CN105966769A - 样品转移箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生化、药学及医药相关实验技术领域，公开了一种样品转移箱，包括箱体，设置于所述箱体内的加热机构，还有设于所述加热机构的加热区域的支撑平台。所述支撑平台上设有N个用于放置样品管的样品槽孔，其中，所述N为自然数，所述加热机构用于保持所述样品管的温度。该样品转移箱一方面能够防止因温度变化引起的药物析出,进而导致的质量浓度变化，保证实验结果的精确度；另一方面为细胞房、动物房或有局限性的空间内进行温育试验带来极大的可操作性、方便性和灵活性，具有省时、省力等优点，为试验的顺利开展提供必要的保障。

Description

样品转移箱

技术领域

本发明涉及生化、药学及医药相关实验领域，特别涉及一种样品转移箱。

背景技术

在生化、药学及医药相关实验过程中，实验温度或环境温度对一些特殊的样品制备及实验结果具有显著的影响。

例如，药物的平衡溶解度实验通常在37摄氏度的水浴中进行,待达到溶解平衡后将样品从水浴中取出,然后进行离心、吸取上清液和进样测定等系列处理工作。由于药物的溶解度受温度动力学影响，当温度降低时，药物从溶剂中析出，引起质量浓度的改变，最终影响平衡溶解度测定结果的准确性(样品从水浴中取出至样品处理的这段时间过程内其温度受室温影响而发生变化，通常表现为温度下降)，这种影响在寒冷的冬季尤为明显。又如，自组装纳米纳米递药系统(如脂质体、胶束等)的主动载药过程以及后插入功能性膜材料等过程通常需要在水浴中温育(如55摄氏度，10分钟),以确保高的载药量以及有效的插入效率。由于其后续的体内外评价试验又通常要求该递药系统临用前配制，因此通常要求该温育过程必须在细胞房、动物房或有局限性的空间内进行。

然而，本发明的发明人发现，普通的水浴装置不仅大型、笨重、难以移动，而且其频繁进出易对细胞房或动物房的无菌或洁净度管理带来不必要的麻烦。而传统的保温箱通常是利用保温材料被动保温的，在从水浴中取出样品置于保温箱时，样品管与保温箱接触的同时发生的热交换就足以使药物析出，影响实验结果。因此传统的保温箱难以满足对这些具有较高温度敏感性样品的转移需求，也难以满足对样品的临时存放，还有孵育及温育实验的操作需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种样品转移箱，该样品转移箱一方面能够防止因温度变化引起的药物析出,进而导致的质量浓度变化，保证实验结果的精确度，另一方面为细胞房、动物房或有局限性的空间内进行温育试验带来极大的可操作性、方便性和灵活性，具有省时、省力等优点，为试验的顺利开展提供必要的保障。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种样品转移箱，包括箱体，设置于箱体内的加热机构，还有设于加热机构的加热区域的支撑平台。支撑平台上设有N个用于放置样品管的样品槽孔，其中，N为自然数，加热机构用于保持样品管的温度。

相对于现有技术而言，本发明通过在样品转移箱内设置加热机构，利用加热机构对样品转移箱的内部进行预热和持续保温，以此使得样品管的温度得以保持。在配合使用现有技术中的被动保温材料的前提下，本发明能够有效防止热量的散失，防止因温度变化引起的药物析出和质量浓度变化，因此能够维持更长的保温时间，保证实验结果的精确度。而且，本发明还能够使转移操作可以更加从容地进行，为细胞房、动物房或有局限性的空间内进行的温育试验带来极大的可操作性、方便性和灵活性，为试验的顺利开展提供必要的保障。

作为优选，支撑平台包括导热板和与导热板通过若干根导热柱相连接的承托板。导热板贴附于加热机构的加热表面，承托板与导热板间隔设置，样品槽孔位于承托板上，并且，导热柱分散设置于样品槽孔之间。相比于仅依赖热辐射来传递热量而言，利用与加热表面相贴合的导热板，以及连接导热板和承托板之间的导热柱来传导热量，可以使得热量能够被更高效地传递至承托板上，在节约能耗的同时，与样品管间隔设置的导热柱也能够更好地维持样品管的温度。

