CN103704199A - 细胞冷冻盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于储存细胞进行冷冻的装置。一种细胞冷冻盒，包括底座和盖在底座上的上盖，所述底座的上端面设有连接孔，所述连接孔内容置有储热块，所述上盖的下端面设有可拔插连接在所述连接孔内的连接头，所述底座和上盖通过所述连接头配合连接孔连接在一起，所述底座和上盖由相同的绝热材料制作而成，所述储热块由金属材料制作而成，所述底座和上盖的连接处设有环绕在连接孔周围的细胞存放孔。本发明提供了一种无需添加液态缓冲介质的细胞冷冻容器，解决了现有的细胞冷冻容器需要添加液态缓存介质的问题。

Description

细胞冷冻盒

技术领域

    本发明涉及用于储存细胞进行冷冻的装置，尤其涉及一种细胞冷冻盒。

背景技术

对细胞进行冷冻时如果冷冻速率太快或太慢都会导致细胞失去活性，对大多数细胞进行冷冻时细胞的冷冻速率通常控制在以1℃/分钟的速率进行降温，但对不同的细胞进行冷冻时冷冻速冻也不尽一样。

目前公知的细胞冻存盒都是塑料外壳，内部以泡沫做衬垫，加入异丙醇做缓冲介质的结构。在中国专利申请号为2011104362120、公开日为2012年7月18日、名称为“一种多用途细胞冷冻及冻存后复苏容器”的专利文件中公开了一种细胞冷冻盒。现有的细胞冷冻盒存在以下不足：在超低温冰箱（通常为-80℃）中使用的时候如果直接用手接触容器，容易造成冻伤；异丙醇在使用中易挥发，要定期加入新的异丙醇方可继续使用，长期消耗的异丙醇造成了大量的资源浪费以及一定程度的污染。

发明内容

本发明提供了一种无需添加液态缓冲介质的细胞冷冻容器，解决了现有的细胞冷冻容器需要添加液态缓存介质的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种细胞冷冻盒，包括底座和盖在底座上的上盖，所述底座的上端面设有连接孔，所述连接孔内容置有储热块，所述上盖的下端面设有可拔插连接在所述连接孔内的连接头，所述底座和上盖通过所述连接头配合连接孔连接在一起，所述底座和上盖由相同的绝热材料制作而成，所述储热块由金属材料制作而成，所述底座和上盖的连接处设有环绕在连接孔周围的细胞存放孔。使用时细胞存放在细胞存放管中，再将细胞存放管一一对应地插在细胞存放孔中，然后将上盖盖到底座上，最后将本发明放到冰箱等冷冻设备中进行冷冻。通过控制底座、上盖的外观尺寸、形状、壁厚和储热块的大小来使细胞的冷冻速率符合要求。

作为优选，所述底座包括底座内芯和若干个仅上端敞开的依次套设在一起的筒状结构的底座套层，所述底座内芯穿设在所述底座套层中位于最内部的底座套层内，所述连接孔设置于所述底座内芯，所述上盖包括上盖内芯和若干个仅下端敞开的依次套设在一起的筒状结构的上盖套层，所述上盖内芯穿设在所述上盖套层中位于最内部的上盖套层内，所述连接头设置于所述上盖内芯。当存放降温速率不同的细胞进行冷冻时通过改变底座套层和上盖套层的数量来改变底座和上盖的厚度，使得降温速率符合要求。通用性好。

作为优选，所述底座套层的上端面设有环形卡槽，所述上盖套层的下端面设有环形卡舌，所述卡舌卡接在所述卡槽内。能够提高各套层之间的连接强度。

作为优选，所述细胞存放孔设置于所述底座内芯和上盖内芯的连接处。能够实现通过由外而内的方式改变套层的层数以改变底座和上盖的厚度来实现降温速率的改变，使得本发明始终保持在占用空间最小的状态。

本发明还包括真空泵、控制单元和检测细胞温度的温度传感器，所述细胞存放孔设有细胞存放管固定段和细胞存放管悬空段，所述真空泵的进口和所述细胞存放管悬空段对接在一起，所述控制单元用于根据温度检测传感器检测到的细胞的实时温度计算出实际的细胞温度变化速率、并通过真空泵对细胞存放管悬空段进行抽真空以改变实际的细胞温度变化速率、使得实际的细胞温度变化速率同设定的细胞温度变化速率一致。能够在由于制作误差、使用时材料的变性等原因导致实际的降温速率和设定（要求）的降温速率不一致时，实现自动调整到实际降温速率同设定的降温速率一致。降低了对制作精度的要求，使得制作时的方便性和良品率提高，同时能够延长使用寿命。

