CN107576125B - 低温保护装置及包含其的低温取放系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温保护装置及包含其的低温取放系统，所述低温保护装置包括有包覆体和供冷组件，所述包覆体内具有放置冻存管的容纳腔和位于所述容纳腔外的夹层腔，所述夹层腔环绕于所述容纳腔的外壁面，所述包覆体的一端具有开口，所述开口与所述容纳腔相连通，所述供冷组件连接于所述包覆体并与所述夹层腔相连通，所述供冷组件为所述夹层腔提供冷源。所述低温取放系统包括有取放装置和如上所述的低温保护装置，所述取放装置连接于所述包覆体，且所述取放装置的取放口与所述容纳腔相连通。本发明的低温保护装置及包含其的低温取放系统，通过供冷组件实现将冻存管包覆在一个深低温的容纳腔中，有效避免了冻存管内生物样本重复冻融而损伤其活性。

Description

低温保护装置及包含其的低温取放系统

技术领域

本发明涉及一种低温保护装置及包含其的低温取放系统。

背景技术

超低温全冷链吸取装置是在低温下吸取样本并保证样本的活性的一种全冷链吸取装置，大多数生物样本需要存储在深低温环境下，特别是某些用于储存回输人体的细胞的生物样本，其全程都需要处于深低温保护中，以防止生物样本重复冻融而损伤其活性。

现有的超低温生物样本库系统在吸取生物样本过程中，很难保证生物样本的温度不受影响。以欧洲专利EP2208951A2为例，在一个大型-80℃冷库内吸取生物样本，其空间环境并不能满足生物样本的温度要求，容易造成生物样本重复冻融而损伤其活性。同时，在-80℃的空间环境下，对自动化机构技术要求也比较高，很难有运动机构能满足在此温度下性能不受影响，增加了制造运动机构的成本。以美国专利US20130302097A1为例，在吸取转移过程中，无法保证样本在-150℃以下温度环境要求，容易损伤样本，破坏其活性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有在吸取生物样本过程中不能满足生物样本的温度要求，容易损伤样本，破坏其活性等缺陷，提供一种低温保护装置及包含其的低温取放系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种低温保护装置，其特点在于，其包括有包覆体和供冷组件，所述包覆体内具有放置冻存管的容纳腔和位于所述容纳腔外的夹层腔，所述夹层腔环绕于所述容纳腔的外壁面，所述包覆体的一端具有开口，所述开口与所述容纳腔相连通，所述供冷组件连接于所述包覆体并与所述夹层腔相连通，所述供冷组件为所述夹层腔提供冷源。

较佳地，所述供冷组件包括有冷液容器，所述冷液容器连接于所述包覆体并与所述夹层腔相连通。

较佳地，所述冷液容器包括有容器本体和密封盖在所述容器本体上的顶盖，所述容器本体的外表面具有保温层，所述顶盖内具有密封层。

较佳地，所述供冷组件还包括有泄压阀，所述泄压阀连接于所述冷液容器的顶部。

较佳地，所述供冷组件还包括有第一管路和第一阀门，所述第一管路的两端分别连接于所述冷液容器和所述包覆体并与所述冷液容器和所述夹层腔相连通，所述第一阀门连接于所述第一管路。

较佳地，所述低温保护装置包括有控制器和温度传感器，所述温度传感器连接于所述包覆体，所述控制器的输入端电连接于所述温度传感器，所述控制器的输出端电连接于所述第一阀门。

较佳地，所述供冷组件还包括有第二管路和第二阀门，所述冷液容器的外表面具有补液口，所述第二管路的两端分别连接于所述补液口和外部的补液系统，所述第二阀门连接于所述第二管路。

较佳地，所述供冷组件还包括有检测组件，所述检测组件位于所述冷液容器内并用于检测所述冷液容器内的液位或者温度，所述低温保护装置包括有控制器，所述控制器的输入端电连接于所述检测组件，所述控制器的输出端电连接于所述第二阀门。

较佳地，所述检测组件为温度传感器或者液位传感器。

较佳地，所述检测组件的数量为两个，两个所述检测组件分别位于所述冷液容器的内壁面的顶端和底端。

较佳地，所述供冷组件包括有制冷机，所述制冷机的冷头连接于所述包覆体并与所述夹层腔相连通。

较佳地，所述低温保护装置还包括有控制器和温度传感器，所述温度传感器连接于所述包覆体，所述控制器的输入端电连接于所述温度传感器，所述控制器的输出端电连接于所述制冷机。

