EP2928291A1 - Cryogenic storage device and method for operating same - Google Patents

Cryogenic storage device and method for operating same

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Publication number
EP2928291A1
EP2928291A1 EP13805275.8A EP13805275A EP2928291A1 EP 2928291 A1 EP2928291 A1 EP 2928291A1 EP 13805275 A EP13805275 A EP 13805275A EP 2928291 A1 EP2928291 A1 EP 2928291A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coolant
cooling section
storage
hood
sample
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13805275.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter R. Fuhr
Heiko Zimmermann
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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 Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2928291A1 publication Critical patent/EP2928291A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
    • A01N1/02—Preservation of living parts
    • A01N1/0236—Mechanical aspects
    • A01N1/0242—Apparatuses, i.e. devices used in the process of preservation of living parts, such as pumps, refrigeration devices or any other devices featuring moving parts and/or temperature controlling components
    • A01N1/0252—Temperature controlling refrigerating apparatus, i.e. devices used to actively control the temperature of a designated internal volume, e.g. refrigerators, freeze-drying apparatus or liquid nitrogen baths
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00—Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
    • A01N1/02—Preservation of living parts
    • A01N1/0236—Mechanical aspects
    • A01N1/0242—Apparatuses, i.e. devices used in the process of preservation of living parts, such as pumps, refrigeration devices or any other devices featuring moving parts and/or temperature controlling components
    • A01N1/0252—Temperature controlling refrigerating apparatus, i.e. devices used to actively control the temperature of a designated internal volume, e.g. refrigerators, freeze-drying apparatus or liquid nitrogen baths
    • A01N1/0257—Stationary or portable vessels generating cryogenic temperatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B01L1/02—Air-pressure chambers; Air-locks therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/50—Cryostats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/046—Function or devices integrated in the closure
    • B01L2300/047—Additional chamber, reservoir

Definitions

  • the invention relates to a cryogenic storage device, in particular for storing samples in the cryopreserved state, comprising a storage container for receiving and cooling the samples, a hood device which forms a hood space adjacent to the storage container, and a sample carrier , which is arranged for temporary sampling in the hood space.
  • the invention further relates to a method for handling samples in the cryopreserved state using a cryogenic storage device with a storage container and a hood device.
  • cryogenic (or cryopreserved) warehouses especially for the storage of living cell material, with sample numbers ranging from tens of thousands to several millions
  • sample numbers ranging from tens of thousands to several millions
  • automation should enable improved implementation of SOP conditions (SOP: Standard Operation Procedures), as complete documentation as possible, and minimization of operator errors, as required in the biomedical field.
  • hoods In practice, however, the use of hoods over storage containers has proven disadvantageous due to the following problems.
  • the cooling of a hood leads with its increasing size to temperatures below - 80 ° C to a high coolant expense and a process delay in the range of z. B. 10 to 30 minutes.
  • These problems still aggravate if a cooling of the hood to the storage temperature in the storage container, z. B. - 150 ° C, is sought.
  • Multiple sampling or storage of samples significantly increases LN2 consumption. If the temperature in the hood is to be kept reduced over a longer period of time, this requires good heat insulation and leads to a compact, expansive construction of the hood device, which negatively influences the costs and manageability.
  • the object of the invention is to provide an improved cryogenic storage device which avoids the disadvantages of conventional techniques.
  • the object of the invention is in particular to minimize the heating of a sample during the removal or storage, the icing, and / or the contamination of the sample container surface with the least possible technical effort, to minimize the LN2 ⁇ consumption, in particular for a hood cooling or to avoid, and / or to enable the smallest possible, small hood devices with reduced susceptibility to low temperatures.
  • the object of the invention is also to provide an improved method for operating a cryogenic storage facility, with which disadvantages of conventional techniques are avoided.
  • the stated object is achieved by a cryogenic storage device which is set up for storing samples at low temperatures, in particular for storing biological samples in the cryopreserved state.
  • the cryogenic storage facility comprises a storage bin, e.g. B. a thermally-insulated cryo-tank with an interior, which is compared to the environment by a De- ckelabimposing is closed.
  • the interior is adapted for receiving liquid nitrogen, which typically forms a liquid nitrogen reservoir (so-called nitrogen lake) at the bottom of the storage container.
  • the interior is arranged for receiving the samples.
  • carrier devices for example, carrier devices (shelves, so-called "racks" can be arranged in the interior.
  • the samples may be stored refrigerated at a predetermined storage temperature in the storage container directly in the reservoir of liquid nitrogen or in the nitrogen vapor which forms in the interior space above the reservoir of liquid nitrogen.
  • the cryogenic storage facility is configured for a storage temperature of -80 C ° or below, more preferably -150 C ° or below.
  • the cryogenic storage device further comprises a hood device, which is arranged adjacent to the storage container.
  • a hood space is formed above the cover section, which is delimited by the hood device with respect to the wider surroundings.
  • the hood space forms a lock chamber, in which the samples are temporarily arranged prior to introduction into the storage container or after removal from the latter, if necessary in conjunction with a part of a carrier device.
  • the hood device for the temporary sample holder can optionally be equipped with a sample carrier.
  • the cryogenic storage device further comprises a flushing device with a coolant vessel from which a coolant, such as.
  • a coolant such as.
  • the purging device is equipped with at least one coolant line leading from the coolant vessel into the hood space.
  • the coolant line is required for supply of a portion of the hood space with the coolant set up such that the storage temperature of the samples in the storage container is adjustable in the relevant subregion.
  • the partial area which is referred to below as the cooling section, is provided for the temporary sample arrangement. While the storage temperature is adjustable in the cooling section, a temperature gradient to higher temperatures forms in the vicinity of the cooling section in the hood area.
  • the cooling section is not a mechanically delimited area, but a room area in which the storage temperature can be adjusted by the coolant flow.
  • the extent of the cooling section is thus dependent on the number and cooling capacity of the coolant lines, but in any case smaller than the volume of the hood area.
  • the flushing device with the at least one coolant line is designed so that the storage temperature is set locally exclusively in the cooling section, but not in the rest of the hood area.
  • a cryogenic tank or before an introduction into the interior of the storage container in the hood space of an adjacent to the storage container hood device are arranged in a localized cooling section at the storage temperature, while the temperature is increased in the rest hood space relative to the cooling section.
  • the at least one coolant line is designed for permanent loading of the cooling section with the coolant flow, unwanted heating of the sample in the hood area is avoided, as well as icing or contamination of the sample surface.
  • compact hoods can be used in which robotics, sensors and other components can be operated at elevated temperatures, up to room temperature.
  • sample any article which is subjected to cryopreservation in the storage container and contains one or more sample containers, e.g. As tubes, straws, capsules, bags or the like. and sample material in these, optionally in combination with a part of a carrier device comprises.
  • the sample material typically comprises biological material, such as cells, tissues, cell components or biological macromolecules.
  • the sample which is kept cooled according to the invention in the cooling section to storage temperature, z. B. comprise one or more sample tubes or a carrier with one or more sample tubes.
  • the cooling section in the hood area can be speaking have a volume that is application-adapted to the samples used and at least 100 cm 3 , z. B. is at least 500 cm 3 .
  • a single coolant line may be sufficient for cooling, while larger samples may have multiple coolant lines.
  • various variants are available to supply the rinsing device of the cryogenic storage device according to the invention with the coolant.
  • this includes
  • Coolant cold nitrogen gas in particular vapor of liquid nitrogen, which is formed at atmospheric pressure over a reservoir of liquid nitrogen.
  • the coolant vessel is a vessel for receiving liquid nitrogen.
  • the coolant vessel is formed by the storage container of the cryogenic storage device.
  • the liquid nitrogen in the storage container can be used both for cooling the samples in the storage container and for providing the coolant flow for cooling the cooling section in the hood area.
  • an additional container for holding liquid nitrogen, which forms the coolant vessel of the rinsing device can be arranged outside the storage container. The provision of the additional container has advantages for the construction of the cryogenic storage device according to the invention with the available components of conventional storage facilities.
  • the coolant may be a gas other than nitrogen, in particular an anhydrous gas, such.
  • an anhydrous gas such as oxygen, an inert gas or carbon dioxide.
  • a thermoelectric cooling of the coolant in the coolant vessel and / or in the coolant line is preferably provided.
  • This embodiment of the invention may have advantages in terms of the compactness of the cryogenic storage facility and the rate of temperature adjustment have in the cooling section.
  • a heating device such as an electrical resistance heater, is arranged in the storage container and / or in the additional container for holding liquid nitrogen. By actuating the heater, the formation of nitrogen vapor can be supported and thus the flow of coolant toward the cooling section can be increased.
  • the at least one coolant line preferably extends from the interior of the storage container through its lid portion up to the cooling section.
  • An inner end of the coolant line is preferably located directly above the surface of the liquid nitrogen in the storage container, while an outer end of the coolant line in the hood space is directed onto the cooling section, in particular onto a sample arranged in the latter.
  • this can be equipped at its outer end with a nozzle.
  • the hood device may be equipped with a sample carrier which is arranged in the cooling section and adapted for receiving samples.
  • the sample carrier can z. B. fix at least a single sample or a group of samples or a part of a rack, for example, to allow preparation for further sample handling or sample processing.
  • one or more of the following measures to improve the localized cooling effect in the cooling section, in particular on the sample carrier be realized.
  • a deflection device can be arranged at the cooling section, with which coolant flowing out of the coolant line can be directed into the cooling section. The deflection comprises z. B.
  • a shielding device can be arranged, which extends over the cooling section.
  • the shielding device comprises a curved surface component with which sinking gases in the hood space are deflected away from the cooling section.
  • the sample carrier in the cooling section can be connected via heat-conducting elements to a heat sink, in particular to the interior of the storage container.
  • a heat sink in particular to the interior of the storage container.
  • the cooling section is equipped with a temperature sensor
  • the temperature sensor such as. B. a thermoelectric sensor
  • the automation of the cryogenic storage device is supported by the temperature sensor.
  • the cryogenic storage device can in particular be equipped with a control circuit in which, depending on the current temperature in the cooling section and a setpoint temperature, the purging device, in particular the amount and / or temperature of the coolant flow, are controlled.
  • the storage container of the cryogenic storage device according to the invention is closed with the lid portion.
  • the lid portion is provided with a closable lid opening which is smaller than the lid portion. The provision of the lid opening, the z. B.