进一步地，作为优选，承托板上设有与导热柱相配合的安装孔，承托板通过安装孔同导热柱可拆卸连接。当承托板可拆卸地连接在导热柱上时，可以通过更换具有不同直径的样品槽孔的承托板，来适应不同大小的样品管。由于无需拆换整个支撑平台，因此能够大幅度节约成本，提高样品转移箱的泛用性。

另外，作为优选，支撑平台的表面上不与样品管和加热表面相接触的部位涂敷有用于防止热量流失的隔热涂层。由于加热板的功率较大，样品转移箱难以利用电池供电，因此，持续的保温措施是必要的。利用隔热涂层可以有效防止因热辐射引起的热量散失，延长保温时间。

此外，作为优选，承托板内设有保温腔体，保温腔体内加注有保温液，保温液用于稳定支撑平台的温度。其中，保温液可以是水、导热油或者其它比热容较大的物质。相比于单一材质的承托板而言，在承托板内设置保温液可以有效提高承托板的储热能力，延长承托板的保温时间。

进一步地，作为优选，导热板和承托板通过导热柱固定连接。导热板内还设有导热腔体，导热柱内设有连接腔体，导热腔体和保温腔体通过连接腔体相连通，保温液加注于导热腔体内。加热板加热并气化位于导热腔体内的保温液，所生成的气体通过连接腔体进入保温腔体，重新冷凝并形成保温液。由于相比于常规采用的金属材质的支撑平台而言，保温液具有更好的储热能力，因此利用加热位于导热腔体内的保温液所产生的蒸汽来调节支撑平台的温度，可以提高样品转移箱的保温性能。

更进一步地，作为优选，连接腔体内还设有单向阀，单向阀用于循环保温液。单向阀能够使得保温液的气—液循环单向进行，防止气体对冲。因此能够更快地升高承托板的温度，并延缓承托板的降温速度。

进一步来说，作为优选，保温液的沸点大于或等于零摄氏度且小于或等于100摄氏度。例如，通常而言，在进行药物平衡溶解度测定时，样品管的需求温度通常维持在37摄氏度左右即可；而自组装纳米纳米递药系统(如脂质体、胶束等)的主动载药过程以及后插入功能性膜材料等过程的温育温度通常为55摄氏度。因此，采用沸点低于或接近100摄氏度的保温液，可以防止过热导致的样品析出。

更进一步地，作为优选，保温液为CFC-11、HCFC-141b、HFC-245fa或其混合物。这几种热循环介质的沸点都接近室温，并且具有良好的稳定性。或者，当需要接近100摄氏度的沸点时，保温液也可以为水。

另外，作为优选，样品转移箱还可以包括保温衬垫，保温衬垫上设有与样品槽孔数量相同的样品限位孔，样品限位孔的直径小于样品槽孔的直径。保温衬垫可拆卸地覆盖于承托板上，且样品限位孔与样品槽孔一一对应。由于保温腔体和连接腔体的存在，承托板难以直接制成可拆卸式的。而通过设置了样品限位孔的保温衬垫时，则仅需更换对应不同大小的样品管的不同直径的保温衬垫，即可适应。同样的，由于无需拆换整个支撑平台，因此能够大幅度节约成本，提高样品转移箱的泛用性。

附图说明

图1是本发明第一实施方式样品转移箱的立体示意图；

图2是本发明第一实施方式样品转移箱在样品槽孔所在位置的剖面示意图；

图3是本发明第二实施方式样品转移箱在样品槽孔所在位置的剖面示意图；

图4是本发明第三实施方式样品转移箱在样品槽孔所在位置的剖面示意图；

图5是本发明第四实施方式样品转移箱样品槽孔之间的位置的剖面示意图；

图6是本发明第五实施方式样品转移箱在样品槽孔所在位置的剖面示意图。

附图标记说明：

1-箱体；2-加热机构；3-支撑平台；31-样品槽孔；32-导热板；321-导热腔体；33-承托板；331-保温腔体；34-导热柱；341-连接腔体；4-样品管；5-单向阀；6-保温衬垫；61-样品限位孔。

