CN102616472B - 液氮熏蒸冷冻及储运配子一体化装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于超低温液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，包括：移动推车、主液氮储槽、储槽绝热盖、液氮回收槽、低温阀门、配子载体架、温度反馈装置，其中，主液氮储槽采取聚氨酯绝热材料或真空多层绝热保温，配有聚氨酯绝热盖，可实现储槽箱体外表面不结霜、不结露，主液氮储槽设为缓冲腔与工作腔分离并形成连通器形式，保证工作腔液面及温度的稳定性避免加液过程造成的剧烈波动。提供温度测量及显示功能，温度信息同时用于调节液面高度。本发明可实现配子的一步熏蒸及安全运输双重功能。
Description
技术领域
本发明涉及医用配子冷冻储运装置，特别是一种液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置。
技术背景
配子(精子/卵子)健康与人类种族繁衍、人口素质息息相关。利用超低温冻融技术保存配子胚胎，经辅助生殖技术生育子代，已成为生殖医学热点而被高度关注。目前国内精子“慢冻速融”与卵子胚胎的玻璃化冻融存在几项缺陷：
第一，在专业程序降温仪完成冷冻后向低温储存容器转移的过程中，没有专业储运装置，大都将配子通过普通的泡沫箱运输，不仅容易造成配子复温受损，而且存在运输人员冻伤隐患。
第二，储运过程中没有考虑在不同载体中的各种配子样本的不同冷冻保存方式，例如浸没液氮或是熏蒸，容易造成细胞内外冰晶对部分配子的损害，致使其复苏成功率低下。
第三，没有考虑冷冻配子用的液氮重复利用能力，运输完一次配子后，液氮挥发造成资源浪费。
第四，没有考虑冷冻过程中样本的生物安全性，即被保存配子胚胎样品存在被液氮污染及可交叉感染群体样本的可能性。
第五，目前相关的冷冻设备均为国外产品，我国人类生殖冷冻市场长期被国外产品占据。
因此，发展基于生物安全的新型配子胚胎超低温冷却及储运一体化技术，提高冻融效率和健康度，实现满足生物安全性要求的自主生育力保存技术，具有重要意义。
经过对现有技术的检索发现，授权公告号为CN1032318的中国专利“医用深低温保存袋”提供了一种深低温生物细胞及组织保存袋，适用单细胞、血细胞、胚胎和器官等的低温或深低温保存，以供临床移植和实验要求。该装置能保存配子，但其主要缺陷是保存配子数量少，时间短，并且只有单一冷冻功能，不能同时熏蒸及冷冻大量独立的配子。
进一步检索发现，授权公告号为CN1450857的中国专利“精子的低温保存”把精子贮存于三个不同温度，但其未涉及被保存精子的运输及转移问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种超低温液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，根据主液氮储槽内液氮及蒸汽的不同温度对处于独立载体内的配子进行批量分类冷冻及熏蒸，实现配子的安全储存及运输。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于超低温液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，包括：移动推车、主液氮储槽、液氮回收槽、储槽绝热盖、低温阀门、低温管路、配子载体架、温度测量装置，其特点在于，所述的主液氮储槽分为缓冲腔和工作腔，来自液氮罐的医用液氮经过过滤器，由第一低温阀调控流量后进入主液氮储槽的缓冲腔，通过缓冲腔和工作腔之间的连通孔对所述的工作腔加注冷媒液氮，批量冷冻配子载体架上的独立配子，实现熏蒸冷冻后临时储存并运输至最终目标储存库，完成任务后的余液氮经低温阀流入液氮回收槽。
所述的移动推车有一个不锈钢柜架,在架上是主液氮储槽，架下设置液氮回收槽；
所述的主液氮储槽由隔壁分为缓冲腔和工作腔，在位于隔壁的下部设有连通孔和隔壁上部设有回气孔，所述的缓冲腔的顶部有出气孔，该缓冲腔通过具有第一低温阀的第一输液管与液氮罐相连，所述的工作腔具有储槽绝热盖，工作腔内是配子载体架，工作腔通过具有第二低温阀的第二输液管与所述的液氮回收槽相通。
所述的主液氮储槽四个侧面及底面为夹层中空不锈钢框架，夹层内采用真空多层绝热或聚氨酯绝热层保温，保证箱内部存放液氮时箱体外表面不结霜、不结露。
所述的储槽绝热盖采用聚氨酯绝热层保温，闭合时与所述的主液氮储槽形成密闭容器。
所述的配子载体架由麦管架和冷冻管架组成，分别为槽道结构和孔板结构形式，适合批量冷冻，该配子载体架为四脚支撑型，可由螺栓调节高度，载体架面板可从工作腔取出。
所述的工作腔的腔壁上自下而上设有多个低温温度计，以监测工作腔内的温度场，在所述的缓冲腔的外壁面上设有温度显示面板，将工作腔内不同高度的温度显示在所述的温度显示面板上。