  • the cover opening and the cooling section in the hood space are preferably arranged directly adjacent to one another. This embodiment of the invention reduces the loading of samples during transport between the interior of the storage container and the hood space with foreign gases and improves the long-term cooling of the samples even during transport.
  • the drives of the first and / or second transfer means can be arranged in the hood space at a distance from the cooling section. Adverse effects of low temperatures on the drives are advantageously avoided, and the reliability of the sample transport is improved.
  • the second transfer device comprises a transport container, which is set up for receiving samples and can be cooled with the purging device in the cooling section. Samples can be placed in the cooling section directly in the transport container and cooled, before they are then transported into the interior of the storage container or in the outer environment of the hood device.
  • the cryogenic storage device can be equipped with a cleaning device which is set up to remove condensate from surfaces in the cooling section, in particular from sample surfaces.
  • the cleaning device acts mechanically and / or thermally on the surface to be cleaned in order to remove the condensate by a mechanical action, for. B. with a vibrating brush, and / or a thermal action, for. B., a short-term local heating to remove.
  • the provision of the cleaning device has the advantage, in the event of disruption of the flushing device or any incomplete shielding of the sample in the cooling section of ambient gases, of unwanted precipitation from surfaces, in particular the samples.
  • the cryogenic storage device advantageously enables automated operation with increased reliability compared to conventional techniques. Since numerous components are arranged and operated in the non-cooled or only slightly cooled part of the hood space ben, the susceptibility of the cryo-storage facility is reduced.
  • a control device is provided with which the purging device, in particular using the aforementioned control circuit, the lid opening, the first transfer device, the second transfer device and / or the cleaning device are controllable.
  • the control device can perform the actuation of said components according to a predetermined, dependent on the conservation task program.
  • FIGS. 1 to 4 are schematic perspective views of preferred embodiments of the cryogenic storage devices according to the invention.
  • FIGS. 5 and 6 are schematic illustrations of cleaning devices with which the cryogenic storage device according to the invention can be equipped;
  • FIG. 7 shows a schematic side view of a further embodiment of the cryogenic storage device according to the invention with a control device
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of further details of the cover section of a cryogenic storage device according to the invention.
  • Embodiment of the invention are described below with reference to an example, in particular the purging device and its operation. Details of the cryopreservation of samples, in particular sample preparation and Construction and operation of a cryogenic tank are not described, as far as they are known from conventional techniques.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the inventive cryogenic storage device 100 with the storage container 10, the hood device 20 and the rinsing device 30, which are shown here for illustrative purposes in a perspective phantom view.
  • the storage container 10 is a cryogenic tank (Dewar vessel) with an interior 11 which is closed laterally and towards the bottom by a peripheral container wall and which is closed at the top by a cover section 13.
  • the cover section 13 has a closable cover opening 16, by means of which a schematically shown sample 1 can be transferred from the interior 11 into the adjacent cover device 20.
  • a reservoir 12 liquid nitrogen at a temperature of z.
  • the inner space 11 is filled with nitrogen vapor, in which a temperature of z. B. - 150 C ° results.
  • the temperature in the nitrogen vapor is the storage temperature in the storage container 10.
  • liquid nitrogen carrier devices (not shown, see Figures 4 and 7) in the form of racks, which Carry variety of biological samples.
  • the storage container 10 is shown only schematically in FIG. In the practical design of a cryogenic tank this is additionally provided with lines for the supply of liquid nitrogen and possibly for the removal of excess nitrogen vapor. Furthermore, the storage container 10 is equipped with a heating device 14, the one in the reservoir 12 liquid Nitrogen-mounted resistance heating includes. The heating device 14 is connected via electrical connection lines 15 to an external power source (not shown) and optionally to a control device (see FIG. 7).
  • the hood device 20 includes a z. B. cylindrical or cuboidal hood 21 which is placed on top of the lid portion 13, so that the lid opening 16 is covered by the hood.
  • the hood 21 includes a hood cavity 22, which is predominantly filled with ambient air or nitrogen. Excess gas can from the hood space 22 z. B. be derived via an optionally provided siphon 23 to the outside. With outflow through the siphon 23 contaminations of the hood space 22 are avoided by incoming air from the outside.
  • the rinsing device 30 comprises a coolant vessel 32, which in the illustrated embodiment is formed by the storage vessel 10 with the reservoir 12 of liquid nitrogen. Furthermore, the flushing device 30 has a coolant line 31 which leads from the coolant vessel 32 (storage container 10) through the cover section 13 into the hood space 22. The inner end of the coolant line 31 opens in the interior 11 of the storage container 10 above the reservoir 12 liquid nitrogen, while the outer end of the coolant line 31 is directed to a cooling section 24 (circled in dashed lines) in the hood space 22. The coolant line 31 is aligned so that a coolant stream of cold nitrogen is flushed directly over the sample 1 in the cooling section 24.
  • the cooling section 24 is created, in which the storage temperature, which is given in the interior 11 of the storage container 10, locally limited also in the hood space 22 is provided. This allows the sample 1 in the cooling section 24 to have the same cryopreservation conditions. conditions as in the interior 11 of the storage container 10th
  • the sample 1 is conveyed through the lid opening 16 of the first with a first transfer device (not shown, see, for example, FIGS Cover section 13 transported in the cooling section 24. Since the same nitrogen gas phase is created in the cooling section 24 via the coolant line 31 as in the interior 11, the preservation conditions for the sample 1 in the cooling section 24 with respect to the interior are unchanged. From the cooling section 24, the sample 1 can then be provided with a second transfer device (not shown, see, for example, FIGS. 4 and 7), e.g. B. be moved by an access opening in the wall of the hood 21 or during a temporary lifting of the hood 21 to the outside.
  • a second transfer device not shown, see, for example, FIGS. 4 and 7
  • the supply of nitrogen vapor as coolant through the coolant line 31 is effected by the permanent conversion of liquid nitrogen into vaporous nitrogen in the internal space 11. Since the storage vessel 11 is sealed by the lid portion 13, all the nitrogen vapor flows through the coolant Line 31. If the coolant flow is too low to maintain the desired storage temperature at the sample carrier 25, the coolant flow may be boosted by actuation of the heater 14.
  • FIG. 2 diagrammatically illustrates a modified embodiment of the cryogenic storage device 100 according to the invention with the storage container 10, the hood device 20 and the rinsing device 30.
  • the rinsing device 30 comprises a separate auxiliary vessel 33 as a coolant vessel. z.
  • a coolant line 31 extends into the hood space 22 to the cooling section 24, which is formed by the inflow of cold nitrogen vapor.
  • the coolant flow through the coolant conduit 31 may be controlled, as in the embodiment of FIG. 1, with a heater in the auxiliary vessel 33 (not shown).
  • the additional vessel 33 may alternatively be a reservoir of anhydrous gas, which is cooled thermoelectrically on the way through the coolant line 31 to the desired storage temperature.
  • the coolant vessel 32 can be provided by a further, adjacent storage container, which is shaped in size and shape as the storage container 10. For example, in one
  • FIG. 3 illustrates a further modified embodiment of the cryogenic storage device 100 according to the invention, in which, notwithstanding FIGS. 1 and 2, not a single coolant line but a plurality of coolant lines 31 are arranged, which are located between the inner space 11 of the storage container 10 and the hood space 22 of the hood device 20 extend.
  • the outer ends of the coolant conduits 31 are directed to the cooling section 24 above the lid section 13.
  • Samples 1, which are optionally arranged on a sample carrier 25 are rinsed with the vapor 2 cold nitrogen, which exits from the coolant lines 31 into the cooling section 24.
  • FIG. 3 shows that the hood device 20 can be provided with a hood 21 whose diameter is equal to that of the storage container 10.
  • a larger volume of the hood space 22 is thus created, the correspondingly more components for sample handling, such. B. can accommodate drives for transfer devices.
  • the cryogenic storage device 100 according to FIG. 3 can operate completely passively. This means that the heater 14 is not provided or is not operated.
  • the coolant flow required for adjusting the storage temperature at the sample carrier 25 is generated in this case exclusively by the evaporation of nitrogen from the reservoir 12 of liquid nitrogen. If an increased coolant flow is required, active cooling of the cooling section 24 can be accomplished by operating the heater 14.
  • the coolant lines 31 are distributed uniformly around the sample carrier 25 in order to achieve the most uniform, all-round rinsing of the samples 1 on the sample carrier 25. Since the refrigerant (cold nitrogen gas) is colder than the ambient atmosphere in the hood space 22, the ends of the coolant lines 31 are preferably located above the samples 1 on the sample carrier 25 so that the coolant flow falls on the samples 1 from above. Alternatively, however, the coolant flow may also be from below
  • nitrogen gas can flow continuously into the hood space 22.
  • the closable lid opening 16 remain open, so that the evaporating nitrogen gas flows from the storage container 10 through the lid opening 16 and the coolant lines 31 in the hood space 22.
  • the hood space 22 is not filled with ambient air but with dry nitrogen gas.
  • the escaping gas in the hood device 20 heats up, so that any condensate deposits (frost) between individual sampling are reduced.
  • FIG. 4 shows a further modified embodiment of the cryogenic storage device 100 according to the invention, in which a first transfer device 50 for sample transfer between the interior of the storage container 10 and the sample carrier 25 in the hood space 22 and a second transfer device 60 for sample transfer between the sample carrier 25 and an environment Cryo-bearing device 100 are provided.
  • the first transfer device 50 comprises a first drive 51 which is arranged in the hood space 22 or outside the hood device 20 and is coupled via a shaft 52 to a platform 53 in the inner space 11.
  • the carriers (racks) 17 are arranged with a plurality of cryo-samples.
  • a selected rack 17 can be moved under the lid opening 16 to transfer one or more samples to the sample carrier 25.
  • the selected rack 17 can be pulled through the lid opening 16 at least partially into the hood space 22.
  • the second transfer device 60 is used for movement, removal, introduction or further manipulations, for. B. contacting or identification of the samples 1 on the sample carrier 25.
  • the second transfer device 60 is equipped with a second drive 61 and a manipulation arm 62, with which the samples 1, for example, taken from the sample carrier 25 and in a transport container (not shown) can be implemented.
  • the manipulation arm 62 is equipped with a shielding device 26 in the form of a protective cap.
  • the shielding device 26 prevents sinking, cooling gases in the hood space 22 from settling on the sample 1.
  • the shielding device 26 may, for. B. a flat plate (as shown), a downwardly open, curved plate or a cup open at the bottom.
  • the shielding means 26 may be composed of a plurality of individual, overlapping elements.
