least partially cools, dries and / or replaces the ambient gas with a protective gas to prevent damage to the sample by ambient gas during handling, - a protective container (1, 1 ”) for retention the sample during handling, where the climate control device (9-11, 10 ”, 11”) is connected with the protective container (1.1 ”), so that the ambient gas present in the protective container (1.1” ) is dried, cooled and / or replaced by the shielding gas, - a source of shielding gas (9, 10, 10 ”), which is part of the climate control device (9-11, 10”, 11 ”), to fill the protective container, at least in part, with a shielding gas, where the shielding gas prevents damage to the - the shielding gas source (9, 10, 10 ”) has at least one partially open shielding gas reservoir (9) within which is liquefied shielding gas which is released into the container protective (1, 1 ”). characterized in that the protective gas reservoir (9) has a filter element to trap bacteria, viruses or other particles that are in the liquefied gas upon exhalation.

Device according to Claim 1, characterized in that it provides a heating element (9) for heating the liquefied protective gas within the protective gas reservoir (9) and for promoting the outlet of the protective gas. .

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective container (1) is movable and has an opening on its underside for introducing or withdrawing the sample into the protective container (1). or to rest the protective container (1) on the sample.

Device according to claim 3, characterized in that it has a seal (4) for sealing the opening of the protective container (1) after laying the protective container (1) on the sample.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective container (1, 1 ") has an at least partially transparent container wall for visual control during sample manipulation.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that an outlet opening for bypassing the excess ambient gas is provided on the upper side of the protective container (1,1 ").

Device according to Claim 6, characterized in that an outlet pipe (12, 12 ") is externally connected to the outlet opening of the protective container (1,1"), which has a downwardly directed nozzle opening. and located outside the protective container (1, 1 ").

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective container (1,1 ") has at least one intervention device (6,6") for processing the sample in the container. protective (1.1 ").

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that for the introduction of the sample into the protective container (1, 1 ") and for withdrawing the sample from the protective container (1, 1") there is provided a gate ( 7, 7 ") gas tight or with reduced gas exchange.

Device according to Claim 9, characterized in that the gate consists of an opening in the protective container (Γ) and a flexible curtain (14 ", 15") covering the opening.

Device according to Claim 9 or 10, characterized in that on the opposite side of the protective container (Γ) a gate (14 ", 15") is arranged respectively to enable automated operation.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective container (1,1 ") has a heat insulating container wall to prevent condensation on its external side due to cold.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective container (1,1 ") has a heatable container wall to prevent condensation on its external side due to cold.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one UV lamp for sterilization is arranged in the protective container (1,1 ").

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective container (1) is essentially bell-shaped or dome-shaped and portable.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective container is passable.

Device according to claim 16, characterized by an inhaled air supply for an operator in the protective container.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective gas is essentially germ free.

A process for manipulating a sample, especially for processing, examining or introducing or withdrawing a cryogenic sample, the sample being encased during handling by an ambient gas which is cooled, dried and / or at least partially exchanged with a shielding gas to prevent damage to the sample during handling by the ambient gas, with the following steps: - introducing the sample into the protective container (1, 1 ”), - at least partially cooling, drying and / or exchange , of the ambient gas present inside the protective container (1, 1 ”), to avoid damage to the sample by the ambient gas, - use of a protective gas source (9, 10, 10”), to fill the protective container. (1, 1 ”), at least partially, with a shielding gas that avoids damage to the sample during handling - the liquefied shielding gas is released into the shielding container (1, 1”) from a protective gas (9), eg less partially open shielding gas source (9, 10, 10 ”), characterized in that the shielding gas is filtered before filling the protective container (1, 1") to trap bacteria, viruses or other particles .

Process according to claim 19, characterized in that the sample is initially disposed in a sample container and is only taken from the sample container in the protective container.

Process according to claim 20, characterized in that the protective container (1,1 ") prior to withdrawal of the sample from the sample container is at least partially filled with the protective gas.

Process according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the liquefied protective gas is heated to convey the effusion of the protective gas.

Method according to any one of Claims 19 to 22, characterized in that the protective container (1,1 ") has an opening on its underside and is seated on the sample container with the sample therein. before the sample is taken from the sample container.

Process according to any one of claims 19 to 23, characterized in that the container wall of the protective container (1,1 ") is heated to prevent condensation on the container wall.

Method according to any one of Claims 19 to 24, characterized in that the sample in the protective container (1,1 ") is irradiated with UV light for sterilization.

