CN110654721B - 生物样本冷冻存储装置和生物样本移动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供生物样本冷冻存储装置和生物样本移动方法。该生物样本冷冻存储装置包括存储容器和固定于存储容器的存取装置。其中，存储容器包括能够容纳冷冻保存液的罐体和位于罐体上部的容器口；和存取装置包括立柱、横臂部和生物样本提取部，立柱设置有竖直移动部，竖直移动部能够沿所述立柱在竖直方向上移动，横臂部设置有水平移动部，水平移动部能够沿横臂部在水平方向上移动；横臂部设置于竖直移动部，从而使横臂部能够在竖直方向上下移动，生物样本提取部设置于水平移动部，从而使生物样本提取部能够在水平方向上移动。通过本发明的生物样本冷冻存储装置和生物样本移动方法，能够代替操作者进行样本的放置和取出。

Description

生物样本冷冻存储装置和生物样本移动方法

技术领域

本发明涉及生物样本冷冻存储装置，特别是用于在低温环境下从样本容器中移动(特别是提取或放入)样本的装置。

背景技术

已知为了保存生物样本，通常需要将其放置在严苛的低温环境中，例如存储液氮的容器中，以便长期保持活性。这些生物样本包括但不限于例如疫苗、毒菌种、细胞(包括干细胞)、动物器官以及脐带血等。

在液氮这样的低温环境下，不能用手直接将生物样本放到容器中，也不能用手直接从容器中取出样本。目前通常的做法是，将生物样本放置在样本架上，然后使用在一端设置有钩子的杆通过人工来钩住样本架并送到容器中，或者使用这样的在一端设置有钩子的杆来从容器中取出样本架。

近来，为了方便生物样本的存取，已公开了一些改进的技术。例如，CN109644986A公开了一种生物样本存储装置，其包括第一罐体和第二罐体，第一罐体包括第一罐口、玻璃窗和推杆；第二罐体包括转盘、底盘和中心轴，沿着转盘的周向放置有若干用于放置冻存支架的放置框，放置框的下方固定连接有波纹管，波纹管通过气管连接有位于第一罐体中的气泵，气泵向波纹管中充氦气，波纹管膨胀驱动冻存支架上升到第一罐体中，驱动推杆推取样样品，无需操作人员伸手取用，能防止液氮冻伤操作人员，防止液氮泄露。

再例如，CN109730055A公开了一种生物样本存储装置，其包括罐体和罐盖，在罐体内挂设提桶，提桶包括提竿和筒体，提竿通过设于其顶端的卡扣挂设于罐体顶端开口通槽内，在筒体顶端铰接设筒盖，筒体底面呈倾斜设置，在筒体底面较低一侧筒壁上设通口，通口两侧向外延伸围成隔离筒，隔离桶顶端低于通口顶端设置；在筒体内靠近通口一侧设竖直转轴，在筒盖上设一与竖直转轴对应设置的圆孔，竖直转轴的顶端穿出圆孔并与提竿顶端相齐平，在筒体内部的竖直转轴外侧设旋转隔挡片，各隔挡片宽度小于等于竖直转轴与通口两侧的间距。该液氮罐能方便快速而准确的拿取冻存试管样品，密封性能好，能实时监控罐体内温度变化，大大提高了工作效率。

虽然已公开了方便提取的现有技术，但是仍然存在改进的空间，以便更有效、安全和方便地将生物样本提取存放于低温环境中。

发明内容

本发明提供一种生物样本冷冻存储装置，其能够代替操作者在低温环境中进行样本的放置和取出。

根据本发明的一个方面的生物样本冷冻存储装置包括存储容器和固定于所述存储容器的存取装置，其中：所述存储容器包括能够容纳冷冻保存液的罐体和位于所述罐体上部的容器口；和所述存取装置包括立柱、横臂部和生物样本提取部，所述立柱设置有竖直移动部，所述竖直移动部能够沿所述立柱在竖直方向上移动，所述横臂部设置有水平移动部，所述水平移动部能够沿所述横臂部在水平方向上移动；所述横臂部设置于所述竖直移动部，从而使所述横臂部能够在竖直方向上下移动，所述生物样本提取部设置于所述水平移动部，从而使所述生物样本提取部能够在水平方向上移动，并且所述生物样本提取部中包括载置样本用的样本架。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置中设置有用于采集所述存储容器内的图像信息的摄像装置或用于采集所述存储容器内的位置信息的激光测距装置。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置中，所述立柱进一步包括：