  • the shielding means may comprise a bellows which is compressed or extended depending on the operating state of the second transfer means 60 in order to shield the cooling section 24 from falling, cooling gases.
  • the cryogenic storage device 100 may be equipped with a cleaning device 70, which is arranged adjacent to the sample carrier 25 in the hood space and for a thermal ( Figure 5) and / or mechanical ( Figure 6) elimination of condensate (frost, ice crystals) of sample surfaces in Cooling section 24 may be established.
  • a cleaning device 70 which is arranged adjacent to the sample carrier 25 in the hood space and for a thermal ( Figure 5) and / or mechanical ( Figure 6) elimination of condensate (frost, ice crystals) of sample surfaces in Cooling section 24 may be established.
  • undesirable condensate which has been deposited from an uncooled area of the hood space on the sample 1, are removed.
  • the condensate is shown schematically in FIGS. 5 and 6 as stars.
  • the cleaning device 70 comprises a coaxial double tube 71, whose inner tube is connected to a ner source of dry gas and the outer tube with a suction device (not shown) are connected.
  • the source of dry gas provides a dry gas stream at room temperature or at reduced temperature, up to storage temperature, under the effect of which, by sublimation or by brief, plus heating and evaporation, the condensate 3 is removed from the surface and mixed with the gas flow Outside tube is discharged.
  • a gas reflector 72 can be arranged on the side of the sample 1 opposite the double tube 71, with which the gas flow is reflected after passing the sample 1.
  • the gas reflector 72 thus supports the cleaning of the surface (de-icing) on all sides of the sample 1.
  • the mechanically acting cleaning device 70 also comprises a coaxial double tube 71, supplied through the inner tube dry gas to the surface of the sample 1 and gas through the outer tube is discharged with condensate components.
  • a cleaning tool 73 such. B. arranged a brush.
  • the cleaning device 70 can be exclusively mechanically effective, as is schematically illustrated in the left-hand part of FIG.
  • a cleaning tool 73 is disposed adjacent to the sample 1 and z. B. by a vibration drive (not shown) for cleaning the surface of the sample 1 operable.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment of the invention in which the cryogenic storage device 100 is equipped with a control device 80.
  • the control device 80 is equipped tet executes various programs for handling samples in the cryogenic storage device 100, such.
  • the control device 80 is coupled to the schematically illustrated and explained below components of the cryogenic storage device 100.
  • the cryogenic storage device 100 comprises, as described above, the storage container 10, the hood device 20 and the rinsing device 30.
  • the carrier devices 17 are arranged with samples 1.
  • the lid opening 16 comprises one or more closures 18 which are electromechanically actuated with the control device 80.
  • the purging device 30 comprises, as a coolant vessel, the storage container 10 and the coolant line 31, which is equipped with an actuator 34 for regulating the coolant flow through the coolant line 31.
  • the actuator 34 is also coupled to the controller 80.
  • the cooling section 24 is equipped with a temperature sensor 27 with which the local temperature in the cooling section 24 can be measured.
  • the temperature sensor 27 is coupled to the controller 80.
  • the controller 80 is also connected to the heater 14 to enhance, if necessary, the generation of cold nitrogen gas in the inner space 11 of the storage container 10.
  • the second transfer device 60 is arranged in the hood device 20 and, as explained above with reference to FIG. 4, with a manipulation arm 62 and a removal arm 62. screen device 26 equipped. Furthermore, the drive 61 of the second transfer device 60 enables the actuation of a transport container 63 for receiving samples and for transferring the samples into the environment of the cryo-storage device 100. The first transfer device 50 and the second transfer device 60 are likewise connected to the control device 80 coupled. '
  • the said components are actuated by the control device 80.
  • a sample is transferred into the cooling section 24, for example with the transport container 63.
  • this already has the storage temperature, or it is cooled in the cooling section 24 to the storage temperature.
  • a cleaning of the sample of condensate with the cleaning device 70 may be provided according to one of the variants shown in FIGS. 5 and 6. If the cooling capacity of the rinsing device 30 z. B. is too low when freezing the sample, this is detected by the temperature sensor 27, whereupon the control device 80, the heater 14 is actuated to increase the coolant flow through the coolant line 31.
  • the sample After provision of the sample, it can be introduced into the storage container 10 according to an introduction program.
  • the closures 18 of the lid opening 16 are opened, and the sample is taken with the first transfer device 50 in the support means 17 in the interior 11 of the storage container 10.
  • the removal of a sample is reversed by the transfer of the sample with the first transfer device 50 through the lid opening 15 to the cooling section 24.
  • the sample While maintaining the storage temperature, for. B. - 150 C °, the sample is transferred to the second transfer device 60 in the transport container 63 and z. B. for further use in the environment of the cryo-bearing device 100 transferred.
  • FIG. 13 Further details of the lid portion 13 of the cryogenic storage device are illustrated in FIG.
  • a lid opening 16 is provided, at the top of a sample carrier 25 is arranged.
  • the sample carrier 25 comprises z. B. a recording for several samples. 1
  • coolant lines 31 are guided through the lid opening, of which in each case a coolant line 31 opens into one of the receptacles of the sample carrier 25.
  • the recordings in the sample carrier 25 have lateral openings at which the coolant lines 31 terminate.
  • a coolant stream 2 of cold nitrogen gas is purged from the storage container to the samples 1, so that they are kept in the sample carrier 25 at storage temperature and remain free of ice.
  • the sample carrier 25 is made of a material with high thermal conductivity and / or heat capacity, such. B. aluminum, silver, copper, soapstone or ceramic produced.
  • the temperature in the immediate vicinity of the sample is detected by temperature sensors (not shown) in order to be able to control the coolant flow through the coolant lines 31.

Abstract

The invention relates to a cryogenic storage device (100), in particular for storing biological samples (1) in the cryopreserved state, comprising a storage container (cryogenic tank 10) for cooling the samples in a reservoir (12) of liquid nitrogen or in a nitrogen vapour above the reservoir, a hood (21), and a flushing device (30) for introduction of a coolant (preferably cold nitrogen gas) into the hood space (22). The storage container is closed by a lid section (13). The coolant conduit (31) of the flushing device opens in the hood space (22). The storage temperature is adjustable in a locally delimited cooling section (24) by the refrigerant stream (2). The flushing device comprises a coolant vessel (32), which is formed by the storage container (10) with the reservoir of liquid nitrogen and/or an additional container. The invention further relates to a method for operating the cryogenic storage device.

Description

Kryo-Lagereinrichtung und Verfahren zu deren Betrieb Die Erfindung betrifft eine Kryo-Lagereinrichtung, insbesondere zur Lagerung von Proben im kryokonservierten Zustand, umfassend einen Lagerbehälter zur Aufnahme und Kühlung der Proben, eine Haubeneinrichtung, die an den Lagerbehälter angrenzend einen Haubenraum bildet, und einen Probenträger, der zur temporären Probenaufnahme im Haubenraum angeordnet ist. The invention relates to a cryogenic storage device, in particular for storing samples in the cryopreserved state, comprising a storage container for receiving and cooling the samples, a hood device which forms a hood space adjacent to the storage container, and a sample carrier , which is arranged for temporary sampling in the hood space.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Handhabung von Proben im kryokonservierten Zustand unter Verwendung einer Kryo-Lagereinrichtung mit einem Lagerbehälter und einer Haubeneinrichtung . The invention further relates to a method for handling samples in the cryopreserved state using a cryogenic storage device with a storage container and a hood device.
Durch die zunehmende Verbreitung von Kryo-Lagern (oder: Kryo- Banken), insbesondere zur Ablage von lebendem Zellmaterial, mit Probenzahlen von einigen Zehntausend bis zu einigen Millionen besteht ein wachsendes Interesse an einer Automatisie- rung von Prozessabläufen beim Betrieb der Kryo-Banken. Mit der Automatisierung sollen insbesondere kostengünstige Lagerbedingungen erreicht werden. Des Weiteren soll die Automatisierung eine verbesserte Umsetzung von SOP-Bedingungen (SOP: Standard Operation Procedures) , eine möglichst lückenlose Do- kumentation und die Minimierung von Bedienfehlern ermöglichen, wie es im biomedizinischen Bereich gefordert wird. With the proliferation of cryogenic (or cryopreserved) warehouses, especially for the storage of living cell material, with sample numbers ranging from tens of thousands to several millions, there is an increasing interest in automating cryogenic bank operations. In particular, low-cost storage conditions should be achieved with automation. In addition, automation should enable improved implementation of SOP conditions (SOP: Standard Operation Procedures), as complete documentation as possible, and minimization of operator errors, as required in the biomedical field.
Die Automatisierung von Kryo-Banken mit Kühlung durch flüssigen Stickstoff (LN2) in Tanks bei Lagertemperaturen deutlich unter - 100°C wird bisher durch folgende Probleme erschwert: The automation of cryogenic banks with liquid nitrogen (LN2) cooling in tanks at storage temperatures well below -100 ° C has been hindered by the following problems:
- Vereisung von Proben, beweglichen Teilen wie Gelenken, Führungen etc., oder elektrischen Kontaktoberflächen durch kondensierende und ausfrierende Feuchtigkeit aus der Luft bei mehrmaligem Öffnen der Tanks, wie es in Kryo-Banken unumgänglich ist. - icing of samples, moving parts such as joints, guides, etc., or electrical contact surfaces due to condensing and freezing moisture the air when opening the tanks several times, as is inevitable in cryogenic banks.
- Vereisung der Probenoberfläche, wenn diese in die Umgebungsluft mit normaler Feuchtigkeit (30 bis 90%) ge- bracht werden.  - Glazing of the sample surface when it is brought into the ambient air with normal humidity (30 to 90%).
- Erwärmung der Proben mit zunehmender Miniaturisierung, wenn diese aus der tiefgekühlten LN2~Atmosphäre entnommen werden. Besonders kritisch wird das bei röhrchenförmigen Probenbehältern (so genannte Straws) und Probenvo- lumina unter 0,5 ml.  - Heating the samples with increasing miniaturization when they are removed from the frozen LN2 atmosphere. This becomes especially critical with tube-shaped sample containers (so-called straws) and sample volumes of less than 0.5 ml.
- Kontamination der Probengefäßoberfläche, wenn diese in nichtsterile Umgebung überführt werden.  Contamination of the sample vessel surface when transferred to non-sterile environment.