本发明还包括平移机构，所述细胞存放管固定段和所述平移机构连接在一起，所述控制单元还用于通过所述平移机构驱动所述细胞存放管固定段沿底座的径向在所述细胞存放管悬空段内平移以改变实际的细胞温度变化速率、使得实际的细胞温度变化速率同设定的细胞温度变化速率一致。能够更加可靠地使得实际降温速率和设定降温速率保持一致。

作为优选，所述细胞存放孔包括底座段和上盖段，所述底座段的深度小于细胞存放管的长度。将细胞存放管从细胞存放孔中取出时方便。

作为优选，所述底座和上盖的连接处的外周缘设有环形附着槽。开启上盖的过程中，便于手指上的肌肉变形而扣到附着槽中而进行用力，而且环形设计无需选择手指捏持本发明的方向。开启上盖时方便且省力。

作为优选，所述底座和上盖的连接处设有凹陷结构的细胞存放孔序位标识。便于获知细胞存放管的存放位置。凹陷结构使得细胞存放孔序位标识不容易被磨灭掉。不会影响上盖和底座之间的正常连接且制作方便。

作为优选，所述细胞存放孔序位标识设置于所述底座的上端面，细胞存放孔序位标识和对应的细胞存放孔沿底座的径向分布。不容易混淆细胞存放孔和标识的对应关系。

作为优选，所述底座段和细胞存放管之间为过盈配合，所述上盖段和细胞存放管之间为间隙配合。能够使得移走上盖时，细胞存放管是连接在底座段中，起到防止开启上盖时细胞存放管随同上盖一起移离底座，导致细胞存放管产生意外掉落损坏、以及将存放管和存放孔的对应关系弄混。

作为优选，所述底座、上盖、连接孔、连接头和蓄热块五者都为圆形且同轴，所有的所述细胞存放孔均匀分布于同一以连接孔轴线为轴的圆周上。能够使得存放在各个细胞存放孔中的细胞被冷冻时的温度降低速率的一致性好。。

作为优选，所述附着槽由设置在底座上端的底座部倒角和设置在上盖下端的上盖部倒角围成。能够提高使用时的舒适性，不会对手指造成刺痛感。

作为优选，所述储热块和所述连接孔之通过紧配合的方式连接在一起，所述聚能块为环形结构。通过紧配合进行连接，既便于控制冷冻速率、又无需胶进行粘结，不用胶粘结则环保性好；环形设计提高了装配时的方便性。

作为优选，所述聚能块内周面的下端设有倒角面，所述倒角面上设有沿聚能块周向延伸的环形拆卸槽。拆卸聚能块时方便。

本发明具有下述优点：无需添加液态缓存介质，无污染，无损耗，环保节能；上盖和底座都用绝热材料制作，低温情况下可直接用手接触；使用方便，重量轻；底座和上盖由同样的材料制作，选材制作时方便；设置储热块，能够缓冲温度变化；底座和上盖通过同样的材料制作并配合设置储热块，能方便快速地通过试验获知同所需要冷冻速率对应的底座和上盖的尺寸形状。

附图说明

图1为本发明实施例一的轴向剖视图。

图2为实施例一中的底座的俯视示意图。

图3为实施例一的使用状态示意图。

图4为本发明实施例二的示意图。

图5为图4的A处的放大示意图。

图6为本发明实施例三的示意图。

图7为实施例三的使用状态示意图。

图中：底座1、连接孔11、细胞存放孔序位标识12、底座内芯13、底座套层14、卡槽15、上盖2、连接头21、上盖内芯22、上盖套层23、卡舌24、储热块3、倒角面31、拆卸槽32、细胞存放孔4、底座段41、上盖段42、细胞存放管固定段43、细胞存放管悬空段44、气管45、控制阀46、温度传感器47、附着槽5、底座部倒角51、上盖部倒角52、细胞存放管6、真空泵7、平移机构8、推杆81、偏心轮82、偏心轮的转轴821、驱动电机83、控制单元9、底座段的深度H1、细胞存放管的长度H2。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

参见图1，一种细胞冷冻容器，包括底座1、上盖2、储热块3和若干细胞存放孔4。

底座1为圆形。底座1由绝热材料制作而成。底座1上端面设有连接孔11。连接孔11为圆形。连接孔11和底座1同轴。底座1上端面的外缘设有底座部倒角51。

上盖2为圆形。上盖2和底座1同轴。上盖2由绝热材料制作而成。制作上盖2的材料和制作底座1的材料相同。上盖的2下端面设有连接头21。连接头21为圆形。连接头21和上盖2同轴。上盖2下端面的外缘设有上盖部倒角52。

