CN102726368A - 一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置 - Google Patents

一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102726368A
CN102726368A CN2012102046585A CN201210204658A CN102726368A CN 102726368 A CN102726368 A CN 102726368A CN 2012102046585 A CN2012102046585 A CN 2012102046585A CN 201210204658 A CN201210204658 A CN 201210204658A CN 102726368 A CN102726368 A CN 102726368A
Authority
CN
China
Prior art keywords
constant flow
conductivity meter
flow pump
low
shuttle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102046585A
Other languages
English (en)
Inventor
张绍志
虞效益
陈光明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN2012102046585A priority Critical patent/CN102726368A/zh
Publication of CN102726368A publication Critical patent/CN102726368A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置。该装置由溶液储罐、恒流泵、电导率计、样品容器、样品容器座、渗析膜、制冷装置、加热装置、可编程控制器等组成。两个恒流泵控制注入样品容器的低温保存液的浓度，低温保存液在进入样品容器之前被制冷装置冷却，可编程控制器根据电导率计测得的浓度信号控制恒流泵的开关及转速，根据温度传感器测得的温度信号控制加热装置提供的加热量和电磁阀的开关频率，从而使得低温保存液始终不发生冻结。渗析膜用于防止细胞等小体积样品随低温保存液排出。本发明可用于低温保存生物材料。