Die genannten Probleme, die bei den herkömmlichen Kryo-Banken je nach deren Bauart einzeln oder in Kombination auftreten, stellen bisher für eine langzeitrobuste automatisierte Probenverwaltung, inklusive der Ein- und Auslagerung von Proben, ein kritisches Hindernis dar. Verbesserungen wurden lediglich durch die Verwendung von Haubeneinrichtungen erreicht, die über Tanks oder Lagerbehälter, in denen Kryoproben gelagert sind, montiert werden, siehe z. B. DE 10 2011 012 887 AI, US 2007/169 488 AI (EP 1 768 782 AI) oder US 2006/156 753 AI (WO 2005/010499 A2 ) . Die Hauben, die z. B. mit trockenem Stickstoffgas vor der Öffnung des Lagerbehälters geflutet und kom- plett gekühlt werden, können als Schleusen zur Probenhandhabung verwendet werden. The above-mentioned problems, which occur individually or in combination with conventional cryogenic banks depending on their design, have hitherto been a critical obstacle to long-term robust automated sample management, including the storage and retrieval of samples. Improvements have been made only by the use of Hood devices that are mounted on tanks or storage containers in which Kryoproben are mounted, see, for. B. DE 10 2011 012 887 AI, US 2007/169488 AI (EP 1 768 782 AI) or US 2006/156 753 AI (WO 2005/010499 A2). The hoods, the z. B. are flooded with dry nitrogen gas before the opening of the storage container and completely cooled, can be used as locks for sample handling.
Eine weitere Kryospeichereinrichtung mit einer komplett gekühlten Haube oberhalb des Lagerbehälter wird auch in US 2011/0219788 AI (DE 10 2008 057 981 AI) beschrieben. Im Innenraum der Haube verläuft eine Leitung mit Austrittslöchern, die einen Kühlgaseinlass bilden. Die Austrittslöcher sind verteilt angeordnet, damit Stickstoffgas, welches in den Innenraum der Haube ausströmt, diesen gleichmäßig kühlt. Auch aus US 5 233 844 A (DE 692 30 405 T2) ist ein Kühlbehälter mit einem haubenartigen Aufsatz bekannt, dessen Innenraum mit Kühlmitteldampf beaufschlagt und entsprechend komplett gekühlt werden kann. Another Kryospeichereinrichtung with a completely cooled hood above the storage container is also described in US 2011/0219788 AI (DE 10 2008 057 981 AI). In the interior of the hood runs a line with outlet holes, which form a cooling gas inlet. The outlet holes are distributed so that nitrogen gas flowing out into the interior of the hood uniformly cools it. Also US Pat. No. 5,233,844 A (DE 692 30 405 T2) discloses a cooling container with a hood-type attachment, the interior of which is acted upon by coolant vapor and can be completely cooled accordingly.
In der Praxis hat sich der Gebrauch von Hauben über Lagerbehältern aufgrund der folgenden Probleme jedoch als nachteilig erwiesen. Die Kühlung einer Haube führt mit deren zunehmender Größe auf Temperaturen unter - 80 °C zu einem hohen Kühlmit- telaufwand und einer Prozessverzögerung im Bereich von z. B. 10 bis 30 Minuten. Diese Probleme verschärfen sieh noch, wenn eine Kühlung der Haube bis zur Lagertemperatur im Lagerbehälter, z. B. - 150°C, angestrebt wird. Mehrfache Entnahmen oder Einlagerungen von Proben erhöhen den LN2-Verbrauch erheblich. Soll die Temperatur in der Haube über längere Zeit reduziert gehalten werden, erfordert dies eine gute Wärmeisolation und führt zu einem kompakten, raumgreifenden Aufbau der Haubeneinrichtung, was die Kosten und Handhabbarkeit negativ beein- flusst. Zudem muss die Abführung des Gasvolumens in der Haube und das Fluten mit trockenem kalten Stickstoff sehr sorgfältig geführt werden, Verwirbelungen und das Eindringen von feuchter Luft in die Haube zu vermeiden, was lokale Vereisun¬ gen nach sich ziehen würde. Des weiteren ist aus der Praxis bekannt, dass die Qualität einer biologischen Probe mit gefrorenen lebenden Zellen abnimmt, wenn die Probe mehrfach Temperatursprüngen von der Lagertemperatur (z. B. - 150°C) auf - 80°C ausgesetzt wird. Ei¬ ne derartige Erwärmung und Wiederabkühlung tritt jedoch sehr häufig beim Betrieb von Kryo-Banken auf, da zur Entnahme weniger Proben ganze Probenregale (so genannte Racks) mit Hunderten von Kryoröhrchen, 'Straws oder Beuteln in wärmere Bereiche, z. B. unter der Haube, gezogen werden. Auch beim Nachtanken des LN2 können unerwünschte Temperatursprünge auf- treten. Es wird daher angestrebt, insbesondere bei der Langzeitlagerung, die Lagertemperatur möglichst konstant zu halten, was bei den herkömmlichen Haubeneinrichtungen mit einem übermäßigen Kühlmittelverbrauch und/oder der Forderung nach einer extrem hohen thermischen Isolation verbunden ist. In practice, however, the use of hoods over storage containers has proven disadvantageous due to the following problems. The cooling of a hood leads with its increasing size to temperatures below - 80 ° C to a high coolant expense and a process delay in the range of z. B. 10 to 30 minutes. These problems still aggravate if a cooling of the hood to the storage temperature in the storage container, z. B. - 150 ° C, is sought. Multiple sampling or storage of samples significantly increases LN2 consumption. If the temperature in the hood is to be kept reduced over a longer period of time, this requires good heat insulation and leads to a compact, expansive construction of the hood device, which negatively influences the costs and manageability. In addition, the removal of the gas volume in the hood and the flooding with dry cold nitrogen must be very carefully managed to avoid turbulence and the ingress of moist air into the hood, which would entail local Vereisun ¬ gen. Furthermore, it is known from practice that the quality of a biological sample with frozen living cells decreases when the sample is repeatedly exposed to temperature jumps from the storage temperature (eg -150 ° C) to -80 ° C. Egg ¬ ne Such heating and cooling again but occurs most frequently in the operation of cryo-banks as for taking fewer samples entire sample racks (called racks) with hundreds of Cryogenic 'Straws or bags to warmer areas such. B. under the hood, to be pulled. Even refueling the LN2 can cause unwanted temperature jumps. to step. It is therefore desirable, especially in the long-term storage, to keep the storage temperature as constant as possible, which is associated with the conventional hood devices with excessive coolant consumption and / or the demand for an extremely high thermal insulation.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kryo- Lagereinrichtung bereit ustellen, mit der Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, mit möglichst geringem technischem Aufwand die Erwärmung einer Probe bei der Entnahme bzw. Einlagerung, die Vereisung, und/oder die Kontamination der Probenbehälteroberfläche zu minimieren, den LN2~Verbrauch, insbesondere für eine Haubenkühlung zu minimieren oder zu vermeiden, und/oder möglichst leichte, kleine Haubeneinrichtungen mit verringerter Anfälligkeit gegenüber niedrigen Temperaturen zu ermöglichen. Die Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Kryo-Lagereinrich- tung bereitzustellen, mit dem Nachteile herkömmlicher Techni- ken vermieden werden. The object of the invention is to provide an improved cryogenic storage device which avoids the disadvantages of conventional techniques. The object of the invention is in particular to minimize the heating of a sample during the removal or storage, the icing, and / or the contamination of the sample container surface with the least possible technical effort, to minimize the LN2 ~ consumption, in particular for a hood cooling or to avoid, and / or to enable the smallest possible, small hood devices with reduced susceptibility to low temperatures. The object of the invention is also to provide an improved method for operating a cryogenic storage facility, with which disadvantages of conventional techniques are avoided.
Diese Aufgaben werden mit einer Kryo-Lagereinrichtung bzw. einem Verfahren zu deren Betrieb mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen . These objects are achieved with a cryogenic storage facility or a method for its operation with the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention will become apparent from the dependent claims.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch eine Kryo-Lagereinrichtung gelöst, die zur Lagerung von Proben bei tiefen Temperaturen, insbesondere zur Lagerung biologischer Proben im kryokonservierten Zustand eingerichtet ist. Die Kryo-Lagereinrichtung umfasst einen Lagerbehälter, z. B. einen thermisch-isolierten Kryo-Tank mit einem Innenraum, der gegenüber der Umgebung durch einen De- ckelabschnitt verschlossen ist. Der Innenraum ist für die Aufnahme von flüssigem Stickstoff eingerichtet, der typischerweise am Boden des Lagerbehälters ein flüssiges Stickstoffreservoir (so genannter Stickstoffsee) bildet. Des Wei- teren ist der Innenraum zur Aufnahme der Proben eingerichtet. Hierzu können im Innenraum beispielsweise Trägereinrichtungen (Regale, so genannte "Racks") angeordnet werden. Die Proben können im Lagerbehälter unmittelbar im Reservoir des flüssigen Stickstoffs oder im Stickstoff-Dampf, der sich im Innen- räum über dem Reservoir flüssigen Stickstoffs bildet, bei einer vorbestimmten Lagertemperatur gekühlt gelagert werden. Vorzugsweise ist die Kryo-Lagereinrichtung für eine Lagertemperatur von -80 C° oder darunter, besonders bevorzugt -150 C° oder darunter eingerichtet. According to a first aspect of the invention, the stated object is achieved by a cryogenic storage device which is set up for storing samples at low temperatures, in particular for storing biological samples in the cryopreserved state. The cryogenic storage facility comprises a storage bin, e.g. B. a thermally-insulated cryo-tank with an interior, which is compared to the environment by a De- ckelabschnitt is closed. The interior is adapted for receiving liquid nitrogen, which typically forms a liquid nitrogen reservoir (so-called nitrogen lake) at the bottom of the storage container. Furthermore, the interior is arranged for receiving the samples. For this purpose, for example, carrier devices (shelves, so-called "racks") can be arranged in the interior. The samples may be stored refrigerated at a predetermined storage temperature in the storage container directly in the reservoir of liquid nitrogen or in the nitrogen vapor which forms in the interior space above the reservoir of liquid nitrogen. Preferably, the cryogenic storage facility is configured for a storage temperature of -80 C ° or below, more preferably -150 C ° or below.