可转动地设置于所述立柱上端的第一传动轮；

可转动地设置于所述立柱下端的第二传动轮；和

绕过所述第一传动轮和所述第二传动轮的第一传动带，所述竖直移动部连接于所述第一传动带的固定位置。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置中，所述立柱进一步包括马达，所述马达与所述第一传动轮联接，通过所述马达驱动所述第一传动轮转动。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置进一步包括：

沿着所述立柱的方向延伸且与所述立柱固定连接的齿条；

固定于所述竖直移动部上的马达；和

与所述马达联接的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置中，所述横臂部通过铰链轴连接至所述竖直移动部，所述横臂部和所述竖直移动部中的一者与所述铰链轴固定连接，所述横臂部和所述竖直移动部中的另一者与所述铰链轴以能够相对转动的方式连接。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置进一步包括设置于所述横臂部的滑槽，所述水平移动部以能够沿所述滑槽水平移动的方式设置于所述横臂部。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置进一步包括：

可转动地设置于所述横臂部第一端的第三传动轮；

可转动地设置于所述横臂部第二端的第四传动轮；

绕过所述第三传动轮和所述第四传动轮的第二传动带，所述水平移动部连接于所述第二传动带的固定位置；和

与所述横臂部固定连接的马达，所述马达与所述第三传动轮联接。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置中，所述生物样本提取部包括与所述水平移动部连接的吊索和设置在所述吊索下端的钩头，所述吊索中设置有用于检测所述钩头是否处于承重状态的重量传感器。

优选地，本发明的生物样本冷冻存储装置中，所述重量传感器包括壳体和设置在所述壳体中的上磁体、下磁体、光发射器、光接收器和活动块，其中：所述吊索连接至所述壳体的顶部；所述活动块能够在所述壳体内上下移动，并且所述钩头连接至所述活动块的下表面；所述上磁体固定在所述壳体的顶部；所述光发射器和所述光接收器彼此间隔开地设置于所述上磁体的下表面，在不受阻挡的情况下，从所述光发射器发出的光被所述光接收器接收；所述下磁体固定在所述活动块的上表面；所述上磁体和所述下磁体布置成以异性磁极相互面对；当所述上磁体和所述下磁体彼此吸合在一起时所述下磁体位于所述光发射器和所述光接收器之间并形成阻挡，使得所述光接收器不能接收到从所述光发射器发出的光；当所述活动块向下移动至与所述壳体的底面相接触时，所述下磁体不阻挡所述光接收器接收从所述光发射器发出的光；并且当所述上磁体和所述下磁体彼此吸合在一起时的吸引力小于等于所述下磁体的重量、所述活动块的重量、所述钩头的重量和载置样本用的样本架的重量之和，但大于所述下磁体的重量、所述活动块的重量和所述钩头的重量之和。

根据本发明的另一方面的生物样本移动方法使用前述任一种生物样本冷冻存储装置，所述生物样本移动方法包括如下步骤：竖直移动步骤，其中，使所述竖直移动部相对于所述存储容器在竖直方向上移动，从而使所述生物样本提取部到达期望的高度；水平移动步骤，其中，使所述水平移动部在水平方向上移动，从而使所述生物样本提取部到达期望的水平位置；以及承重状态判断步骤，其中，判断所述生物样本提取部是否处于承重状态。