Process according to any one of claims 19 to 25, characterized in that the shielding gas is essentially germ free.

27. Device for handling a specimen, especially for processing, examining or placing or removing a cryogenic specimen, the specimen being surrounded by ambient gas during handling with - a climate control device (9-11, 10 " , 11 ", 33, 33 ', 38, 44), which at least partially cools, dries and / or replaces the ambient gas with a protective gas to prevent damage to the sample by ambient gas during handling, - a protective container (1, 1 ”, 18, 18 ', 35, 42) for receiving the sample during handling, where the climate control device (9-11, 10”, 11 ”, 33, 33', 38, 44) is connected with the protective container (1.1 ”, 18, 18 ', 35, 42), so that the ambient gas present in the protective container (1, 1”, 18, 18', 35, 42) is dried, cooled and / or replaced by the shielding gas, where, - the shielding container (1, 23, 23 ', 35) is movable and has an opening on its underside for introducing sample n the protective container (1, 23, 23 ', 35) either to be removed from it or to rest the protective container (1, 23, 23', 35) on the sample, - for the introduction of the sample into the protective container (1, 1 ") and for withdrawing the sample from the protective container (1, 1") a gas-tight or reduced-gas-tight (7, 7 ") gate is provided, characterized in that the protective gas reservoir (9, 18, 18 ') has a filter element for trapping bacteria, viruses or other particles in the liquefied gas upon exhalation.

Device according to Claim 27, characterized in that the climate control device (9-11, 10 ”, 11”, 33, 33 ', 38, 44) has a protective gas source (9, 10, 10 ”, 19, 19 ', 37), to fill the protective container (1, 1”, 18, 18', 35, 42) at least partially with the shielding gas, where the shielding gas prevents sample damage during its handling.

Device according to Claim 28, characterized in that the shielding gas source (9, 10, 10 ”, 19, 19 ') has an at least partially open shielding gas reservoir (9, 18, 18). '), inside which is liquefied protective gas, which comes out of the protective container (1,1 ”, 23, 23').

Device according to Claim 29, characterized in that a heating element (11, 11 ”, 33, 33 ') is provided for heating the liquefied protective gas in the protective gas reservoir (9). , 18, 18 ') and to promote the escape of the shielding gas (11, 11 ”, 33, 33').

Device according to any one of claims 27 to 30, characterized in that it has a seal (4, 25, 25 ') for sealing the opening of the protective container (1, 23, 23', 35) after seating the container. protector (1.23, 23 ', 35) on the sample.

Device according to claim 27 to 31, characterized in that the protective container (1, 1 ", 23, 23 ', 35, 42) has an at least partially transparent container wall for visual control. during sample handling.

Device according to any one of claims 27 to 32, characterized in that an outlet opening (48) is provided on the upper side of the protective container (1 ", 42") to bypass the excess ambient gas.

Device according to claim 33, characterized in that an outlet pipe (12, 12 ") is externally connected to the outlet opening of the protective container (1, 1"), which has an opening directed towards low and outside the protective container (1, 1 ").

Device according to any one of claims 27 to 34, characterized in that the protective container (1, 1 ", 23 ', 42) has at least one intervention device (6, 6", 34') for be able to process the sample in the protective container (1, 1 ", 23 ', 42).

Device according to any one of claims 27 to 35, characterized in that the gate consists of an opening in the protective container (Γ) and a flexible curtain (14 ", 15") covering the opening.

Device according to any one of claims 27 to 36, characterized in that the protective container (1, 1 ", 23, 23 ', 35, 42) has a heat insulating container wall to prevent condensation on its surface. external side due to cold.

Device according to any one of claims 27 to 37, characterized in that the protective container (1, 1 ", 23, 23 ', 35, 42) has a heatable container wall to prevent condensation on its external side. Due to the cold.

Device according to any one of claims 27 to 38, characterized in that at least one UV lamp for sterilization is arranged in the protective container (1, 1 ", 23, 23 ', 35, 42).

Device according to any one of claims 27 to 39, characterized in that the protective container (1, 23, 23 ', 35) is essentially bell-shaped or dome-shaped and portable.

Device according to any one of claims 27 to 40, characterized in that the protective container (23) is passable.

Device according to Claim 41, characterized by an inhaled air supply (30, 31, 32) for an operator (28) located in the protective container (23).

Device according to any one of claims 27 to 42, characterized in that the shielding gas is essentially germ free.