Die Kryo-Lagereinrichtung umfasst des Weiteren eine Haubeneinrichtung, die an den Lagerbehälter angrenzend angeordnet ist. Mit der Haubeneinrichtung wird über dem Deckelabschnitt ein Haubenraum gebildet, der durch die Haubeneinrichtung ge- genüber der weiteren Umgebung abgegrenzt ist. Der Haubenraum bildet eine Schleusenkammer, in der die Proben vor der Einführung in den Lagerbehälter oder nach der Entnahme aus diesem, ggf. im Verbund mit einem Teil einer Trägereinrichtung, temporär angeordnet sind. Alternativ kann die Haubeneinrich- tung für die temporäre Probenaufnahme optional mit einem Probenträger ausgestattet sein. The cryogenic storage device further comprises a hood device, which is arranged adjacent to the storage container. With the hood device, a hood space is formed above the cover section, which is delimited by the hood device with respect to the wider surroundings. The hood space forms a lock chamber, in which the samples are temporarily arranged prior to introduction into the storage container or after removal from the latter, if necessary in conjunction with a part of a carrier device. Alternatively, the hood device for the temporary sample holder can optionally be equipped with a sample carrier.
Die Kryo-Lagereinrichtung umfasst des Weiteren eine Spüleinrichtung mit einem Kühlmittel-Gefäß, aus dem ein Kühlmittel, wie z. B. Dampf flüssigen Stickstoffs oder ein anderes Kaltgas, in den Haubenraum überführbar ist. Gemäß der Erfindung ist die Spüleinrichtung mit mindestens einer Kühlmittel- Leitung ausgestattet, die vom Kühlmittel-Gefäß in den Haubenraum führt. Die Kühlmittel-Leitung ist für eine Beaufschla- gung eines Teilbereichs des Haubenraums mit dem Kühlmittel derart eingerichtet, dass die Lagertemperatur der Proben im Lagerbehälter auch in dem betreffenden Teilbereich einstellbar ist. Der Teilbereich, der im folgenden als Kühlabschnitt bezeichnet wird, ist für die temporäre Probenanordnung vorgesehen. Während im Kühlabschnitt die Lagertemperatur einstellbar ist, bildet sich in der Umgebung des Kühlabschnitts im Haubenraum ein Temperaturgradient zu höheren Temperaturen. Der Kühlabschnitt ist kein mechanisch abgegrenzter Bereich, sondern ein Raumbereich, in dem durch den Kühlmittelstrom die Lagertemperatur einstellbar ist. Die Ausdehnung des Kühlabschnitts ist somit je nach Anwendung der Erfindung von der Zahl und Kühlkapazität der Kühlmittel-Leitungen abhängig, in jedem Fall aber kleiner als das Volumen des Haubenraums. Vor- teilhafterweise ist die Spüleinrichtung mit der mindestens einen Kühlmittel-Leitung so ausgelegt, dass die Lagertemperatur lokal ausschließlich im Kühlabschnitt, nicht jedoch im übrigen Haubenraum eingestellt wird. Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Handhabung von Proben im kryokonservierten Zustand bereitgestellt, bei dem die Proben nach einer Entnahme aus einem Innenraum eines Lagerbehälters, z. B. eines Kryo-Tanks, oder vor einer Einführung in den Innenraum des Lagerbehälters im Haubenraum einer an den Lagerbehälter angrenzenden Haubeneinrichtung in einem lokal begrenzten Kühlabschnitt bei der Lagertemperatur angeordnet werden, während die Temperatur im übrigen Haubenraum relativ zum Kühlabschnitt erhöhnt ist. Durch die erfindungsgemäße Be- reitstellung eines lokal begrenzten Kühlabschnitts wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Haubeneinrichtung über dem Lagerbehälter nur noch geringfügig oder vernachlässigbar wenig abgekühlt wird. Ausschließlich die Probe und ihre unmittelbare Umgebung wird mit einem kalten Kühlmittel-Strom per- manent überströmt, sobald sich die Probe im Haubenraum befindet. Andere Teile der Haubeneinrichtung, insbesondere mechanisch bewegliche Komponenten, Antriebe oder dergleichen können bei einer im Vergleich zur Lagertemperatur erhöhten Tem- peratur, sogar bis hin zur Raumtemperatur, betrieben werden. Daher ist es abweichend von herkömmlichen Techniken nicht länger erforderlich, eine thermisch-isolierte Haube bereitzustellen. Des Weiteren wird durch die lokal beschränkte Kühlung der Probe im Haubenraum der Verbrauch an Kühlmittel er- heblich verringert. Die Anfälligkeit mechanischer Komponenten gegenüber niedrigen Temperaturen stellt ebenfalls abweichend von herkömmlichen Techniken kein Problem dar. The cryogenic storage device further comprises a flushing device with a coolant vessel from which a coolant, such as. As vapor liquid nitrogen or other cold gas in the hood space is convertible. According to the invention, the purging device is equipped with at least one coolant line leading from the coolant vessel into the hood space. The coolant line is required for supply of a portion of the hood space with the coolant set up such that the storage temperature of the samples in the storage container is adjustable in the relevant subregion. The partial area, which is referred to below as the cooling section, is provided for the temporary sample arrangement. While the storage temperature is adjustable in the cooling section, a temperature gradient to higher temperatures forms in the vicinity of the cooling section in the hood area. The cooling section is not a mechanically delimited area, but a room area in which the storage temperature can be adjusted by the coolant flow. Depending on the application of the invention, the extent of the cooling section is thus dependent on the number and cooling capacity of the coolant lines, but in any case smaller than the volume of the hood area. Advantageously, the flushing device with the at least one coolant line is designed so that the storage temperature is set locally exclusively in the cooling section, but not in the rest of the hood area. According to a second aspect of the invention, the above object is provided by a method for handling samples in the cryopreserved state, in which the samples after removal from an interior of a storage container, for. B. a cryogenic tank, or before an introduction into the interior of the storage container in the hood space of an adjacent to the storage container hood device are arranged in a localized cooling section at the storage temperature, while the temperature is increased in the rest hood space relative to the cooling section. By providing a locally limited cooling section according to the invention, it is advantageously achieved that the hood device above the storage container is cooled only slightly or negligibly little. Only the sample and its immediate surroundings are cooled with a cold coolant stream. Manent overflowed as soon as the sample is in the hood space. Other parts of the hood device, in particular mechanically movable components, drives or the like, can be operated at a temperature which is elevated in comparison with the storage temperature, even up to room temperature. Therefore, unlike conventional techniques, it is no longer necessary to provide a thermally insulated hood. Furthermore, the locally limited cooling of the sample in the hood area considerably reduces the consumption of coolant. The susceptibility of mechanical components to low temperatures also does not pose a problem unlike traditional techniques.
Da die mindestens eine Kühlmittel-Leitung für eine permanente Beaufschlagung des Kühlabschnitts mit dem Kühlmittel-Strom ausgelegt ist, wird eine unerwünschte Erwärmung der Probe im Haubenraum ebenso vermieden wie eine Vereisung oder Kontamination der Probenoberfläche. Erfindungsgemäß können kompakte Hauben verwendet werden, in denen Robotik, Sensorik und ande- re Komponenten bei erhöhten Temperaturen, bis hin zu Raumtemperatur, betrieben werden können. Since the at least one coolant line is designed for permanent loading of the cooling section with the coolant flow, unwanted heating of the sample in the hood area is avoided, as well as icing or contamination of the sample surface. According to the invention, compact hoods can be used in which robotics, sensors and other components can be operated at elevated temperatures, up to room temperature.
Mit dem Begriff "Probe" wird jeder Gegenstand bezeichnet, welcher im Lagerbehälter der Kryokonservierung unterzogen wird und einen oder mehrere Probenbehälter, z. B. Röhrchen, Straws, Kapseln, Beutel oder dgl . und Probenmaterial in diesen, ggf. im Verbund mit einem Teil einer Trägereinrichtung, umfasst. Das Probenmaterial umfasst typischerweise biologisches Material, wie Zellen, Gewebe, Zellbestandteile oder biologische Makromoleküle. Mit anderen Worten, die Probe, welche erfindungsgemäß im Kühlabschnitt auf Lagertemperatur gekühlt gehalten wird, kann z. B. ein oder mehrere Proben- Röhrchen oder einen Träger mit einem oder mehreren Proben- Röhrchen umfassen. Der Kühlabschnitt im Haubenraum kann ent- sprechend ein Volumen haben, das anwendungsabhängig an die verwendeten Proben angepasst ist und mindestens 100 cm3, z. B. mindestens 500 cm3 beträgt. Bei kleineren Proben kann eine einzige Kühlmittel-Leitung zur Kühlung ausreichen, während bei größeren Proben mehrere Kühlmittel-Leitungen vorgesehen sind. By the term "sample" is meant any article which is subjected to cryopreservation in the storage container and contains one or more sample containers, e.g. As tubes, straws, capsules, bags or the like. and sample material in these, optionally in combination with a part of a carrier device comprises. The sample material typically comprises biological material, such as cells, tissues, cell components or biological macromolecules. In other words, the sample, which is kept cooled according to the invention in the cooling section to storage temperature, z. B. comprise one or more sample tubes or a carrier with one or more sample tubes. The cooling section in the hood area can be speaking have a volume that is application-adapted to the samples used and at least 100 cm 3 , z. B. is at least 500 cm 3 . For smaller samples, a single coolant line may be sufficient for cooling, while larger samples may have multiple coolant lines.