具体实施方式

实施方式一

本发明的第一实施方式提供了一种样品转移箱，参见图1和图2结合所示，包括箱体1，设置于箱体1内的加热机构2，还有设于加热机构2的加热区域的支撑平台3。支撑平台3上设有N个用于放置样品管4的样品槽孔31，其中，N为自然数，加热机构2用于保持样品管4的温度。

其中，支撑平台3包括导热板32和与导热板32通过若干根导热柱34相连接的承托板33。导热板32贴附于加热机构2的加热表面，承托板33与导热板32间隔设置，样品槽孔31位于承托板33上，并且，导热柱34分散设置于样品槽孔31之间。相比于仅依赖热辐射来传递热量而言，利用与加热表面相贴合的导热板32，以及连接导热板32和承托板33之间的导热柱34来传导热量，可以使得热量能够被更高效地传递至承托板33上，在节约能耗的同时，与样品管4间隔设置的导热柱34也能够更好地维持样品管4的温度。

值得一提的是，由于在实验室中，标准规格的样品管的体积和管口外径通常有如下对应关系：0.5mL对应1cm；1.5mL对应1.3cm；2.0mL对应1.3cm；5.0mL对应1.7cm；10.0mL对应1.8cm等等。因此在本实施方式中，样品槽孔31的规格可以根据样品管的规格而设计。例如，可以参见图1所示，在支撑平台3设置若干个等径的样品槽孔31，也可以在同一个支撑平台3上设置多种规格的样品槽孔31。本领域普通技术人员可以根据实际需求来安排样品槽孔31的数量和规格。显然，为了进一步提高支撑平台3的规格适应能力，还可以在支撑平台3设有对应规格的模块，这些模块可拆卸地安装在支撑平台3上，样品槽孔31一一对应地设置在模块上。其中，模块的材质可以选用导热系数较高的物质，例如铝、铜、铁或其合金。可拆卸的模块可以大幅度地提高支撑平台3针对不同规格的样品槽孔31的适应能力，降低样品转移箱的适配成本。

在本实施方式中，承托板33上设有与导热柱34相配合的安装孔，承托板33通过安装孔同导热柱34可拆卸连接。当承托板33可拆卸地连接在导热柱34上时，可以通过更换具有不同直径的样品槽孔31的承托板33，来适应不同大小的样品管4。由于无需拆换整个支撑平台3，因此能够大幅度节约成本，提高样品转移箱的泛用性。

对于本实施方式中的样品转移箱而言，支撑平台3的表面上不与样品管4和加热表面相接触的部位还可以涂敷有用于防止热量流失的隔热涂层。由于加热板的功率较大，样品转移箱难以利用电池供电，因此，持续的保温措施是必要的。利用隔热涂层可以有效防止因热辐射引起的热量散失，延长保温时间。

此外，该样品转移箱还可以包括与该加热机构2通讯连接的温控系统，具体而言，该温控系统可以包括相互间通讯连接的温度检测装置、温度显示装置和控制芯片。温度检测装置检测样品管4的温度，并发送给温度显示装置显示出来，而控制芯片则根据所检测到的温度控制加热机构2的启停。利用温控系统能够自动化地控制样品管4的温度，减少人工劳动。

本实施方式中的样品转移箱可以是外接电源供电的，也可以是电池供电的。考虑到转移的过程中样品转移箱难以始终保持外接电源的供电状态，而单独利用电池供电时，又难以对较高能耗的加热机构2提供长时间的支持，因此，建议样品转移箱采用混合供电，也就是在加热时采用外接电源供电，在保温时采用电池供电的形式，并将转移所需的时间尽量缩短，以保护电池寿命。

本实施方式的样品转移箱内还设有计时器，并通过计时器与上述的温控系统和电源连接，从而实现温度和保温时间的设定。并且，样品转移箱内还可以设有与该计时器和温控系统相连接的蜂鸣器，用于发出警报。为了进一步提高该样品转移箱的保温性能，该样品转移箱还可以设有箱盖，而为了进一步提高该样品转移箱的便携性，该样品转移箱还可以设有把手。在现有技术中各种用于方便箱状物使用的结构，都可以设置在该样品转移箱上。而在将样品管4转移至样品槽孔31内后，在持续对样品转移箱进行保温处理的同时，应当尽快开始下一步的实验。