较佳地，所述包覆体包括有内套和外壳，所述容纳腔位于所述内套内，所述供冷组件连接于所述外壳，所述外壳套设于所述内套，且所述外壳与所述内套之间形成有所述夹层腔。

较佳地，所述包覆体还包括有连接座和固定头，所述内套的底部和所述外壳的底部均连接于所述固定头，所述内套的顶部和所述外壳的顶部均连接于所述连接座。

较佳地，所述包覆体包括有吸附件，所述吸附件位于所述夹层腔内。

一种低温取放系统，其特点在于，其包括有取放装置和如上所述的低温保护装置，所述取放装置连接于所述包覆体，且所述取放装置的取放口与所述容纳腔相连通。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的低温保护装置及包含其的低温取放系统，通过供冷组件实现将冻存管包覆在一个深低温的容纳腔中，有效避免了冻存管内生物样本重复冻融而损伤其活性。

附图说明

图1为本发明实施例的低温取放系统的使用结构示意图。

图2为本发明实施例的低温取放系统的低温保护装置的结构示意图。

附图标记说明：

包覆体1，容纳腔11，夹层腔12，开口13，内套14，外壳15

固定头16，连接座17

供冷组件2，冷液容器21，容器本体211，顶盖212，补液口213

泄压阀22，第一管路23，第一阀门24，第二管路25，第二阀门26

检测组件27

低温保护装置10

取放装置20，真空发生装置201，吸取组件202，第一气管203

驱动组件204，第二气管205，吸取定位结构206，流量反馈计207

真空电磁阀208

冻存管30

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1和图2所示，本发明的低温取放系统，其包括有低温保护装置10和取放装置20，取放装置20用于提取冻存管30，实现对冻存管30的移动。低温保护装置10包括有包覆体1和供冷组件2，包覆体1内具有放置冻存管30的容纳腔11和位于容纳腔11外的夹层腔12，夹层腔12环绕于容纳腔11的外壁面，夹层腔12包覆容纳腔11。包覆体1的一端具有开口13，开口13与容纳腔11相连通，取放装置20连接于包覆体1，取放装置20的取放口与容纳腔11相连通。取放装置20在提取冻存管30后，冻存管30通过开口13并进入至容纳腔11内，从而实现冻存管30存放在包覆体1的容纳腔11内。

供冷组件2连接于包覆体1并与夹层腔12相连通，供冷组件2为夹层腔12提供冷源。使得夹层腔12内具有深低温的冷源，同时容纳腔11也为一个深低温环境，从而实现将冻存管30存储在深低温环境下，有效避免了冻存管30内生物样本重复冻融而损伤其活性。

当在冻存管30内的生物样本需要温度在-150℃以下，取放装置20在提取的冻存管30并放入至包覆体1内后，供冷组件2为夹层腔12提供冷源可以为液氮。供冷组件2可以包括有冷液容器21，冷液容器21连接于包覆体1并与夹层腔12相连通。位于冷液容器21内的液氮将会流入至夹层腔12，充满液氮的夹层腔12将包覆容纳腔11并使得容纳腔11为一个深低温环境，保证冻存管30内的生物样本在-150℃以下温度环境要求，不会造成生物样本的损伤，也不会破坏生物样本活性。同时，供冷组件2的结构简单。优选地，包覆体1可以包括有吸附件，吸附件位于夹层腔12内。吸附件具有较强的亲和力，能够将液氮吸附在吸附件上，从而实现利用较少的液氮就能够充满夹层腔12。

其中，冷液容器21可以包括有容器本体211和密封盖在容器本体211上的顶盖212，容器本体211的外表面可以具有保温层，顶盖212内可以具有密封层。

供冷组件2可以包括有泄压阀22，泄压阀22连接于冷液容器21的顶部，也就是泄压阀22连接在顶盖212上。通过泄压阀22保证冷液容器21内部的压力在设定压力之下，防止发生意外，提高了供冷组件2的安全性。

供冷组件2还可以包括有第一管路23和第一阀门24，第一管路23的两端分别连接于冷液容器21和包覆体1并与冷液容器21和夹层腔12相连通，液氮通过第一管路23从冷液容器21流入至夹层腔12。第一阀门24连接于第一管路23，通过第一阀门24便于控制第一管路23的开断。

当液氮充满夹层腔12时，能够保证容纳腔11内的温度在-150℃以下，当液氮并没有充满夹层腔12时，并不能保证容纳腔11内的温度在-150℃以下，为了达到自动化控制供冷组件2补充液氮的效果。低温保护装置10可以包括有控制器(图中未示出)和温度传感器，控制器的输入端电连接于温度传感器，控制器的输出端电连接于第一阀门24，温度传感器连接于包覆体1，温度传感器用于检测包覆体1内的温度。控制器用于接收温度传感器检测到的实时温度并将实时温度与其设定温度进行比较来控制第一阀门24的开断，通过控制器和温度传感器实现自动化控制对夹层腔12内补充液氮，保证了容纳腔11内的温度在-150℃以下。其中，温度传感器可以设置在容纳腔11内，温度传感器也可以设置在夹层腔12内，离冻存管30的距离越近最好。