Vorteilhafterweise sind verschiedene Varianten verfügbar, die Spüleinrichtung der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung mit dem Kühlmittel zu versorgen. Vorzugsweise umfasst dasAdvantageously, various variants are available to supply the rinsing device of the cryogenic storage device according to the invention with the coolant. Preferably, this includes
Kühlmittel kaltes Stickstoffgas , insbesondere Dampf flüssigen Stickstoffs, der bei Normaldruck über einem Reservoir flüssigen Stickstoffs gebildet ist. In diesem Fall ist das Kühlmittel-Gefäß ein Gefäß zur Aufnahme flüssigen Stickstoffs. Be- sonders bevorzugt wird das Kühlmittel-Gefäß durch den Lagerbehälter der Kryo-Lagereinrichtung gebildet. Vorteilhafterweise kann in diesem Fall der flüssige Stickstoff im Lagerbehälter sowohl zur Kühlung der Proben im Lagerbehälter als auch zur Bereitstellung des Kühlmittel-Stroms zur Kühlung des Kühlabschnitts im Haubenraum verwendet werden. Alternativ o- der zusätzlich kann außerhalb des Lagerbehälters ein Zusatzbehälter zur Aufnahme flüssigen Stickstoffs angeordnet sein, welcher das Kühlmittel-Gefäß der Spüleinrichtung bildet. Die Bereitstellung des Zusatzbehälters hat Vorteile für den Auf- bau der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung mit den verfügbaren Komponenten herkömmlicher Lagereinrichtungen. Gemäß einer alternativen Variante kann das Kühlmittel ein anderes Gas als Stickstoff, insbesondere ein wasserfreies Gas, wie z. B. Sauerstoff, ein Inertgas oder Kohlendioxid umfassen. In diesem Fall ist vorzugsweise eine thermoelektrische Kühlung des Kühlmittels im Kühlmittel-Gefäß und/oder in der Kühlmittel-Leitung vorgesehen. Diese Ausführungsform der Erfindung kann Vorteile in Bezug auf die Kompaktheit der Kryo-Lagereinrichtung und die Geschwindigkeit der Temperatureinstellung im Kühlabschnitt haben. Coolant cold nitrogen gas, in particular vapor of liquid nitrogen, which is formed at atmospheric pressure over a reservoir of liquid nitrogen. In this case, the coolant vessel is a vessel for receiving liquid nitrogen. Particularly preferably, the coolant vessel is formed by the storage container of the cryogenic storage device. Advantageously, in this case, the liquid nitrogen in the storage container can be used both for cooling the samples in the storage container and for providing the coolant flow for cooling the cooling section in the hood area. Alternatively or additionally, an additional container for holding liquid nitrogen, which forms the coolant vessel of the rinsing device, can be arranged outside the storage container. The provision of the additional container has advantages for the construction of the cryogenic storage device according to the invention with the available components of conventional storage facilities. According to an alternative variant, the coolant may be a gas other than nitrogen, in particular an anhydrous gas, such. As oxygen, an inert gas or carbon dioxide. In this case, a thermoelectric cooling of the coolant in the coolant vessel and / or in the coolant line is preferably provided. This embodiment of the invention may have advantages in terms of the compactness of the cryogenic storage facility and the rate of temperature adjustment have in the cooling section.
Um bei Verwendung von Stickstoffdampf als Kühlmittel die Kühlwirkung der Spüleinrichtung im Kühlabschnitt beeinflussen zu können, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung von Vorteil, wenn im Lagerbehälter und/oder im Zusatzbehälter zur Aufnahme flüssigen Stickstoffs eine Heizeinrichtung, wie z. B. eine elektrische Widerstandsheizung, angeordnet ist. Durch Betätigung der Heizeinrichtung kann die Bildung von Stickstoffdampf unterstützt und damit der Kühlmittelstrom hin zum Kühlabschnitt vergrößert werden. In order to be able to influence the cooling effect of the purging device in the cooling section when using nitrogen vapor as a coolant, it is according to another embodiment of the invention advantageous if in the storage container and / or in the additional container for holding liquid nitrogen, a heating device such. B. an electrical resistance heater, is arranged. By actuating the heater, the formation of nitrogen vapor can be supported and thus the flow of coolant toward the cooling section can be increased.
Wenn das Kühlmittel-Gefäß durch den Lagerbehälter (Kryo-Tank) der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung gebildet wird, erstreckt sich die mindestens eine Kühlmittel-Leitung vorzugsweise vom Innenraum des Lagerbehälters durch dessen Deckelabschnitt bis hin zum Kühlabschnitt. Ein inneres Ende der Kühlmittel-Leitung befindet sich vorzugsweise unmittelbar ü- ber der Oberfläche des flüssigen Stickstoffs im Lagerbehäl- ters, während ein äußeres Ende der Kühlmittel-Leitung im Haubenraum auf den Kühlabschnitt, insbesondere auf eine in diesem angeordnete Probe, gerichtet ist. Um die Richtwirkung der Kühlmittel-Leitung zu verstärken, kann diese an ihrem äußeren Ende mit einer Düse ausgestattet sein. When the coolant vessel is formed by the storage container (cryotank) of the cryogenic storage device according to the invention, the at least one coolant line preferably extends from the interior of the storage container through its lid portion up to the cooling section. An inner end of the coolant line is preferably located directly above the surface of the liquid nitrogen in the storage container, while an outer end of the coolant line in the hood space is directed onto the cooling section, in particular onto a sample arranged in the latter. In order to strengthen the directivity of the coolant line, this can be equipped at its outer end with a nozzle.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann die Haubeneinrichtung mit einem Probenträger ausgestattet sein, der im Kühlabschnitt angeordnet und für eine Aufnahme von Proben eingerichtet ist. Der Probenträger kann z. B. mindestens eine einzelne Probe oder eine Gruppe von Proben oder ein Teil eines Racks fixieren, um beispielsweise eine Vorbereitung für die weitere Probenhandhabung oder eine Probenbearbeitung zu ermöglichen . Gemäß weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen zur Verbesserung der lokal begrenzten Kühlwirkung im Kühlabschnitt, insbesondere am Probenträger, realisiert sein. Gemäß einer ersten Maßnahme kann am Kühlabschnitt eine Ablenkeinrichtung eingeordnet sein, mit der aus der Kühlmittel-Leitung ausströmendes Kühlmittel in den Kühlabschnitt gelenkt werden kann. Die Ablenkeinrichtung umfasst z. B. Komponenten mit gekrümmten oder abgewinkelten Oberflächen (Lenkelemente) , welche den Kühlmittel-Strom zwischen dem äußeren Ende der Kühlmittel- Leitung und dem Kühlabschnitt führen. Vorteilhafterweise wird damit ein Abströmen von Kühlmittel in die Umgebung vermindert. Gemäß einer weiteren Maßnahme kann eine Abschirmeinrichtung angeordnet sein, die sich über dem Kühlabschnitt er- streckt. Dir Abschirmeinrichtung umfasst ein gekrümmtes Flächenbauteil, mit dem absinkende Gase im Haubenraum vom Kühlabschnitt weggelenkt werden. Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung können Teile des Haubenraums insbesondere oberhalb des Kühlabschnitts abgekühlt werden. Die sich abkühlenden Gase können in Richtung Kühlabschnitt absinken, werden jedoch durch die Abschirmeinrichtung seitlich vom Probenträger im Kühlabschnitt abgeführt, so dass eine erwünschte Kondensation von Restfeuchtigkeit oder eine Kontamination auf der Probe vermieden wird. Gemäß einer weiteren Va- riante kann der Probenträger im Kühlabschnitt über Wärmeleitungselemente mit einer Wärmesenke, insbesondere mit dem Innenraum des Lagerbehälters verbunden sein. Vorteilhafterweise werden damit Proben auf dem Probenträger in thermischen Kontakt mit Materialien oder Wärmekapazität gebracht und die Kühlung auf Lagertemperatur zusätzlich unterstützen. According to a further variant of the invention, the hood device may be equipped with a sample carrier which is arranged in the cooling section and adapted for receiving samples. The sample carrier can z. B. fix at least a single sample or a group of samples or a part of a rack, for example, to allow preparation for further sample handling or sample processing. According to further advantageous embodiments of the invention, one or more of the following measures to improve the localized cooling effect in the cooling section, in particular on the sample carrier, be realized. According to a first measure, a deflection device can be arranged at the cooling section, with which coolant flowing out of the coolant line can be directed into the cooling section. The deflection comprises z. B. components with curved or angled surfaces (steering elements), which guide the coolant flow between the outer end of the coolant line and the cooling section. Advantageously, this reduces a flow of coolant into the environment. According to a further measure, a shielding device can be arranged, which extends over the cooling section. The shielding device comprises a curved surface component with which sinking gases in the hood space are deflected away from the cooling section. When operating the cryogenic storage device according to the invention parts of the hood space can be cooled in particular above the cooling section. The cooling gases can sink in the direction of the cooling section, but are removed laterally by the shielding device from the sample carrier in the cooling section, so that a desired condensation of residual moisture or contamination on the sample is avoided. According to another variant, the sample carrier in the cooling section can be connected via heat-conducting elements to a heat sink, in particular to the interior of the storage container. Advantageously, so that samples placed on the sample carrier in thermal contact with materials or heat capacity and additionally support the cooling to storage temperature.
Vorzugsweise ist der Kühlabschnitt mit einem Temperatursensor ausgestattet Der Temperatursensor, wie z. B. ein thermo- elektrischer Sensor, ist für die Messung der Temperatur im Kühlabschnitt, insbesondere auf dem Probenträger, angeordnet. Vorteilhafter wird mit dem Temperatursensor die Automatisierung der Kryo-Lagereinrichtung unterstützt. Die Kryo- Lagereinrichtung kann insbesondere mit einem Regelkreis aus- gestattet sein, in dem in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur im Kühlabschnitt und einer Solltemperatur die Spüleinrichtung, insbesondere die Menge und/oder Temperatur des Kühlmittel-Stroms gesteuert werden. Der Lagerbehälter der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung ist mit dem Deckelabschnitt verschlossen. Vorzugsweise ist der Deckelabschnitt mit einer verschließbaren Deckelöffnung versehen, die kleiner als der Deckelabschnitt ist. Die Bereitstellung der Deckelöffnung, die z. B. mit einer Klappe oder einer Schiebeplatte versehen ist, ermöglicht die Entnahme von Proben oder die Zufuhr von Proben in dem oder aus dem Lagerbehälter, ohne dass der gesamte Deckelabschnitt geöffnet wird. Vorteilhafterweise wird damit der Kühlmittelverbrauch im Lagerbehälter minimiert. Um die Kühlwirkung der Spülein- richtung zu verbessern, sind die Deckelöffnung und der Kühlabschnitt im Haubenraum vorzugsweise unmittelbar zueinander angrenzend angeordnet. Diese Ausführungsform der Erfindung vermindert die Beaufschlagung von Proben beim Transport zwischen dem Innenraum des Lagerbehälters und dem Haubenraum mit Fremdgasen und verbessert die dauerhafte Kühlung der Proben auch während des Transports. Preferably, the cooling section is equipped with a temperature sensor The temperature sensor, such as. B. a thermoelectric sensor, is for the measurement of the temperature in Cooling section, in particular on the sample carrier, arranged. Advantageously, the automation of the cryogenic storage device is supported by the temperature sensor. The cryogenic storage device can in particular be equipped with a control circuit in which, depending on the current temperature in the cooling section and a setpoint temperature, the purging device, in particular the amount and / or temperature of the coolant flow, are controlled. The storage container of the cryogenic storage device according to the invention is closed with the lid portion. Preferably, the lid portion is provided with a closable lid opening which is smaller than the lid portion. The provision of the lid opening, the z. B. is provided with a flap or a sliding plate, allows the removal of samples or the supply of samples in or out of the storage container without the entire lid portion is opened. Advantageously, this minimizes the coolant consumption in the storage container. In order to improve the cooling effect of the flushing device, the cover opening and the cooling section in the hood space are preferably arranged directly adjacent to one another. This embodiment of the invention reduces the loading of samples during transport between the interior of the storage container and the hood space with foreign gases and improves the long-term cooling of the samples even during transport.