所述的第一低温阀和液氮罐之间还有活接头和液氮过滤器，所述的第一低温阀根据温度显示面板的温度信息调节来自所述的液氮罐的液氮流量，控制工作腔内液氮液面高度，所述的活接头便于将一体化装置与所述的液氮罐连接或断开。
所述的液氮回收槽采用聚氨酯绝热层保温，可回收余液，能从所述的移动推车中取下，可自由移动。
与现有技术相比，本发明实现在不同载体上独立配子的冷冻熏蒸，以及配子从完成冷冻后到储存库的转移运输。具有实现简单，制作成本低，轻便易用，配子始终保存在满足条件的冷环境中，能保证配子安全可靠的特点。
附图说明
图1为本发明基于超低温液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置的结构示意图。
图2为配子载体架面板的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于超低温液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，包括：移动推车1、主液氮储槽2、液氮回收槽3、液氮过滤器4、缓冲腔5、工作腔6、不锈钢柜架7、储物柜8、脚轮9、储槽绝热盖10、配子载体架11（如图2所示）、低温温度计12、温度显示面板13、绝热层14、活接头15、第一低温阀16、第二低温阀17、连通孔18、回气孔19、出气孔20、第一输液管21、第二输液管22、铰链23。
液氮由第一输液管21经第一低温阀16调控流量后流进缓冲腔5，利用连通孔18对工作腔6加注冷媒液氮；当通过铰链23翻动并闭合绝热储槽盖10时，工作腔6内的气体通过回气孔19回到缓冲腔5顶部气体空间，由顶部出气孔20回到大气，保证缓冲腔5和工作腔6内的压力恒定于大气压附近。当试验及储运完成后，工作腔6内的余液由第二低温阀17经第二输液管22流入液氮回收槽3。
如图1所示，一种基于超低温液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，包括：移动推车1，移动推车1有一个不锈钢柜架7,在架上是主液氮储槽2，架下设置液氮回收槽3；液氮回收槽3侧设有储物柜8，移动推车1四角还设有脚轮9，便于移动。
主液氮储槽2由隔壁分为缓冲腔5和工作腔6，缓冲腔5和工作腔6之间的隔壁下部设有连通孔18和上部设有回气孔19，所述的缓冲腔5的顶部有出气孔20，该缓冲腔5通过具有第一低温阀16的第一输液管21与液氮罐相连，所述的工作腔6具有储槽绝热盖10，工作腔6内是配子载体架11，工作腔6通过具有第二低温阀17的第二输液管22与所述的液氮回收槽3相通。主液氮储槽2四侧面及底面采用真空多层或聚氨酯材料绝热14保温，厚度为8～12cm，内外覆不锈钢板，保证箱内部存放液氮时箱体外表面不结霜、不结露。
储槽绝热盖10采用聚氨酯绝热层保温，厚度为16cm，通过铰链23与主液氮储槽2连接，可实现启闭，闭合时与所述的主液氮储槽2形成密闭空间。
工作腔6的腔壁上自下而上设有多个低温温度计12，以监测工作腔内的温度场，在所述的缓冲腔5的外壁面上设有温度显示面板13，将工作腔内不同高度的温度显示在所述的温度显示面板13上。
本实施例为四个铂电阻温度计，第一支布置在工作腔底部、第二支高度与麦管架相同，第三支高度与冷冻管架相同，第四支比冷冻管架高8mm。四个点温度可从温度显示面仪13读出。同时可从温度信息判断工作腔6内液氮液面高度。
第一低温阀16和液氮罐之间还有活接头15和液氮过滤器4，所述的第一低温阀16根据温度显示面板的温度信息调节从所述的液氮罐的液氮流量，控制工作腔内液氮液面高度，所述的活接头15又便于将本发明一体化装置与所述的液氮罐连接或断开。
液氮回收槽3为小型不锈钢敞口容器，采用聚氨酯绝热层保温，可回收余液，能从所述的移动推车1中取下，可自由移动。
液氮过滤器4采用可拆卸更换的不锈钢丝网过滤，通过真空绝热保温。
第一低温阀门16和第二低温阀门17分别为通径10mm的低温液体截止阀，开关灵活、密封可靠并耐压。
第一输液管21和第二输液管22为柔性真空液氮输送管，有良好保温性能，管外不结霜不结露。
如图2所示，配子载体架11由麦管架和冷冻管架组成，为槽道或孔板形式，适合批量冷冻，冷冻管架和麦管架根据冷冻要求为不同高度。该配子载体架为四脚支撑型，采用螺栓调节高度，便于安装和从工作腔6内取出。
工作原理：
液氮由第一输液管21经第一低温阀16调控流量后流进缓冲腔5，利用连通孔18对工作腔6加注冷媒液氮；当通过铰链23翻动并闭合绝热储槽盖10时，工作腔6内的气体通过回气孔19回到缓冲腔5顶部气体空间，由顶部出气孔20回到大气，保证缓冲腔5和工作腔6内的压力恒定于大气压附近。当试验及储运完成后，工作腔6内的余液由第二低温阀17经第二输液管22流入液氮回收槽3。
冷冻及熏蒸配子的方法：