Description

一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置
技术领域
本发明涉及一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置。
背景技术
对于人体细胞和组织的保存，冷却是必要措施。为了建立库存，一般需要-80℃以下的低温保存，而-196℃的液氮温度保存可以提供几乎无限长的保存期。到目前为止,人们已经能够成功地保存多种有用的人体细胞和薄层组织（如精子、卵子、血液、胰岛细胞﹑骨髓﹑皮肤﹑角膜﹑血管及心脏瓣膜等），这些保存技术给人们带来的好处是众所周知的。另外,在濒危动植物的保存﹑动植物优良品种的推广﹑菌株和微生物的保存方面，低温保存都有着广泛的应用。
为了避免生物材料在低温保存过程中受到伤害，添加低温保护剂（如甘油、二甲亚砜等）是必要的，但同时低温保护剂对生物材料也具有毒性作用，这种毒性作用与温度、浓度和时间等因素有关，温度越高、浓度越大、时间越长，毒性越大。玻璃化法是低温保存生物材料的有效方法，为了在降温过程中实现玻璃化和在复温过程中避免反玻璃化，往往需添加高浓度的低温保护剂。为了减小生物材料在高浓度低温保护剂下受到的毒性损伤，可利用低温保护剂毒性随温度降低而减小的特点，采取边降温边加载低温保护剂、边升温边洗脱低温保护剂的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置。
低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置包括样品容器座、第一电加热器、第二电加热器、冷却盘管、样品容器、温度传感器、渗析膜、换热器、液氮罐、安全阀、第一恒流泵、第二恒流泵、第三恒流泵、第一电导率计、第二电导率计、第一溶液储罐、第二溶液储罐、可控硅电路、可编程控制器、电磁阀、压力表、进液管、排液管；液氮罐顶端设有安全阀、压力表，液氮罐底部设有第二电加热器，样品容器外设有第一电加热器、冷却盘管、样品容器座，第一溶液储罐经第一恒流泵与第一电导率计入口相连，第二溶液储罐经第二恒流泵与第一电导率计入口相连，第一电导率计出口、换热器、进液管与样品容器相连，液氮罐、电磁阀、换热器、冷却盘管顺次相连，第三恒流泵、第二电导率计、排液管与样品容器相连，排液管端部设有渗析膜，样品容器内设有温度传感器，可控硅电路与第一电加热器、第二电加热器相连，可编程控制器与第一恒流泵、第二恒流泵、第三恒流泵、第一电导率计、第二电导率计、温度传感器、电磁阀相连，可控硅电路与可编程控制器相连。
本发明通过边降温边提高低温保存液浓度，以及边升温边降低低温保存液浓度的方法来减小低温保护剂对生物材料的毒性，从而提高保存后生物材料的活性。
本发明通过一个自动控温装置，一方面使低温保护剂溶液在注入样品容器前降至设定温度，另一方面使样品容器内的低温保存液维持在设定温度。
本发明通过可编程控制器、恒流泵、电导率计来控制低温保存液注入样品容器的量和浓度。
本发明通过在低温保存液排出管端部安装一个渗析膜来防止细胞等小体积样品随低温保存液一起排出。
本发明通过样品容器与样品容器座分离的设计使处理完后的生物样品便于转移。
附图说明
附图是低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置结构示意图，图中：样品容器座1、第一电加热器2-1、第二电加热器2-2、冷却盘管3、样品容器4、温度传感器5、渗析膜6、换热器7、液氮罐8、安全阀9、第一恒流泵10-1、第二恒流泵10-2、第三恒流泵10-3、第一电导率计11-1、第二电导率计11-2、第一溶液储罐12-1、第二溶液储罐12-2、可控硅电路13、可编程控制器14、电磁阀15、压力表16、进液管17、排液管18。
具体实施方式
如附图所示，低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置包括样品容器座1、第一电加热器2-1、第二电加热器2-2、冷却盘管3、样品容器4、温度传感器5、渗析膜6、换热器7、液氮罐8、安全阀9、第一恒流泵10-1、第二恒流泵10-2、第三恒流泵10-3、第一电导率计11-1、第二电导率计11-2、第一溶液储罐12-1、第二溶液储罐12-2、可控硅电路13、可编程控制器14、电磁阀15、压力表16、进液管17、排液管18；液氮罐8顶端设有安全阀9、压力表16，液氮罐8底部设有第二电加热器2-2，样品容器4外设有第一电加热器2-1、冷却盘管3、样品容器座1，第一溶液储罐12-1经第一恒流泵10-1与第一电导率计11-1入口相连，第二溶液储罐12-2经第二恒流泵10-2与第一电导率计11-1入口相连，第一电导率计11-1出口、换热器7、进液管17与样品容器4相连，液氮罐8、电磁阀15、换热器7、冷却盘管3顺次相连，第三恒流泵10-3、第二电导率计11-2、排液管17与样品容器4相连，排液管17端部设有渗析膜6，样品容器4内设有温度传感器5，可控硅电路13与第一电加热器2-1、第二电加热器2-2相连，可编程控制器14与第一恒流泵10-1、第二恒流泵10-2、第三恒流泵10-3、第一电导率计11-1、第二电导率计11-2、温度传感器5、电磁阀15相连，可控硅电路13与可编程控制器14相连。
本发明主要由三部分组成：溶液温度控制、溶液浓度控制和溶液注入排出。溶液温度控制部分的作用是使温度按照设定的温度下降，包括样品容器座、液氮罐、换热器、冷却盘管、电加热器以及相应的控制元件（可控硅电路、可编程控制器）。溶液浓度控制部分的作用是使浓度按照设定规律上升，包括溶液储罐、恒流泵、电导率计以及相应的控制元件。溶液注入排出部分由渗析膜、恒流泵、电导率计、进液管和排液管组成。溶液温度和浓度的控制算法的实施通过可编程控制器。
对生物材料进行低温保护剂加载处理之前，首先需要知道所采用的低温保存液（低温保存液简化成为含低温保护剂、水和氯化钠的三元溶液）的浓度与其冻结点温度的关系。
进行低温保存液程控冷却加载的工作过程如下所述。利用第二电加热器对液氮罐内的液氮进行加热，使液氮罐内压力增至一定大小，足以把液氮压出。低温保存液通过换热器被液氮冷却，并进入到样品容器中。温度传感器检测溶液温度，传感信号进入可编程控制器转化为数值，与预设温度进行比较，其偏差用PID算法处理，可编程控制器根据处理结果输出电压信号到可控硅电路和电磁阀，控制电磁阀的开关频率。冷却盘管和第一电加热器的作用是维持已冷却的低温保存液在所需的温度。第一溶液储罐中装有生理溶液，第二溶液储罐中装有高浓度的低温保存液。溶液的浓度通过两个恒流泵的转速大小及开关来控制。两股溶液混合后经过电导率计，电导率计检测溶液的浓度，把信号传送给可编程控制器转化为数值，与预设浓度进行比较，可编程控制器根据处理结果输出信号到第一恒流泵和第二恒流泵，控制两者的转速及开关。当样品在某一溶液浓度处理完毕后由第三恒流泵排出，排液管的端部安装了一层渗析膜，当所处理的生物材料为细胞时，可以保证细胞不随同溶液一起被排出。同时在溶液排出管路上安装了一个电导率计用于检测排出液的浓度。如此重复进行，可按特定的温度降低、浓度升高程序，把生物材料降至所需温度，同时生物材料内低温保存液又达到所需浓度，而且整个过程没有冰晶形成。生物材料处理完毕后，可把样品容器取出，转移至低温冰箱或液氮中保存。进行低温保存液程控复温洗脱的工作过程与上述基本相同，不同之处在于：把样品容器放入到样品容器座上，并按照特定的温度升高、浓度降低程序，把生物材料升至所需温度，同时生物材料内的低温保护剂完全洗脱掉，整个过程不产生冰晶。