Weitere Vorteile für die Automatisierung der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung ergeben sich, wenn diese mit einer ersten Transfereinrichtung für eine Probenüberführung zwischen dem Innenraum des Lagerbehälters und dem Kühlabschnitt im Haubenraum und/oder mit einer zweiten Transfereinrichtung für eine Probenüberführung zwischen dem Kühlabschnitt im Haubenraum und einer Umgebung der Haubeneinrichtung ausgestattet ist. Vorteilhafterweise können die Antriebe der ersten und/oder zweiten Transfereinrichtung im Haubenraum mit Abstand von dem Kühlabschnitt angeordnet sein. Nachteilige Einflüsse tiefer Temperaturen auf die Antriebe werden vorteilhafterweise vermieden, und die Zuverlässigkeit des Probentransports wird verbessert. Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der die zweite Transfereinrichtung einen Transportbehälter umfasst, der zur Aufnahme von Proben eingerichtet und mit der Spüleinrichtung im Kühlabschnitt kühlbar ist. Proben können im Kühlabschnitt direkt im Transportbehälter angeordnet und gekühlt werden, bevor sie anschließend in den Innenraum des Lagerbehälters oder in die äußere Umgebung der Haubeneinrichtung transportiert werden. Further advantages for the automation of the cryogenic storage device according to the invention are obtained if these include a first transfer device for sample transfer between the interior of the storage container and the cooling section in the hood space and / or with a second transfer device for sample transfer between the cooling section in the hood space and an environment the hood device equipped is. Advantageously, the drives of the first and / or second transfer means can be arranged in the hood space at a distance from the cooling section. Adverse effects of low temperatures on the drives are advantageously avoided, and the reliability of the sample transport is improved. Particularly preferred is a variant in which the second transfer device comprises a transport container, which is set up for receiving samples and can be cooled with the purging device in the cooling section. Samples can be placed in the cooling section directly in the transport container and cooled, before they are then transported into the interior of the storage container or in the outer environment of the hood device.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Kryo-Lagereinrichtung mit einer Reinigungseinrichtung ausgestattet sein, die zur Entfernung von Kondensat von Oberflächen im Kühlabschnitt, insbesondere von Probenoberflächen eingerichtet ist. Die Reinigungseinrichtung wirkt mechanisch und/oder thermisch auf die zu bereinigende Oberfläche, um das Kondensat durch eine mechanische Einwirkung, z. B. mit einer schwingenden Bürste, und/oder eine thermische Einwirkung, z. B. eine, kurzzeitige lokale Erwärmung, zu entfernen. Die Bereitstellung der Reinigungseinrichtung hat den Vorteil, bei eventuellen Störungen der Spüleinrichtung oder einer eventuellen unvollständigen Abschirmung der Probe im Kühlabschnitt von Umgebungsgasen unerwünschte Niederschläge von Oberflächen, insbesondere der Proben zu entfernen. According to a further advantageous embodiment of the invention, the cryogenic storage device can be equipped with a cleaning device which is set up to remove condensate from surfaces in the cooling section, in particular from sample surfaces. The cleaning device acts mechanically and / or thermally on the surface to be cleaned in order to remove the condensate by a mechanical action, for. B. with a vibrating brush, and / or a thermal action, for. B., a short-term local heating to remove. The provision of the cleaning device has the advantage, in the event of disruption of the flushing device or any incomplete shielding of the sample in the cooling section of ambient gases, of unwanted precipitation from surfaces, in particular the samples.
Die erfindungsgemäße Kryo-Lagereinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise einen automatisierten Betrieb mit einer im Vergleich zu herkömmlichen Techniken erhöhten Zuverlässigkeit. Da zahlreiche Komponenten im nicht oder nur geringfügig gekühlten Teilbereich des Haubenraums angeordnet und betrie- ben werden, ist die Störanfälligkeit der Kryo-Lagerein- richtung vermindert. Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mit der die Spüleinrichtung, insbesondere unter Verwendung des genannten Regelkreises, die Deckelöffnung, die erste Transfereinrichtung, die zweite Transfereinrichtung und/oder die Reinigungseinrichtung steuerbar sind. Die Steuereinrichtung kann die Betätigung der genannten Komponenten nach einem vorbestimmten, von der Konservierungsaufgabe abhängigen Programm ausführen. The cryogenic storage device according to the invention advantageously enables automated operation with increased reliability compared to conventional techniques. Since numerous components are arranged and operated in the non-cooled or only slightly cooled part of the hood space ben, the susceptibility of the cryo-storage facility is reduced. Preferably, a control device is provided with which the purging device, in particular using the aforementioned control circuit, the lid opening, the first transfer device, the second transfer device and / or the cleaning device are controllable. The control device can perform the actuation of said components according to a predetermined, dependent on the conservation task program.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Further details and advantages of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figuren 1 bis 4: schematische Perspektivansichten bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtungen; FIGS. 1 to 4 are schematic perspective views of preferred embodiments of the cryogenic storage devices according to the invention;
Figuren 5 und 6: schematische Illustrationen von Reinigungseinrichtungen, mit denen die erfindungsgemäße Kryo-Lagereinrichtung ausgestattet sein kann; FIGS. 5 and 6 are schematic illustrations of cleaning devices with which the cryogenic storage device according to the invention can be equipped;
Figur 7: eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung mit einer Steuereinrichtung; und FIG. 7 shows a schematic side view of a further embodiment of the cryogenic storage device according to the invention with a control device; and
Figur 8: eine schematische Illustration weiterer Einzelheiten des Deckelabschnitts einer erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung . FIG. 8 shows a schematic illustration of further details of the cover section of a cryogenic storage device according to the invention.
Ausführungsform der Erfindung werden im Folgenden unter beispielhaftem Bezug insbesondere auf die Spüleinrichtung und deren Betrieb beschrieben. Einzelheiten der Kryokonservierung von Proben, insbesondere der Probenpräparation und des Auf- baus und des Betriebs eines Kryo-Tanks werden nicht beschrieben, soweit diese von herkömmlichen Techniken bekannt sind. Embodiment of the invention are described below with reference to an example, in particular the purging device and its operation. Details of the cryopreservation of samples, in particular sample preparation and Construction and operation of a cryogenic tank are not described, as far as they are known from conventional techniques.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Kryo-Lagereinrichtung 100 mit dem Lagerbehälter 10, der Haubeneinrichtung 20 und der Spüleinrichtung 30, die hier zu Illustrationszwecken in perspektivischer Phantomdarstellung gezeigt sind. Der Lagerbehälter 10 ist ein Kryo-Tank ( Dewar-Gefäß ) mit einem seitlich und zum Boden hin von einer umlaufenden Behälterwand geschlossenen Innenraum 11, der nach oben durch einen Deckelabschnitt 13 geschlossen ist. Der Deckelabschnitt 13 weist eine verschließbare Deckelöffnung 16 auf, durch die ei- ne schematisch gezeigte Probe 1 aus dem Innenraum 11 in die benachbarte Haubeneinrichtung 20 überführt werden kann. Am Boden des Innenraums 11 befindet sich ein Reservoir 12 flüssigen Stickstoffs bei einer Temperatur von z. B. etwa FIG. 1 shows a first embodiment of the inventive cryogenic storage device 100 with the storage container 10, the hood device 20 and the rinsing device 30, which are shown here for illustrative purposes in a perspective phantom view. The storage container 10 is a cryogenic tank (Dewar vessel) with an interior 11 which is closed laterally and towards the bottom by a peripheral container wall and which is closed at the top by a cover section 13. The cover section 13 has a closable cover opening 16, by means of which a schematically shown sample 1 can be transferred from the interior 11 into the adjacent cover device 20. At the bottom of the interior 11 is a reservoir 12 liquid nitrogen at a temperature of z. For example
- 200 C°. Oberhalb des Reservoirs 12 ist der Innenraum 11 mit Stickstoff-Dampf gefüllt, in dem sich eine Temperatur von z. B. - 150 C° ergibt. Die Temperatur im Stickstoff-Dampf ist die Lagertemperatur im Lagerbehälter 10. Zur Lagerung kryo- konservierter Proben befinden sich im Innenraum 11, typischerweise oberhalb des Reservoirs 12 flüssigen Stickstoffs Trägereinrichtungen (nicht dargestellt, siehe Figuren 4 und 7) in Gestalt von Racks, welche eine Vielzahl biologischer Proben tragen. - 200 ° C. Above the reservoir 12, the inner space 11 is filled with nitrogen vapor, in which a temperature of z. B. - 150 C ° results. The temperature in the nitrogen vapor is the storage temperature in the storage container 10. For storage of cryopreserved samples are in the interior 11, typically above the reservoir 12 liquid nitrogen carrier devices (not shown, see Figures 4 and 7) in the form of racks, which Carry variety of biological samples.
Der Lagerbehälter 10 ist in Figur 1 nur schematisch gezeigt. Bei der praktischen Gestaltung eines Kryo-Tanks ist dieser zusätzlich mit Leitungen zur Zufuhr flüssigen Stickstoffs und ggf. zur Abfuhr überschüssigen Stickstoff-Dampfs versehen. Des Weiteren ist der Lagerbehälter 10 mit einer Heizeinrichtung 14 ausgestattet, die eine im Reservoir 12 flüssigen Stickstoffs angeordnete Widerstandsheizung umfasst. Die Heizeinrichtung 14 ist über elektrische Verbindungsleitungen 15 mit einer externen Stromquelle (nicht dargestellt) und ggf. einer Steuereinrichtung (siehe Figur 7) verbunden. The storage container 10 is shown only schematically in FIG. In the practical design of a cryogenic tank this is additionally provided with lines for the supply of liquid nitrogen and possibly for the removal of excess nitrogen vapor. Furthermore, the storage container 10 is equipped with a heating device 14, the one in the reservoir 12 liquid Nitrogen-mounted resistance heating includes. The heating device 14 is connected via electrical connection lines 15 to an external power source (not shown) and optionally to a control device (see FIG. 7).