供冷组件2还可以包括有第二管路25和第二阀门26，冷液容器21的外表面具有补液口213，第二管路25的两端分别连接于补液口213和外部的补液系统，外部的补液系统能够对冷液容器21的液体进行补液，保证了冷液容器21内具有液氮。第二阀门26连接于第二管路25，通过第二阀门26便于控制第二管路25的开断。其中，外部的补液系统可以为杜瓦瓶、杜瓦罐或者液氮塔。

供冷组件2还可以包括有检测组件27，检测组件27位于冷液容器21内。检测组件27可以用于检测冷液容器21内的液位，从而可以知道冷液容器21内的液氮的容量。检测组件27也可以用于检测冷液容器21内的温度，被液氮浸没的检测组件27与没有浸没的检测组件27的温度不一样，通过检测到的温度可以判断出冷液容器21内的液氮的容量。

控制器的输入端可以电连接于检测组件27，控制器的输出端可以电连接于第二阀门26。控制器用于接收检测组件27检测到的信号数据并将信号数据与其设定数据进行比较来控制第二阀门26的开断，实现自动化控制对冷液容器21内补充液氮。优选地，检测组件27可以为温度传感器或者液位传感器。

其中，检测组件27的数量可以为两个，两个检测组件27分别位于冷液容器21的内壁面的顶端和底端。当液氮浸没到位于冷液容器21的内壁面的顶端的检测组件27，控制器控制第二阀门26关闭；当液氮没有浸没到位于冷液容器21的内壁面的底端的检测组件27，控制器控制第二阀门26打开。当然，检测组件27的数量可以为三个，三个检测组件27均位于冷液容器21的内壁面，低温保护装置10可以包括有报警器，位于冷液容器21的内壁面的最下方的检测组件27可以电连接于报警器，当液氮没有浸没到位于冷液容器21的内壁面的最下方的检测组件27，报警器将报警提示工作人员，以便对冷液容器21内补充液氮，提高了低温保护装置10的安全性。

包覆体1可以包括有内套14和外壳15，容纳腔11位于内套14内，供冷组件2连接于外壳15，外壳15套设于内套14，且外壳15与内套14之间形成有夹层腔12。包覆体1结构简单。

包覆体1还可以包括有连接座17和固定头16，内套14的底部和外壳15的底部均连接于固定头16，内套14的顶部和外壳15的顶部均连接于连接座17。通过连接座17和固定头16有效加强包覆体1的结构强度，且便于组装。

取放装置20可以为抓取方式、吸取方式等其他方式，只要能够实现对冻存管30取放均可。本实施例的取放装置20采用吸取方式，取放装置20可以包括有真空发生装置201、吸取组件202、第一气管203和驱动组件204，第一气管203的两端分别连接于真空发生装置201和吸取组件202，真空发生装置201产生负压，使得吸取组件202能够吸取冻存管30。其中，真空发生装置201可以为真空发生器、真空泵等。

驱动组件204连接于吸取组件202并带动吸取组件202移动，使得吸取组件202能够通过开口13并伸出至容纳腔11外进行吸取冻存管30，并带动冻存管30存放在包覆体1的容纳腔11内。通过驱动组件204便于操作对吸取组件202的移动，可以通过驱动组件204驱动吸取组件202下降，使得带动冻存管30下降并脱离出包覆体1，实现将冻存管30放下。

当然，吸取组件202也可以在容纳腔11内，将包覆体1的固定头16密封抵靠于存放有冻存管30的存储区域，通过吸取组件202将位于存储区域的冻存管30吸入至容纳腔11内。

取放装置20还可以包括有第二气管205和吸取定位结构206，第二气管205的两端分别连接于真空发生装置201和吸取定位结构206，真空发生装置201产生负压，使得吸取定位结构206能够吸取冻存管30。吸取定位结构206内可以具有弹性组件，弹性组件用于压紧冻存管30。使得冻存管30能够在容纳腔11内进行压紧固定，有效避免了冻存管30发生脱落现象。