本实施方式还提供了一种样品转移箱的使用流程如下：

当结束了前道实验工序，需要将样品转移至后续的实验设备时，可以接上外接电源，开启加热机构2，对支撑平台3乃至样品管4进行预热。直至预热至所需温度。

迅速地将样品管4转移至该样品转移箱的支撑平台3上。由于经过了预热，样品槽孔31的温度与样品管4基本保持一致，因此样品管4的温度不易产生较大幅度的波动。

接下来将以具体的几件实验案例来说明本实施方式所提供的样品转移箱的技术效果：

在甾体激素类药物孕二烯酮平衡溶解度的测定试验中，遵循如下步骤处理：

分别配制孕二烯酮过饱和的1％、2％、4％、6％的羟丙基-β-环糊精溶液；5％、20％、50％的聚乙二醇400溶液；5％、10％、15％的聚维酮K30溶液；0.1％、0.5％、1.0％的吐温-80溶液；0.1％、0.5％、1.0％的十二烷基硫酸钠溶液各1mL。将上述溶液置于37摄氏度恒温水浴振荡器中振摇24小时使达平衡，然后将各样品从水浴中取出，分别采用以下两种不同方式处理：

(1)立即置于样品保温箱中，再进行下一系列操作，整个过程始终维持样品温度基本不变；

(2)直接进行下一系列操作，样品的稳定随环境实际温度随机发生变化。两种方式测得的平衡溶解度结果和对比分别见表1、表2和表3。

表1方法1测得的孕二烯酮平衡溶解度(n＝3)

表2方法2测得的孕二烯酮平衡溶解度(n＝3)

表3方法1和方法2测得的孕二烯酮平衡溶解度结果对比

从上述测定结果可以看出，方法2(未采用保温装置控制样品温度)测得的孕二烯酮平衡溶解度的平均值比方法1(采用保温装置控制样品温度)所测数值普遍小一些，且SD值相对较大，说明方法2所制样品发生了药物析出，导致测得数值比实际数值小，且批间变异性大，结果准确性不高；而方法1所制样品的SD值较小，说明批间测定结果稳定，准确性较好。

再如，在硫酸铵主动载药法制备阿霉素脂质体过程中，遵循如下步骤处理：

按氢化大豆卵磷脂/胆固醇/甲氧基聚乙二醇磷脂酰乙醇胺(HSPC/Chol/mPEG2000-DSPE)摩尔比为55:45:2分别精密称取膜材料，溶于氯仿，置圆底烧瓶中减压旋转蒸发缓慢去除有机溶剂，得到均匀的脂质膜。将脂质膜真空干燥24小时；加入0.155mol/L的硫酸铵溶液，65摄氏度水浴振荡2小时，得脂质体混悬液。再用微型挤出器分别挤压过400nm,200nm,100nm,50nm的聚碳酸脂膜，各挤压15次，得到空白脂质体。以HEPES缓冲液为洗脱剂，将空白脂质体通过Sephadex CL-4B凝胶柱更换外水相。按药脂比为1:10(w/w)加入阿霉素HEPES溶液，放入样品转移箱中，设置65摄氏度，携带装有样品的转移箱进入细胞房，20分钟后即可用于细胞给药。

在本试验中，在孵育的同时，可进行细胞房的准备工作，既节省了时间又保证了样品制备完成后的及时给药。而且本发明所提供的样品转移箱便于携带，一位操作人员即可独立完成试验，还能够减少细胞房的污染概率，极大地方便了实验人员的试验操作。

又如，在后插入法制备pH敏感脂质体过程中，遵循如下步骤处理：

步骤一：含pH敏感多肽空白囊泡的制备：将pH敏感多肽材料GALA-硬脂酸(GALA-SA)与HSPC按摩尔比为1:50分别精密称取，溶于氯仿，置圆底烧瓶中减压旋转蒸发缓慢去除有机溶剂，真空干燥24小时；加入HEPES溶液，65摄氏度水浴振荡2小时，得空白脂质囊泡。