底座1和上盖2通过连接头21以过渡配合的方式可拔插地插在连接孔11内而连接在一起。底座部倒角51和上盖部倒角52围成环形附着槽5。

储热块3由金属材料制作而成。储热块3为环形结构。储热块3通过紧配合的方式安装在连接孔11内。储热块3和连接孔11同轴。储热块3内周面的下端设有倒角面31。倒角面31上设有环形拆卸槽32。安装储热块的过程为：用手指穿过储热块3的内孔抓住储热块3，然后下压储热块3，使得储热块3下降到连接孔11中且不会产生弯斜。取出储热块时，通过钩子钩在拆卸槽32中上拉储热块3即可。

细胞存放孔4包括底座段41和上盖段42。底座段41设置于底座1的上端面。上盖段42设置于上盖的下端面。细胞存放孔4的轴线和连接孔11的轴线平行。

参见图2，细胞存放孔4为12个。所有的细胞存放孔4均匀分布于同一以连接孔11轴线为轴的圆周上。底座1上端面设有细胞存放孔序位标识12。细胞存放孔序位标识12为内陷于底座上端面的阿拉伯数字。细胞存放孔序位标识12和对应的细胞存放孔4沿底座1的径向分布。

参见图3，底座段的深度H1小于细胞存放管的长度H2且大于细胞存放管长度H2的二分之一。本实施例中底座段的深度H1为细胞存放管的长度H2的三分之二。底座段41和细胞存放管6之间为过盈配合。上盖段42和细胞存放管6之间为间隙配合。

参见图1、图2和图3，使用时，将细胞放置在细胞存放管6中，然后将细胞存放管6一一对应地插在底座段41内，并通过细胞存放孔序位标识12记下细胞存放管6和细胞存放孔4的对应关系，然后使细胞存放管6的上端同上盖段42对齐、连接头21和连接孔11对齐，对向挤压上盖2和底座1到上盖2的下端面和底座1的上端面抵紧在一起，将本发明放到低温冰箱内对存在细胞存放管6中的细胞进行冷冻。冷冻时细胞的降温速率为1℃/分钟。

实施例二，参见图4，同所述例一的不同之处为：底座1包括底座内芯13和三个底座套层14。底座套层14为仅上端敞开的筒状结构。三个底座套层14依次套设在一起。底座内芯13穿设在三个底座套层14中位于最内层的底座套层内。连接孔11设置在底座内芯13的上端面。底座段41设置中底座内芯13的上端面。细胞存放孔序位标识设在底座内芯13的上端面。上盖2包括上盖内芯22和3个上盖套层23。上盖套层23为仅下端敞开的筒状结构。底座套层23依次套设在一起。上盖内芯22穿设在3个上盖套层23中位于最内部的上盖套层内。连接头21设置于上盖内芯22的下端面。

参见图5，底座套层14的上端部设有环形卡槽15。上盖套层23的下端部设有环形卡舌24。卡舌24一一对应地卡接在卡槽15内。每一个底座套层14的上端面的外缘和底座内芯13的上端面的外缘都设有底座部倒角51，每一个上盖套层23的下端面的外缘和上盖内芯22的下端面的外缘都设有上盖部倒角52，使得底座内芯和上盖内芯的连接处的外周缘、以及每一个底座套层14和对应的上盖套层23的连接处的外周缘都形成环形附着槽5。

使用时，根据细胞冷冻降温速率的需要，通过改变底座套层和上盖套层的层数来实现冷冻降温速率的改变，使得本发明能够用于储存不同降温速率要求的细胞进行冷冻。

实施例三，同实施例二的不同之处为：底座套层和上盖套层都只有一层。

参见图6，还包括真空泵7、平移机构8和控制单元9。

细胞存放孔4包括细胞存放管固定段43和细胞存放管悬空段44。细胞存放管悬空段44由底座段41和上盖段42构成。细胞存放管固定段43位于底座段41内。

真空泵7位于连接孔11中。底座段41通过气管45和真空泵的进口71连接在一起。气管45上设有控制阀46。控制阀46用于控制气管45的通断。本实施例中为所有的细胞存放孔4共用一个真空泵，显然每一个细胞存放孔单独使用一个真空本也是可以的，只是结构紧凑性会较差且成本较高。底座段41的壁上设有温度传感器47。温度传感器47为红外测温传感器。

平移机构8的数量和细胞存放孔4的数量相同。平移机构8包括推杆81、偏心轮82和驱动电机83。推杆81的一端和细胞存放管固定段43固接在一起、另一端抵接在偏心轮82的周面上。偏心轮82位于连接孔11中。偏心轮的转轴821和驱动电机83的动力输出轴连接在一起。驱动电机83位于连接孔11中。本实施例中为每一个平移机构8各设置一个驱动电机，这样连接传动时方便，当然所有的平移机构共用一个驱动电机，通过齿轮箱进行动力分配和离合器进行耦合也是可以的。