优选地，所述生物样本提取部中设置有挂钩，在使用所述生物样本移动方法将样本放置到所述存储容器中时，执行如下步骤：将样本放置在所述样本架上并用所述挂钩钩住所述样本架；然后，执行所述承重状态判断步骤，其中，当判断所述挂钩已经处于承重状态时，执行所述竖直移动步骤和所述水平移动步骤；然后，通过执行所述竖直移动步骤和所述水平移动步骤使所述样本架到达所述存储容器的入口的正上方；然后，以使所述样本架落下的方式执行所述竖直移动步骤，从而使所述样本架被放置到所述存储容器中；然后，执行所述水平移动步骤，从而使所述挂钩到达在竖直方向上观察时不与所述样本架重叠的位置；然后，以使所述挂钩升起的方式执行所述竖直移动步骤，直至所述挂钩从所述存储容器中移出。

优选地，所述生物样本提取部中设置有挂钩，在使用所述生物样本移动方法将样本从所述存储容器中取出时，执行如下步骤：执行所述竖直移动步骤和所述水平移动步骤，同时执行所述承重状态判断步骤，直到所述挂钩进入所述存储容器中并钩住所述样本架；然后，以使所述样本架升起的方式执行所述竖直移动步骤，从而使所述样本架完全移出所述存储容器；然后，执行所述水平移动步骤，从而使所述样本架到达在竖直方向上观察时不与所述存储容器重叠的位置；然后，以使所述样本架落下的方式执行所述竖直移动步骤，从而使所述样本架降到期望的高度。

本发明的有益效果为：通过本发明的生物样本冷冻存储装置和生物样本移动方法，能够使挂钩在竖直方向上和水平方向上移动，从而代替操作者进行样本的放置和取出。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的生物样本冷冻存储装置的结构示意图。

图2是图1中省略掉容器之后其余部分的结构示意图及其局部放大示意图。

图3是图2中的A-A剖视图。

图4是根据本发明的实施例2的生物样本冷冻存储装置的结构示意图，其中省略了容器。

图5是图4中的B-B剖视图。

图6是根据本发明的实施例3的生物样本冷冻存储装置的结构示意图，其中省略了容器。

图7是图6中的重量传感器的结构示意图。

图8是根据本发明的实施例4的生物样本冷冻存储装置的结构示意图。

附图标记说明：

1…存储容器；2…入口；10…挂钩；11…滚动轴承；12…重量传感器；13…摄像装置；20…横臂部；21…铰链柱；22…竖直移动块；30…立柱；31…基座；32…马达；33…第一传动轮；34…第二传动轮；35…第一传动带；36…齿轮；37…齿条；40…控制器；112…水平移动块；113…第三传动轮，114…第四传动轮，115…第二传动带，116…马达；120…壳体；121…上磁体；122…下磁体；123…光发射器；124…光接收器；125…活动块。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分类似元件，而并不一定用于描述顺序或时序。应当理解，如此使用的术语在特定条件下可互换，并且本文所描述的实施例能够以不同于本文所描述或例示的其他顺序进行操作。另外，在说明书和权利要求书中的术语顶部、底部、上、下等用于描述的目的，而不一定用于描述相对位置。

在以下说明中，以液氮产生的低温环境作为本发明中的“低温环境”的示例。然而，本领域技术人员容易理解，本发明的技术也同样可以适用于其它低温环境中。

实施例1

图1示意性地示出了第一种生物样本冷冻存储装置。图2是图1中省略掉存储容器之后其余部分的结构示意图及其局部放大示意图。图3是图2中的A-A剖视图。

如图1和图2所示，根据实施例1的生物样本冷冻存储装置包括容器1、基座31和作为生物样本提取部的挂钩10，基座31例如可以通过螺纹连接、焊接、铆接、夹持等形式固定至用于保存样本的容器1。挂钩10用于钩住放置样本的样本架。

在基座31上设置有立柱30。立柱30中设置有竖直移动块22，竖直移动块22能够相对于基座31在竖直方向上移动。竖直移动块22上设置有横臂部20。横臂部20中设置有滚动轴承11，滚动轴承11能够相对于横臂部20在水平方向上移动。在横臂部20的下表面中设置有沿着横臂部20的纵向延伸的滑槽，滚动轴承11能够沿着该滑槽水平移动。