首先打开第一低温阀16，关闭第二低温阀17，经由液氮过滤器4的安全液氮通过第二低温阀16进入主液氮储槽2的缓冲腔5，利用连通器原理，液氮由底部连通孔18加注入工作腔6，这样进入工作腔6的液氮经过缓冲不会剧烈沸腾造成液面过渡波动，可减少对配子的伤害。工作腔6内液氮汽化而成的氮气通过回气孔19回流至缓冲腔5上部空间，并由出气孔20回到大气环境。通过连通孔18，液氮不断进入工作腔6，根据工作腔6内布置的四个不同高度的温度计12在显示面板13显示的温度信息，调节低温阀16，控制工作腔内液氮液面高度。当液氮面到达麦管内配子冷冻及冷冻管内配子熏蒸的高度时，关闭低温阀16。转动连接主液氮储槽2的铰链23，打开储槽绝热盖10，把装有配子的载体插入载体架11槽道或孔板内，合上绝热盖10。如此主液氮储槽2可作为一步熏蒸仪，对储存的配子进行冷冻及熏蒸。
运转配子的方法：
当配子已完成冷冻并转移至主液氮储槽2后，断开第一输液管21与液氮过滤器之间的活接头15，移动推车1至目标储存库，打开储槽绝热盖10，从配子载体架11取出配子。完成任务后打开第二低温阀17，余液流入液氮回收槽3，关闭第二低温阀17，断开第二输液管22即可拆卸液氮回收槽3。
本发明不局限于上述较佳具体实施方式，可因需求改变低温温度计位置及布置方式；若配子架为不同形式，可更换并调整配子载体架面板形式；主液氮储槽、储槽绝热盖和液氮回收槽的保温形式可为堆积绝热、高真空绝热或真空粉末绝热，均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，包括：移动推车、主液氮储槽、液氮回收槽、储槽绝热盖、低温阀门、低温管路、配子载体架、温度测量装置，其特征在于，所述的主液氮储槽分为缓冲腔和工作腔，来自液氮罐的医用液氮经过过滤器，由第一低温阀调控流量后进入主液氮储槽的缓冲腔，通过缓冲腔和工作腔之间的连通孔对所述的工作腔加注冷媒液氮，批量冷冻配子载体架上的独立配子，实现熏蒸冷冻后临时储存并运输至最终目标储存库，完成任务后的余液氮经低温阀流入液氮回收槽；
所述的主液氮储槽（2）由隔壁分为缓冲腔(5)和工作腔(6)，在缓冲腔(5)和工作腔(6)之间通过位于隔壁下部的连通孔(18)和隔壁上部的回气孔(19)相通，所述的缓冲腔(5)的顶部有出气孔（20），该缓冲腔(5)通过具有第一低温阀（16）的第一输液管（21）与液氮罐相连，所述的工作腔(6)具有储槽绝热盖（10），工作腔(6)内是配子载体架(11)，工作腔(6)通过具有第二低温阀(17)的第二输液管（22）与所述的液氮回收槽（3）相通。
2.根据权利要求1所述的液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，其特征在于所述的移动推车（1）有一个不锈钢柜架(7),在架上是主液氮储槽（2），架下设置液氮回收槽（3）。
3.根据权利要求1所述的液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，其特征在于：所述的主液氮储槽（2）四侧面及底面采用真空多层或聚氨酯绝热层保温，保证箱内部存放液氮时箱体外表面不结霜、不结露；所述的储槽绝热盖（10）采用聚氨酯绝热层保温，闭合时与所述的主液氮储槽(2)形成密闭空间。
4.根据权利要求1所述的液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，其特征在于：所述的缓冲腔（5）进液并利用连通器原理将液氮由底部连通孔送入工作腔避免液氮剧烈沸腾造成液面过渡波动，从而减小对配子的伤害。
5.根据权利要求1所述的液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，其特征在于：所述的配子载体架（11）由麦管架和冷冻管架组成，为槽道或孔板形式，适合批量冷冻，该配子载体架为四脚支撑型,采用螺栓调节高度，便于从工作腔(6)内取出和安装。
6.根据权利要求1所述的液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，其特征在于：所述的工作腔(6)的腔壁上自下而上设有多个低温温度计（12），以监测工作腔内的温度场，在所述的缓冲腔(5)的外壁面上设有温度显示面板（13），将工作腔内不同高度的温度显示在所述的温度显示面板（13）上。
7.根据权利要求1所述的液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，其特征在于：所述的第一低温阀（16）和液氮罐之间还有活接头（15）和液氮过滤器（4），所述的第一低温阀（16）根据温度显示面板的温度信息调节所述的液氮罐的液氮流量，控制工作腔（6）内液氮液面高度，所述的活接头（15）用于将一体化装置与所述的液氮罐连接或断开。
8.根据权利要求1所述的液氮熏蒸冷冻及储运配子的一体化装置，其特征在于：所述的液氮回收槽（3）采用聚氨酯绝热层保温，可回收余液，能从所述的移动推车（1）中取下，自由移动。
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