Claims (1)

1.一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置，其特征在于：包括样品容器座（1）、第一电加热器（2-1）、第二电加热器（2-2）、冷却盘管（3）、样品容器（4）、温度传感器（5）、渗析膜（6）、换热器（7）、液氮罐（8）、安全阀（9）、第一恒流泵（10-1）、第二恒流泵（10-2）、第三恒流泵（10-3）、第一电导率计（11-1）、第二电导率计（11-2）、第一溶液储罐（12-1）、第二溶液储罐（12-2）、可控硅电路（13）、可编程控制器（14）、电磁阀（15）、压力表（16）、进液管（17）、排液管（18）；液氮罐（8）顶端设有安全阀（9）、压力表（16），液氮罐（8）底部设有第二电加热器（2-2），样品容器（4）外设有第一电加热器（2-1）、冷却盘管（3）、样品容器座（1），第一溶液储罐（12-1）经第一恒流泵（10-1）与第一电导率计（11-1）入口相连，第二溶液储罐（12-2）经第二恒流泵（10-2）与第一电导率计（11-1）入口相连，第一电导率计（11-1）出口、换热器（7）、进液管（17）与样品容器（4）相连，液氮罐（8）、电磁阀（15）、换热器（7）、冷却盘管（3）顺次相连，第三恒流泵（10-3）、第二电导率计（11-2）、排液管（17）与样品容器（4）相连，排液管（17）端部设有渗析膜（6），样品容器（4）内设有温度传感器（5），可控硅电路（13）与第一电加热器（2-1）、第二电加热器（2-2）相连，可编程控制器（14）与第一恒流泵（10-1）、第二恒流泵（10-2）、第三恒流泵（10-3）、第一电导率计（11-1）、第二电导率计（11-2）、温度传感器（5）、电磁阀（15）相连，可控硅电路（13）与可编程控制器（14）相连。
CN2012102046585A 2012-06-20 2012-06-20 一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置 Pending CN102726368A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102046585A CN102726368A (zh) 2012-06-20 2012-06-20 一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102046585A CN102726368A (zh) 2012-06-20 2012-06-20 一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102726368A true CN102726368A (zh) 2012-10-17

Family

ID=46983255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102046585A Pending CN102726368A (zh) 2012-06-20 2012-06-20 一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102726368A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103823497A (zh) * 2014-03-04 2014-05-28 浙江大学宁波理工学院 低温保护剂溶液处理生物组织在线监测并控制装置
CN103823025A (zh) * 2014-03-04 2014-05-28 浙江大学宁波理工学院 用于细胞的抗冻剂溶液加入或取出程序筛选装置
CN104986446A (zh) * 2015-05-29 2015-10-21 浙江省医疗器械研究所 一种自动化生物低温保存装置
CN105532638A (zh) * 2014-10-28 2016-05-04 无锡灵锡医疗器械科技有限公司 一种用于低温保存生物材料的仪器装置
CN106839576A (zh) * 2017-02-08 2017-06-13 上海原能细胞医学技术有限公司 制冷装置
CN109490636A (zh) * 2018-12-26 2019-03-19 吴小峰 一种溶液冻结及融化过程的电导率变化测试仪
CN109490636B (zh) * 2018-12-26 2024-04-26 上海简逸生物科技有限公司 一种溶液冻结及融化过程的电导率变化测试仪