立柱30的上端设有可转动的第一传动轮33、立柱30的下端设有可转动的第二传动轮34，第一传动带35绕过第一传动轮33和第二传动轮34。用作竖直移动部的竖直移动块22与第一传动带35固定连接，并且随着第一传动带35上下移动。如图2所示，第一传动轮33和第二传动轮34为齿轮，且第一传动带35为同步齿形带。由图2的示例性方案本领域技术人员还可以容易地理解其他实施方案。例如，第一传动轮33和第二传动轮34还可以为链轮，此时与第一传动轮33和第二传动轮34相配套的第一传动带35为链条。再例如，第一传动轮33为齿轮，第二传动轮34为链轮，此时与第一传动轮33和第二传动轮34相配套的第一传动带35的一部分为齿形带，另一部分为链条。

立柱30设置有用于驱动传动轮进行正转和/或反转的马达32。在某些实施方案中，马达32与第一传动轮33联接，此时第二传动轮34为从动轮。在某些实施方案中，马达32与第二传动轮34联接，此时第一传动轮33为从动轮。在某些实施方案中，马达32为两个，分别与第一传动轮33和第二传动轮34联接，从而分别用于驱动第一传动轮33和第二传动轮34转动。马达32例如可以为具有自锁功能的刹车电机、蜗轮蜗杆减速电机等，在马达32停止转动时能够自锁，使竖直移动块22保持位置而不下落。需要说明的是，为了避免低温气体可能对于马达32的影响，优选地，将马达32设置在立柱30的上端，与第一传动轮33联接。

在立柱30上还设置有用于控制马达32的控制器40。控制器与马达32电连接。控制器40可以是手动控制器，操作者能够手动控制马达32进行正转或反转，从而使竖直移动块22相应地向上或向下移动。控制器40还可以是遥控控制器，操作者可以通过例如无线遥控控制马达电源的开启或关闭，以及马达的正转或反转。控制器40还可以是自动控制器，此时由例如处理器根据收集的信息运算后发出执行命令至自动控制器。

横臂部20可以与竖直移动块22固定连接，从而使冷冻存储装置的生物样本提取部可以在垂直的平面内进行上下左右移动。优选地，横臂部20与竖直移动块22可转动连接。例如，通过铰链轴21连接至竖直移动块22。在一种示例性实施方案中，竖直移动块22与铰链轴21固定连接，横臂部20与铰链轴21以能够相对转动的方式连接。在另一种实施方案中，横臂部20与铰链轴21固定连接，竖直移动块22与铰链轴21以能够相对转动的方式连接。

挂钩10包括吊索和设置在吊索下端的钩头。在某些实施方案中，根据实际情况由人工控制挂钩的移动。此时操作者可以例如直接用手抓着挂钩10进行移动，在这种情况下，将吊索的上端与滚动轴承11相联接。此时，滚动轴承11相当于本发明中的水平移动部。

在某些实施方案中，通过驱动装置来控制挂钩10根据实际情况进行水平移动，此时不需要例如操作者直接用手抓着移动这样的人工操作。在一种示例性实施方案中，通过图2所示的第二传动带115驱动挂钩10进行水平移动。具体地，将吊索的上端连接至设置在两个滚动轴承11之间的水平移动块112。在滚动轴承11沿着滑槽水平移动的时候，带动水平移动块112以及挂钩10一起进行水平移动。

横臂部20的内腔中，一端设有可转动的第三传动轮113、另一端设有可转动的第四传动轮114，第二传动带115绕过第三传动轮113和第四传动轮114。与第一传动轮和第二传动轮相似，第三传动轮113和第四传动轮114例如可以为齿轮或者链轮，当第三传动轮113和第四传动轮114为齿轮时，第二传动带115为同步齿形带；当第三传动轮113和第四传动轮114为链轮时，第二传动带115为链条。第二传动带115与水平移动块112固定连接，用于带动水平移动块112在水平方向往复移动。

为了控制第三传动轮113和第四传动轮114的运动，可以设置另外的马达。例如，如图3所示的实施例中，横臂部20的靠近立柱30的一端固定有马达116，马达116与第三传动轮113联接，用于带动第三传动轮113转动。虽然本实施例中未示出，但是本领域技术人员容易理解，本实施例还可以进一步包括与马达116电连接的控制开关。该控制开关可以是人工操作控制、遥控控制或自动控制。