步骤二：阿霉素脂质体制备：同硫酸铵主动载药法制备阿霉素脂质体的制备方法。

步骤三：注射给药前5分钟，将A和B混合，放入样品转移箱内，65摄氏度内孵育5分钟，即得pH敏感脂质体。立即给药，严格记录给药时间。

在本实验中，该样品转移箱可方便携带，便于动物房内的温育操作；给药前新鲜制备样品，有利于严格控制给药时间，避免了因样品在放置过程中造成泄露的可能性，减少了试验误差。

综合上述考量，相对于现有技术而言，本发明通过在样品转移箱内设置加热机构2，利用加热机构2对样品转移箱的内部进行预热和持续保温，以此使得样品管4的温度得以保持。在配合使用现有技术中的被动保温材料的前提下，本发明能够有效防止热量的散失，防止因温度变化引起的药物析出和质量浓度变化，因此能够维持更长的保温时间，保证实验结果的精确度。而且，本发明还能够使转移操作可以更加从容地进行，为细胞房、动物房或有局限性的空间内进行的温育试验带来极大的可操作性、方便性和灵活性，为试验的顺利开展提供必要的保障。

实施方式二

本发明的第二实施方式提供了一种样品转移箱，第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第二实施方式中，参见图3所示，承托板33内设有保温腔体331，保温腔体331内加注有保温液，保温液用于稳定支撑平台3的温度。

其中，保温液可以是水、导热油或者其它比热容较大的物质。通常而言，为了促进热传递，加快承托板33的升温效率，支撑平台3的材质可以选用比热容较低的金属材料。而金属材料加热快的同时散热也快，不利于保温，因此，相比于仅仅采用单一材质的承托板33而言，在承托板33内设置保温液可以有效提高承托板33的储热能力，并兼顾承托板33的升温效率，延长承托板33的保温时间。

由于本实施方式中，利用保温液额外提高了承托板33的储热和保温能力，因此可以进一步省去样品转移箱的电池，从而减轻样品转移箱的重量，并降低成本。

实施方式三

本发明的第三实施方式提供了一种样品转移箱，第三实施方式与第一、第二实施方式有所不同，主要不同之处在于，在本发明的第一、第二实施方式中，导热板32和承托板33通过导热柱34可拆卸连接；而在本发明的第三实施方式中，参见图4所示，导热板32和承托板33通过导热柱34固定连接。

具体来说，除了导热板32和承托板33通过导热柱34固定连接之外，导热板32内还设有导热腔体321，导热柱34内设有连接腔体341，导热腔体321和保温腔体331通过连接腔体341相连通，保温液加注于导热腔体321内。由于相比于常规采用的金属材质的支撑平台3而言，保温液具有更好的储热能力，因此利用加热位于导热腔体321内的保温液所产生的蒸汽来调节支撑平台3的温度，不但可以更迅速地实现支撑平台3的升温，而且可以提高样品转移箱的保温性能。

在本实施方式中，加热板加热并气化位于导热腔体321内的保温液，所生成的气体通过连接腔体341进入保温腔体331，重新冷凝并形成保温液。形成保温液之后，由于重力作用，保温液得以回流，从而实现了热循环。

另外，在本实施方式中，保温液的沸点可以大于或等于零摄氏度且小于或等于100摄氏度。由于通常而言，例如，通常而言，在进行与人体内物质有关的实验时，样品管4的需求温度通常维持在37摄氏度以下即可。因此，采用沸点低于100摄氏度的保温液，还可以防止过热导致的样品分解。具体来说，保温液可选为CFC-11、HCFC-141b、HFC-245fa或其混合物。这几种热循环介质的沸点都接近室温，并且具有良好的稳定性。显然，保温液的沸点也可以更高，例如也可以为水，或者在上述物质中加入水。对保温液的实际沸点要求并不构成对本发明的保护范围的限定。