取放装置20还可以包括流量反馈计207、真空电磁阀208和控制器，流量反馈计207连接于第一气管203和第二气管205，流量反馈计207用于实现对第一气管203和第二气管205的流量进行监测。真空电磁阀208连接于第一气管203和第二气管205，真空电磁阀208用于控制第一气管203和第二气管205的通断。控制器的输入端电连接于流量反馈计207，控制器的输出端电连接于真空电磁阀208。控制器用于接收流量反馈计207检测到的实时流量值并将实时流量值与其设定值进行比较来控制真空电磁阀208的开断，实现自动化控制。

实施例2

本实施例的低温取放系统的低温保护装置结构与实施例1的相同部分不再复述，仅对不同之处作说明。本实施例的低温保护装置的供冷组件与实施例1的供冷组件不同，本实施例的低温保护装置的供冷组件包括有制冷机，制冷机的冷头连接于包覆体，且制冷机的冷头与夹层腔相连通。制冷机提供的冷源通过冷头进入至夹层腔。从而实现将冻存管存储在深低温环境下，有效避免了冻存管内生物样本重复冻融而损伤其活性。

其中，控制器的输入端电连接于温度传感器，控制器的输出端电连接于制冷机，温度传感器连接于包覆体。温度传感器用于检测包覆体内的温度。控制器用于接收温度传感器检测到的实时温度并将实时温度与其设定温度进行比较来控制制冷机的开断，实现自动化控制对夹层腔内补充液氮。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，其包括有包覆体和供冷组件，所述包覆体内具有放置冻存管的容纳腔和位于所述容纳腔外的夹层腔，所述夹层腔环绕于所述容纳腔的外壁面，所述包覆体的一端具有开口，所述开口与所述容纳腔相连通，所述供冷组件连接于所述包覆体并与所述夹层腔相连通，所述供冷组件为所述夹层腔提供冷源，所述包覆体包括有吸附件，所述吸附件位于所述夹层腔内。

2.如权利要求1所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述供冷组件包括有冷液容器，所述冷液容器连接于所述包覆体并与所述夹层腔相连通。

3.如权利要求2所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述冷液容器包括有容器本体和密封盖在所述容器本体上的顶盖，所述容器本体的外表面具有保温层，所述顶盖内具有密封层。

4.如权利要求2所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述供冷组件还包括有泄压阀，所述泄压阀连接于所述冷液容器的顶部。

5.如权利要求2所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述供冷组件还包括有第一管路和第一阀门，所述第一管路的两端分别连接于所述冷液容器和所述包覆体并与所述冷液容器和所述夹层腔相连通，所述第一阀门连接于所述第一管路。

6.如权利要求5所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述用于吸取传输冻存管的低温保护装置包括有控制器和温度传感器，所述温度传感器连接于所述包覆体，所述控制器的输入端电连接于所述温度传感器，所述控制器的输出端电连接于所述第一阀门。

7.如权利要求2所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述供冷组件还包括有第二管路和第二阀门，所述冷液容器的外表面具有补液口，所述第二管路的两端分别连接于所述补液口和外部的补液系统，所述第二阀门连接于所述第二管路。

8.如权利要求7所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述供冷组件还包括有检测组件，所述检测组件位于所述冷液容器内并用于检测所述冷液容器内的液位或者温度，所述用于吸取传输冻存管的低温保护装置包括有控制器，所述控制器的输入端电连接于所述检测组件，所述控制器的输出端电连接于所述第二阀门。

9.如权利要求8所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述检测组件为温度传感器或者液位传感器。

10.如权利要求8所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述检测组件的数量为两个，两个所述检测组件分别位于所述冷液容器的内壁面的顶端和底端。

11.如权利要求1所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述供冷组件包括有制冷机，所述制冷机的冷头连接于所述包覆体并与所述夹层腔相连通。

12.如权利要求11所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述用于吸取传输冻存管的低温保护装置还包括有控制器和温度传感器，所述温度传感器连接于所述包覆体，所述控制器的输入端电连接于所述温度传感器，所述控制器的输出端电连接于所述制冷机。

13.如权利要求1所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述包覆体包括有内套和外壳，所述容纳腔位于所述内套内，所述供冷组件连接于所述外壳，所述外壳套设于所述内套，且所述外壳与所述内套之间形成有所述夹层腔。

14.如权利要求13所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，其特征在于，所述包覆体还包括有连接座和固定头，所述内套的底部和所述外壳的底部均连接于所述固定头，所述内套的顶部和所述外壳的顶部均连接于所述连接座。

15.一种低温取放系统，其特征在于，其包括有取放装置和如权利要求1-14中任意一项所述的用于吸取传输冻存管的低温保护装置，所述取放装置连接于所述包覆体，且所述取放装置的取放口与所述容纳腔相连通。