在通过第二传动带115驱动水平移动块112的情况下，滚动轴承11和水平移动块112的组合相当于本发明中的水平移动部。

将在后面详细说明利用本实施例的冷冻存储装置进行生物样本例如干细胞的放置和取出的过程。

实施例2

图4示意性地示出了第二种生物样本冷冻存储装置。图5是图4中的B-B剖视图。

与实施例相比，本实施例的区别在于采用齿轮齿条传动结构实现竖直移动块22的升降。因此，以下将重点说明齿轮齿条传动结构及其作用。省略对与实施例1相同或相似的要素的说明。

如图4和图5所示，本实施例的生物样本冷冻存储装置中，马达32固定在竖直移动块22上。马达32的输出轴上固定有与该输出轴同轴的齿轮36，在立柱30上固定有与该立柱30延伸方向相同的齿条37，齿轮36与齿条37啮合。

马达32能够通过带动齿轮36转动，进而带动竖直移动块22沿着立柱30在上下方向上移动。本实施例中，马达32例如可以为具有自锁功能的刹车电机或者蜗轮蜗杆减速电机。另外，马达32与控制器电连接，从而可以通过控制器控制马达32的开启或关闭。

实施例3

图6中示意性地示出了第三种生物样本冷冻存储装置的结构。图7是图6中的重量传感器12的结构示意图。

如图6所示，与实施例1的结构相比，本实施例的区别在于挂钩10中增加了用于检测挂钩10是否处于承重状态的重量传感器12。因此，以下将重点说明重量传感器12的结构和作用。省略对与实施例1相同或相似的要素的说明。

如图7所示，重量传感器12包括壳体120和设置在壳体120中的上磁体121、下磁体122、光发射器123、光接收器124和活动块125。

挂钩10的吊索连接至壳体120的顶部。活动块125能够在壳体120内上下移动，并且挂钩10的钩头连接至活动块125的下表面。当活动块125向下移动到与壳体120的底面接触时，通过壳体120的底面支撑活动块125。

光发射器123和光接收器124彼此间隔开地设置于上磁体121的下表面。在不受阻挡的情况下，从光发射器123发出的光被光接收器124接收。光接收器124能够基于是否接收到光来输出相应的信号。光发射器123和光接收器124的位置可以互换，而不限于图7所示的情况。另外，可以用同时具有发射光和接收光这两种功能的元件代替光发射器123和光接收器124。

在壳体120内，上磁体121固定在壳体120的顶部，下磁体122固定在活动块125的上表面。上磁体121和下磁体122布置成以异性磁极相互面对，图7中示出了上磁体121的N极与下磁体122的S极相互面对的情况，并且活动块125在壳体120内已经移动到最下方并被壳体120的底面支撑。下磁体122的高度(即图中上下方向上的尺寸)比光发射器123的高度(即图中上下方向上的尺寸)和光接收器124的高度(即图中上下方向上的尺寸)都高。此时，在上磁体121和活动块125之间的间隙为最大间隙G。以H表示下磁体122的高度，则活动块125在壳体120内的上下方向上的移动行程为G－H。

当上磁体121和下磁体122彼此吸合在一起时，下磁体122位于光发射器123和光接收器124之间并形成阻挡，使得光接收器124不能接收到从光发射器123发出的光，此时光接收器124例如可以输出高电平信号。当活动块125向下移动至与壳体120的底面相接触时，下磁体122不阻挡光接收器124接收从光发射器123发出的光，此时光接收器124例如可以输出低电平信号。

为了检测挂钩10是否处于承重状态，需要将上磁体121和下磁体122彼此吸合在一起时的吸引力设计成满足如下关系：该吸引力小于等于下磁体122的重量、活动块125的重量、钩头的重量和载置样本用的样本架的重量之和，但大于下磁体122的重量、活动块125的重量和钩头的重量之和。

这样，一旦挂钩10的钩头确实地钩住了样本架时，由于样本架上还放置了样本，使得上磁体121和下磁体122彼此吸合在一起时的吸引力被下磁体122的重量、活动块125的重量、钩头的重量、样本架的重量以及样本的重量之和克服，从而活动块125会向下移动，形成图7所示的具有最大间隙G的状态。相应地，光接收器124输出例如低电平信号来表示挂钩10已经处于承重状态。