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101173834A (zh) * 2007-09-28 2008-05-07 浙江大学 用于玻璃化保存的低温保护剂溶液程控冷却装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101173834A (zh) * 2007-09-28 2008-05-07 浙江大学 用于玻璃化保存的低温保护剂溶液程控冷却装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史英: "生物材料低温保存设备的研究", 《低温与超导》, vol. 33, no. 3, 31 August 2005 (2005-08-31) *
杨戈: "新型低温保存装置性能的实验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》, vol. 33, no. 3, 15 March 2012 (2012-03-15), pages 028 - 116 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103823497A (zh) * 2014-03-04 2014-05-28 浙江大学宁波理工学院 低温保护剂溶液处理生物组织在线监测并控制装置
CN103823025A (zh) * 2014-03-04 2014-05-28 浙江大学宁波理工学院 用于细胞的抗冻剂溶液加入或取出程序筛选装置
CN103823497B (zh) * 2014-03-04 2016-02-10 浙江大学宁波理工学院 低温保护剂溶液处理生物组织在线监测并控制装置
CN103823025B (zh) * 2014-03-04 2016-02-10 浙江大学宁波理工学院 用于细胞的抗冻剂溶液加入或取出程序筛选装置
CN105532638A (zh) * 2014-10-28 2016-05-04 无锡灵锡医疗器械科技有限公司 一种用于低温保存生物材料的仪器装置
CN105532638B (zh) * 2014-10-28 2017-10-13 孙文全 一种用于低温保存生物材料的仪器装置
CN104986446A (zh) * 2015-05-29 2015-10-21 浙江省医疗器械研究所 一种自动化生物低温保存装置
CN106839576A (zh) * 2017-02-08 2017-06-13 上海原能细胞医学技术有限公司 制冷装置
CN109490636A (zh) * 2018-12-26 2019-03-19 吴小峰 一种溶液冻结及融化过程的电导率变化测试仪
CN109490636B (zh) * 2018-12-26 2024-04-26 上海简逸生物科技有限公司 一种溶液冻结及融化过程的电导率变化测试仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102726368A (zh) 一种低温保存液程控冷却加载以及复温洗脱装置
US6519954B1 (en) Cryogenic preservation of biologically active material using high temperature freezing
AU2001268359A1 (en) High temperature cryogenic preservation of biologically active material
CN101088511B (zh) 鱼类精子超低温冷冻保存简易方法
CN203952247U (zh) 生物材料低温保存用装置
CN113424002B (zh) 冷冻生物产品的方法和装置
CN102538340A (zh) 冰箱及该冰箱的速冻方法
CN105532638A (zh) 一种用于低温保存生物材料的仪器装置
CN204404536U (zh) 一种牛血清解冻装置
CN100434847C (zh) 快速冷冻-解冻的循环器
CN111841680B (zh) 一种恒温槽及其控制方法
JPS6156201B2 (zh)
CN204482835U (zh) 新型人体冷藏、冷冻装置
CN2810088Y (zh) 恒温循环解冻箱
CN108870829A (zh) 一种冷冻保鲜装置及控制方法
WO2022150870A1 (en) Method and apparatus for preservation of biological material
CN209073328U (zh) 一种胎盘造血干细胞冻存液输注温控袋
CN104222067B (zh) 一种血小板保存液
CN117321366A (zh) 生物材料的保存方法和装置
Aggarwal et al. Measurement of hydraulic permeability in human keratinocytes at subzero temperatures
Chang et al. The effects of cryoprotective agent on the viability of cryopreserved skin
CN113892578A (zh) 一种基于多项式插值算法的保鲜解冻方法
CN107712555A (zh) 一种食品保鲜的闪冻液及分级冷冻装置
JP2007119372A (ja) 抜歯体の凍結保存方法
UA72374A (en) Method for vitrification of oocytes and embryos of mammals in ultrahigh heat exchange rates

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121017