实施方式四

本发明的第四实施方式提供了一种样品转移箱，第四实施方式是第三实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第四实施方式中，参见图5所示，连接腔体341内还设有单向阀5，单向阀5用于循环保温液。

具体而言，可以将一部分单向阀5的方向设置为朝向导热腔体321的方向，另一部分单向阀5的方向设置为朝向保温腔体331的方向，从而使得保温液沿着图5中的箭头方向循环运动。单向阀5能够使得保温液的气—液循环单向进行，防止气体对冲。因此能够更快地升高承托板33的温度，并延缓承托板33的降温速度。

更进一步来说，加热机构2的加热区域可以是不均匀的，例如加热区域可以是中空环形的。保温腔体331内的保温液在非均匀的受热基础下能够更好地循环，促进温度平衡。

实施方式五

本发明的第五实施方式提供了一种样品转移箱，第五实施方式是第三、第四实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第五实施方式中，参见图6所示，样品转移箱还包括保温衬垫6。

具体而言，保温衬垫6上设有与样品槽孔31数量相同的样品限位孔61，样品限位孔61的直径小于样品槽孔31的直径。保温衬垫6可拆卸地覆盖于承托板33上，且样品限位孔61与样品槽孔31一一对应。由于保温腔体331和连接腔体341的存在，承托板33难以直接制成可拆卸式的。而通过设置了样品限位孔61的保温衬垫6时，则仅需更换对应不同大小的样品管4的不同直径的保温衬垫6，即可适应。同样的，由于无需拆换整个支撑平台3，因此能够大幅度节约成本，提高样品转移箱的泛用性。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种样品转移箱，其特征在于，包括箱体，设置于所述箱体内的加热机构，还有设于所述加热机构的加热区域的支撑平台；

所述支撑平台上设有N个用于放置样品管的样品槽孔，其中，所述N为自然数，所述加热机构用于保持所述样品管的温度。

2.根据权利要求1所述的样品转移箱，其特征在于：所述支撑平台包括导热板和与所述导热板通过若干根导热柱相连接的承托板；

所述导热板贴附于所述加热机构的加热表面，所述承托板与所述导热板间隔设置，所述样品槽孔位于所述承托板上，并且，所述导热柱分散设置于所述样品槽孔之间。

3.根据权利要求2所述的样品转移箱，其特征在于：所述承托板上设有与所述导热柱相配合的安装孔，所述承托板通过所述安装孔同所述导热柱可拆卸连接。

4.根据权利要求2所述的样品转移箱，其特征在于：所述支撑平台的表面上不与所述样品管和所述加热表面相接触的部位涂敷有用于防止热量流失的隔热涂层。

5.根据权利要求2所述的样品转移箱，其特征在于：所述承托板内设有保温腔体，所述保温腔体内加注有保温液，所述保温液用于稳定所述支撑平台的温度。

6.根据权利要求5所述的样品转移箱，其特征在于：所述导热板和所述承托板通过所述导热柱固定连接；

所述导热板内还设有导热腔体，所述导热柱内设有连接腔体，所述导热腔体和所述保温腔体通过所述连接腔体相连通，所述保温液加注于所述导热腔体内；

所述加热板加热并气化位于所述导热腔体内的所述保温液，所生成的气体通过所述连接腔体进入所述保温腔体，重新冷凝并形成所述保温液。

7.根据权利要求6所述的样品转移箱，其特征在于：所述连接腔体内还设有单向阀，所述单向阀用于循环所述保温液。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的样品转移箱，其特征在于：所述保温液的沸点大于或等于零摄氏度且小于或等于100摄氏度。

9.根据权利要求8所述的样品转移箱，其特征在于：所述保温液为水、CFC-11、HCFC-141b、HFC-245fa或其混合物。

10.根据权利要求2所述的样品转移箱，其特征在于：所述样品转移箱还包括保温衬垫，所述保温衬垫上设有与所述样品槽孔数量相同的样品限位孔，所述样品限位孔的直径小于所述样品槽孔的直径；

所述保温衬垫可拆卸地覆盖于所述承托板上，且所述样品限位孔与所述样品槽孔一一对应。