如果挂钩10的钩头并未钩住样本架，则上磁体121和下磁体122彼此吸合在一起时的吸引力不会被克服。相应地，光接收器124输出例如高电平信号来表示挂钩10并未处于承重状态。

与实施例1相比，本实施例的生物样本冷冻存储装置能够自动检测挂钩10是否处于承重状态。因此，在从容器内进行提取生物样本时，能够使操作者在不接近容器时仍能确认挂钩10是否确实地钩住样本架和/或是否与样本架确实地脱开。特别是在例如由于液氮而形成的低温环境中，重量传感器12中的上磁体121、下磁体122、光发射器123、光接收器124和活动块125均能够正常的工作，确保对承重状态进行准确的自动检测。

如果采用弹簧替代磁体121和122提供使传感器回位的力，则由于弹簧的弹簧系数在低温下发生改变，因而不可避免地会产生回位力改变的情况，从而不能保证准确地进行检测。如果采用电连接的通断方式代替光发射器123、光接收器124来检测活动块125的行程，则由于在低温环境下可能产生的冷凝水(或冰)而使得电路的连接处容易产生误通断，从而也不能保证准确地进行检测。

实施例4

图8中示意性地示出了第四种生物样本冷冻存储装置的结构。

与实施例1的结构相比，本实施例的区别在于增加了用于采集存储容器1内的图像信息的摄像装置13。摄像装置13可以对所移动的样本进行拍摄。因此，以下将重点说明摄像装置13的作用。省略对与实施例1相同或相似的要素的说明。

可以使用例如数字照相机、摄像头等作为摄像装置13。可以将摄像装置13设置在横臂部20上，也可以将摄像装置13设置在立柱30上或者其它位置，只要能够通过摄像装置13拍摄到样本即可。图8中示出了将摄像装置13设置在横臂部20的远离立柱30的一端，摄像装置13能够移动至容器1的入口2上方，便于观测到容器1中样本的位置。

与实施例1相比，本实施例的生物样本冷冻存储装置能够以图像或视频方式实时监控所移动的样本，因而能够避免操作者为了观察样本而靠近容器。

另外，本领域技术人员根据本实施例可以做相应的变化，例如可以将摄像装置13替换为位置测量装置，例如激光测距装置等。可以使用激光测距装置采集存储容器1内的位置信息。例如，使用激光测距装置采集存储容器1内的在样本存放点附近的位置，从而可以判断出挂钩10是否已经移动到期望的水平位置和高度位置。

以下将说明使用上述生物样本冷冻存储装置的样本移动方法的示例。

该示例性的样本移动方法可以包括如下步骤：竖直移动步骤，其中，使竖直移动块22相对于基座31在竖直方向上移动，从而使挂钩10到达期望的高度；水平移动步骤，其中，使竖直移动块22在水平方向上移动，从而使挂钩10到达期望的水平位置；以及承重状态判断步骤，其中，判断挂钩10是否处于承重状态。

在竖直移动步骤中，通过驱动马达32正转或反转，使竖直移动块22在上下方向上到达期望的位置。

在水平移动步骤中，包含了使横臂部20相对于立柱30在水平方向上转动的操作和使水平移动部在水平方向上相对于横臂部20移动的操作。可以由操作者用手直接带动横臂部20和水平移动部进行水平移动步骤中的这些操作。也可以由操作者用手推动横臂部20相对于立柱30在水平方向上转动，然后驱动马达116使水平移动部进行水平移动。

在承重状态判断步骤中，可以由操作者目视判断挂钩10是否处于承重状态，可以通过重量传感器10判断挂钩10是否处于承重状态。

在使用上述示例性的样本移动方法将样本放置到容器中时，可以执行如下步骤：将样本放置在样本架上并用挂钩10钩住样本架；然后，执行承重状态判断步骤，其中，当判断挂钩10已经处于承重状态时，执行竖直移动步骤和水平移动步骤；然后，通过执行竖直移动步骤和水平移动步骤使样本架到达容器的入口的正上方；然后，以使样本架落下的方式执行竖直移动步骤，从而使样本架被放置到容器中；然后，执行水平移动步骤，从而使挂钩10到达在竖直方向上观察时不与样本架重叠的位置；然后，以使挂钩10升起的方式执行竖直移动步骤，直至挂钩10从容器中移出。