控制单元9设置在连接孔11中。温度传感器47、真空泵7、控制阀46和驱动电机83都和控制单元9电连接在一起。

参见图7，使用时，将细胞存放管6插在细胞存放管固定段43内而同本发明连接在一起，细胞存放管6位于细胞存放固定段外的部分都是悬空在细胞存放管悬空段44内的。根据细胞冷冻降温速率的需要，在底座内芯13上保留对应层数的底座套层和在上盖内芯22上保留对应层数的上盖套层。将所需要的细胞冷冻降温速率（即设定的细胞温度变化速率）输入到控制单元9中。在冷冻过程中，温度传感器47将细胞存放管7的实时温度也即细胞的实时温度输送给控制单元9，控制单元9计算出实际的细胞温度变化速率也即实际的降温速率。控制单元9通过平移机构8驱动细胞存放管固定段43沿底座内芯13的径向在细胞存放管悬空段44内平移以改变实际的细胞温度变化速率、使得实际的细胞温度变化速率同设定的细胞温度变化速率一致。如果仅通过平移不能够达到要求，则控制单元再通过真空泵7对细胞存放管悬空段44进行抽真空以改变实际的细胞温度变化速率、使得实际的细胞温度变化速率同设定的细胞温度变化速率一致。当然也可以先采用抽真空进行调整然后通过平移进行调整，或两种方式交错进行。

Claims (10)

1.一种细胞冷冻盒，其特征在于，包括底座和盖在底座上的上盖，所述底座的上端面设有连接孔，所述连接孔内容置有储热块，所述上盖的下端面设有可拔插连接在所述连接孔内的连接头，所述底座和上盖通过所述连接头配合连接孔连接在一起，所述底座和上盖由相同的绝热材料制作而成，所述储热块由金属材料制作而成，所述底座和上盖的连接处设有环绕在连接孔周围的细胞存放孔。

2.根据权利要求1所述的细胞冷冻盒，其特征在于，所述底座包括底座内芯和若干个仅上端敞开的依次套设在一起的筒状结构的底座套层，所述底座内芯穿设在所述底座套层中位于最内部的底座套层内，所述连接孔设置于所述底座内芯，所述上盖包括上盖内芯和若干个仅下端敞开的依次套设在一起的筒状结构的上盖套层，所述上盖内芯穿设在所述上盖套层中位于最内部的上盖套层内，所述连接头设置于所述上盖内芯。

3.根据权利要求2所述的细胞冷冻盒，其特征在于，所述底座套层的上端面设有环形卡槽，所述上盖套层的下端面设有环形卡舌，所述卡舌卡接在所述卡槽内。

4.根据权利要求2或3所述的细胞冷冻盒，其特征在于，所述细胞存放孔设置于所述底座内芯和上盖内芯的连接处。

5.根据权利要求1或2或3所述的细胞冷冻盒，其特征在于，还包括真空泵、控制单元和检测细胞温度的温度传感器，所述细胞存放孔设有细胞存放管固定段和细胞存放管悬空段，所述真空泵的进口和所述细胞存放管悬空段对接在一起，所述控制单元用于根据温度检测传感器检测到的细胞的实时温度计算出实际的细胞温度变化速率、并通过真空泵对细胞存放管悬空段进行抽真空以改变实际的细胞温度变化速率、使得实际的细胞温度变化速率同设定的细胞温度变化速率一致。

6.根据权利要求5所述的细胞冷冻盒，其特征在于，还包括平移机构，所述细胞存放管固定段和所述平移机构连接在一起，所述控制单元还用于通过所述平移机构驱动所述细胞存放管固定段沿底座的径向在所述细胞存放管悬空段内平移以改变实际的细胞温度变化速率、使得实际的细胞温度变化速率同设定的细胞温度变化速率一致。

7.根据权利要求1或2或3所述的细胞冷冻盒，其特征在于，所述细胞存放孔包括底座段和上盖段，所述底座段的深度小于细胞存放管的长度。

8.根据权利要求1或2或3所述的细胞冷冻盒，其特征在于，所述底座和上盖的连接处的外周缘设有环形附着槽。

9.根据权利要求1或2或3所述的细胞冷冻盒，其特征在于，所述底座和上盖的连接处设有凹陷结构的细胞存放孔序位标识。

10.根据权利要求9所述的细胞冷冻盒，其特征在于，所述细胞存放孔序位标识设置于所述底座的上端面，细胞存放孔序位标识和对应的细胞存放孔沿底座的径向分布。

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