在将样本放置到容器中的过程中，为了保护操作者，可以在样本架到达容器1的入口2的正上方之后再打开容器1的入口2。此时，操作者可以远离容器1，并通过生物样本冷冻存储装置进行后续的步骤，无需担心操作者受到低温环境的不良影响。

在使用上述示例性的样本移动方法将样本从容器中取出时，执行如下步骤：执行竖直移动步骤和水平移动步骤，同时执行承重状态判断步骤，直到挂钩进入容器中并钩住放置样本的样本架；然后，以使样本架升起的方式执行竖直移动步骤，从而使样本架完全移出容器；然后，执行水平移动步骤，从而使样本架到达在竖直方向上观察时不与容器重叠的位置；然后，以使样本架落下的方式执行竖直移动步骤，从而使样本架降到期望的高度。此时，操作者可以从样本架上取下样本。

在将样本从容器中取出的过程中，为了保护操作者，可以在样本架从容器中升起之后封闭容器的入口，避免液氮从容器中散出，然后再执行后续的步骤。此时，散到容器周围的空气中的液氮的量不多，空气的温度不会太低，因而能够避免操作者受到低温环境的不良影响。

以上结合附图说明了本发明的生物样本冷冻存储装置的示例性实施方式。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。例如可以将实施例3的结构和实施例4的结构相结合，即在生物样本冷冻存储装置中同时设置重量传感器12和摄像装置13。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施方式仅是示例性的。

Claims (7)

1.一种生物样本冷冻存储装置，其包括存储容器和固定于所述存储容器的存取装置，其特征在于：

所述存储容器包括能够容纳冷冻保存液的罐体和位于所述罐体上部的容器口；和

所述存取装置包括立柱、横臂部和生物样本提取部，所述立柱设置有竖直移动部，所述竖直移动部能够沿所述立柱在竖直方向上移动，所述横臂部设置有水平移动部，所述水平移动部能够沿所述横臂部在水平方向上移动；所述横臂部设置于所述竖直移动部，从而使所述横臂部能够在竖直方向上下移动，所述生物样本提取部设置于所述水平移动部，从而使所述生物样本提取部能够在水平方向上移动，并且所述生物样本提取部中包括载置样本用的样本架，

其中，所述生物样本提取部包括与所述水平移动部连接的吊索和设置在所述吊索下端的钩头，所述吊索中设置有用于检测所述钩头是否处于承重状态的重量传感器，所述重量传感器适用于所述存储容器内的低温环境；

所述重量传感器包括壳体和设置在所述壳体中的上磁体、下磁体、光发射器、光接收器和活动块，其中：

所述吊索连接至所述壳体的顶部；

所述活动块能够在所述壳体内上下移动，并且所述钩头连接至所述活动块的下表面；

所述上磁体固定在所述壳体的顶部；

所述光发射器和所述光接收器彼此间隔开地设置于所述上磁体的下表面，在不受阻挡的情况下，从所述光发射器发出的光被所述光接收器接收；

所述下磁体固定在所述活动块的上表面；

所述上磁体和所述下磁体布置成以异性磁极相互面对；

当所述上磁体和所述下磁体彼此吸合在一起时所述下磁体位于所述光发射器和所述光接收器之间并形成阻挡，使得所述光接收器不能接收到从所述光发射器发出的光；

当所述活动块向下移动至与所述壳体的底面相接触时，所述下磁体不阻挡所述光接收器接收从所述光发射器发出的光；并且

当所述上磁体和所述下磁体彼此吸合在一起时的吸引力小于等于所述下磁体的重量、所述活动块的重量、所述钩头的重量和所述样本架的重量之和，但大于所述下磁体的重量、所述活动块的重量和所述钩头的重量之和。

2.根据权利要求1所述的生物样本冷冻存储装置，其特征在于，所述生物样本冷冻存储装置中设置有用于采集所述存储容器内的图像信息的摄像装置或用于采集所述存储容器内的位置信息的激光测距装置。

3.根据权利要求1所述的生物样本冷冻存储装置，其特征在于，所述立柱进一步包括：

可转动地设置于所述立柱上端的第一传动轮；

可转动地设置于所述立柱下端的第二传动轮；

绕过所述第一传动轮和所述第二传动轮的第一传动带，所述竖直移动部连接于所述第一传动带的固定位置；和

马达，所述马达与所述第一传动轮联接，通过所述马达驱动所述第一传动轮转动。

4.根据权利要求1所述的生物样本冷冻存储装置，其特征在于，所述生物样本冷冻存储装置进一步包括：

沿着所述立柱的方向延伸且与所述立柱固定连接的齿条；

固定于所述竖直移动部上的马达；和

与所述马达联接的齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。

5.根据权利要求1所述的生物样本冷冻存储装置，其特征在于，所述横臂部通过铰链轴连接至所述竖直移动部，所述横臂部和所述竖直移动部中的一者与所述铰链轴固定连接，所述横臂部和所述竖直移动部中的另一者与所述铰链轴以能够相对转动的方式连接；

所述生物样本冷冻存储装置进一步包括设置于所述横臂部的滑槽，所述水平移动部以能够沿所述滑槽水平移动的方式设置于所述横臂部。

6.根据权利要求2-5任一项所述的生物样本冷冻存储装置，其特征在于，所述生物样本冷冻存储装置进一步包括：

可转动地设置于所述横臂部第一端的第三传动轮；

可转动地设置于所述横臂部第二端的第四传动轮；

绕过所述第三传动轮和所述第四传动轮的第二传动带，所述水平移动部连接于所述第二传动带的固定位置；和

与所述横臂部固定连接的马达，所述马达与所述第三传动轮联接。

7.一种生物样本移动方法，其使用根据权利要求1至6中任一项所述的生物样本冷冻存储装置，其特征在于，所述生物样本移动方法包括如下步骤：

竖直移动步骤，其中，使所述竖直移动部相对于所述存储容器在竖直方向上移动，从而使所述生物样本提取部到达期望的高度；

水平移动步骤，其中，使所述水平移动部在水平方向上移动，从而使所述生物样本提取部到达期望的水平位置；以及

承重状态判断步骤，其中，通过使用所述重量传感器，判断所述生物样本提取部是否处于承重状态，

其中，所述生物样本提取部中设置有挂钩，

在使用所述生物样本移动方法将样本放置到所述存储容器中时，执行如下步骤：

将样本放置在所述样本架上并用所述挂钩钩住所述样本架；然后，

执行所述承重状态判断步骤，其中，当判断所述挂钩已经处于承重状态时，执行所述竖直移动步骤和所述水平移动步骤；然后，

通过执行所述竖直移动步骤和所述水平移动步骤使所述样本架到达所述存储容器的入口的正上方；然后，

以使所述样本架落下的方式执行所述竖直移动步骤，从而使所述样本架被放置到所述存储容器中；然后，

执行所述水平移动步骤，从而使所述挂钩到达在竖直方向上观察时不与所述样本架重叠的位置；然后，

以使所述挂钩升起的方式执行所述竖直移动步骤，直至所述挂钩从所述存储容器中移出，以及

在使用所述生物样本移动方法将样本从所述存储容器中取出时，执行如下步骤：

执行所述竖直移动步骤和所述水平移动步骤，同时执行所述承重状态判断步骤，直到所述挂钩进入所述存储容器中并钩住所述样本架；然后，

以使所述样本架升起的方式执行所述竖直移动步骤，从而使所述样本架完全移出所述存储容器；然后，

执行所述水平移动步骤，从而使所述样本架到达在竖直方向上观察时不与所述存储容器重叠的位置；然后，

以使所述样本架落下的方式执行所述竖直移动步骤，从而使所述样本架降到期望的高度。

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