Die Haubeneinrichtung 20 umfasst eine z. B. zylinder- oder quaderförmige Haube 21, die auf der Oberseite des Deckelabschnitts 13 aufgesetzt ist, so dass die Deckelöffnung 16 von der Haube abgedeckt ist. Die Haube 21 schließt einen Hauben- räum 22 ein, der überwiegend mit Umgebungsluft oder Stickstoff gefüllt ist. Überschüssiges Gas kann aus dem Haubenraum 22 z. B. über einen optional vorgesehenen Siphon 23 nach außen abgeleitet werden. Mit Abströmen über den Siphon 23 werden Kontaminationen des Haubenraums 22 durch einströmende Luft von außen vermieden. The hood device 20 includes a z. B. cylindrical or cuboidal hood 21 which is placed on top of the lid portion 13, so that the lid opening 16 is covered by the hood. The hood 21 includes a hood cavity 22, which is predominantly filled with ambient air or nitrogen. Excess gas can from the hood space 22 z. B. be derived via an optionally provided siphon 23 to the outside. With outflow through the siphon 23 contaminations of the hood space 22 are avoided by incoming air from the outside.
Die Spüleinrichtung 30 umfasst ein Kühlmittel-Gefäß 32, das bei der dargestellten Ausführungsform durch den Lagerbehälter 10 mit dem Reservoir 12 flüssigen Stickstoffs gebildet wird. Des Weiteren weist die Spüleinrichtung 30 eine Kühlmittel- Leitung 31 auf, die vom Kühlmittel-Gefäß 32 (Lagerbehälter 10) durch den Deckelabschnitt 13 in den Haubenraum 22 führt. Das innere Ende der Kühlmittel-Leitung 31 öffnet sich im Innenraum 11 des Lagerbehälters 10 über dem Reservoir 12 flüs- sigen Stickstoffs, während das äußere Ende der Kühlmittel- Leitung 31 auf einen Kühlabschnitt 24 (gestrichelt eingekreist) im Haubenraum 22 gerichtet ist. Die Kühlmittel- Leitung 31 ist so ausgerichtet, dass ein Kühlmittel-Strom aus kaltem Stickstoff unmittelbar über die Probe 1 im Kühlab- schnitt 24 gespült wird. Damit wird der Kühlabschnitt 24 geschaffen, in dem die Lagertemperatur, die im Innenraum 11 des Lagerbehälters 10 gegeben ist, lokal begrenzt auch im Haubenraum 22 bereitgestellt wird. Dies ermöglicht, dass die Probe 1 im Kühlabschnitt 24 den gleichen Kryokonservierungsbedin- gungen unterliegt wie im Innenraum 11 des Lagerbehälters 10. The rinsing device 30 comprises a coolant vessel 32, which in the illustrated embodiment is formed by the storage vessel 10 with the reservoir 12 of liquid nitrogen. Furthermore, the flushing device 30 has a coolant line 31 which leads from the coolant vessel 32 (storage container 10) through the cover section 13 into the hood space 22. The inner end of the coolant line 31 opens in the interior 11 of the storage container 10 above the reservoir 12 liquid nitrogen, while the outer end of the coolant line 31 is directed to a cooling section 24 (circled in dashed lines) in the hood space 22. The coolant line 31 is aligned so that a coolant stream of cold nitrogen is flushed directly over the sample 1 in the cooling section 24. Thus, the cooling section 24 is created, in which the storage temperature, which is given in the interior 11 of the storage container 10, locally limited also in the hood space 22 is provided. This allows the sample 1 in the cooling section 24 to have the same cryopreservation conditions. conditions as in the interior 11 of the storage container 10th
Zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, z. B. um eine Probe 1 aus dem Innenraum 11 in die Umgebung der Kryo-Lager- einrichtung 100 zu überführen, wird die Probe 1 mit einer ersten Transfereinrichtung (nicht dargestellt, siehe z. B. Figuren 4 und 7) durch die Deckelöffnung 16 des Deckelabschnitts 13 in den Kühlabschnitt 24 transportiert. Da über die Kühlmittel-Leitung 31 im Kühlabschnitt 24 die gleiche Stickstoffgasphase geschaffen ist wie im Innenraum 11, sind die Konservierungsbedingungen für die Probe 1 im Kühlabschnitt 24 gegenüber dem Innenraum unverändert. Vom Kühlabschnitt 24 aus kann die Probe 1 dann mit einer zweiten Transfereinrichtung (nicht dargestellt, siehe z. B. Figuren 4 und 7), z. B. durch eine Zugriffsöffnung in der Wand der Haube 21 oder während eines temporären Anhebens der Haube 21 nach außen bewegt werden. For the application of the method according to the invention, for. For example, in order to transfer a sample 1 from the interior space 11 into the environment of the cryo-storage device 100, the sample 1 is conveyed through the lid opening 16 of the first with a first transfer device (not shown, see, for example, FIGS Cover section 13 transported in the cooling section 24. Since the same nitrogen gas phase is created in the cooling section 24 via the coolant line 31 as in the interior 11, the preservation conditions for the sample 1 in the cooling section 24 with respect to the interior are unchanged. From the cooling section 24, the sample 1 can then be provided with a second transfer device (not shown, see, for example, FIGS. 4 and 7), e.g. B. be moved by an access opening in the wall of the hood 21 or during a temporary lifting of the hood 21 to the outside.
Die Zufuhr von Stickstoff-Dampf als Kühlmittel durch die Kühlmittel-Leitung 31 erfolgt durch die permanente Umwandlung von flüssigem Stickstoff in dampfförmigen Stickstoff im Innenraum 11. Da der Lagerbehälter 11 durch den Deckelabschnitt 13 dicht geschlossen ist, strömt der gesamte Stickstoff-Dampf durch die Kühlmittel-Leitung 31. Wenn der Kühlmittel-Strom zu gering ist, um die gewünschte Lagertemperatur am Probenträger 25 aufrecht zu erhalten, kann der Kühlmittel-Strom durch Betätigung der Heizeinrichtung 14 verstärkt werden. The supply of nitrogen vapor as coolant through the coolant line 31 is effected by the permanent conversion of liquid nitrogen into vaporous nitrogen in the internal space 11. Since the storage vessel 11 is sealed by the lid portion 13, all the nitrogen vapor flows through the coolant Line 31. If the coolant flow is too low to maintain the desired storage temperature at the sample carrier 25, the coolant flow may be boosted by actuation of the heater 14.
Figur 2 illustriert schematisch eine abgewandelte Ausfüh- rungsform der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung 100 mit dem Lagerbehälter 10, der Haubeneinrichtung 20 und der Spüleinrichtung 30. Abweichend von der Ausführungsform gemäß Figur 1 umfasst die Spüleinrichtung 30 als Kühlmittel-Gefäß ein gesondertes Zusatz-Gefäß 33, z. B. in Gestalt eines Dewar- Gefäßes zur Aufnahme flüssigen Stickstoffs. Vom Zusatz-Gefäß 33 erstreckt sich eine Kühlmittel-Leitung 31 in den Haubenraum 22 zum Kühlabschnitt 24, der durch das Einströmen von Dampf kalten Stickstoffs gebildet wird. Der Kühlmittel-Strom durch die Kühlmittel-Leitung 31 kann, wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 1, mit einer Heizeinrichtung im Zusatz- Gefäß 33 (nicht dargestellt) gesteuert werden. FIG. 2 diagrammatically illustrates a modified embodiment of the cryogenic storage device 100 according to the invention with the storage container 10, the hood device 20 and the rinsing device 30. Deviating from the embodiment according to FIG. 1, the rinsing device 30 comprises a separate auxiliary vessel 33 as a coolant vessel. z. In the form of a Dewar Vessel for receiving liquid nitrogen. From the auxiliary vessel 33, a coolant line 31 extends into the hood space 22 to the cooling section 24, which is formed by the inflow of cold nitrogen vapor. The coolant flow through the coolant conduit 31 may be controlled, as in the embodiment of FIG. 1, with a heater in the auxiliary vessel 33 (not shown).
Das Zusatz-Gefäß 33 kann alternativ ein Reservoir wasserfrei- en Gases sein, das auf dem Weg durch die Kühlmittel-Leitung 31 thermoelektrisch auf die gewünschte Lagertemperatur abgekühlt wird. Gemäß einer weiteren Variante kann das Kühlmittel-Gefäß 32 durch einen weiteren, benachbarten Lagerbehälter bereitgestellt werden, der in Größe und Gestalt wie der La- gerbehälter 10 geformt ist. Beispielsweise kann in einerThe additional vessel 33 may alternatively be a reservoir of anhydrous gas, which is cooled thermoelectrically on the way through the coolant line 31 to the desired storage temperature. According to a further variant, the coolant vessel 32 can be provided by a further, adjacent storage container, which is shaped in size and shape as the storage container 10. For example, in one
Kryo-Bank mit einer Vielzahl von Lagerbehältern 10 einer der Lagerbehälter als Zusatz-Gefäß 33 für die Spüleinrichtung von allen anderen Lagerbehältern verwendet werden. Figur 3 illustriert eine weitere abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung 100, bei der abweichend von den Figuren 1 und 2 nicht eine einzige Kühlmittel-Leitung, sondern eine Vielzahl von Kühlmittel-Leitungen 31 angeordnet sind, die sich zwischen dem Innenraum 11 des Lagerbehälters 10 und dem Haubenraum 22 der Haubeneinrichtung 20 erstrecken. Die äußeren Enden der Kühlmittel-Leitungen 31 sind auf den Kühlabschnitt 24 oberhalb des Deckelabschnitts 13 gerichtet. Proben 1, die ggf. auf einem Probenträger 25 (siehe Figur 8) angeordnet sind, werden mit dem Dampf 2 kal- ten Stickstoffs gespült, der aus den Kühlmittel-Leitungen 31 in den Kühlabschnitt 24 austritt. Anschließend verteilt sich der Stickstoff im Haubenraum 22, wobei er sich erwärmt, so dass außerhalb des Kühlabschnitts 24 eine erhöhte Temperatur gegeben ist. Weiterhin abweichend von den Figuren 1 und 2 zeigt Figur 3, dass die Haubeneinrichtung 20 mit einer Haube 21 bereitgestellt werden kann, deren Durchmesser gleich dem des Lagerbe- hälters 10 ist. Vorteilhafterweise wird damit ein größeres Volumen des Haubenraums 22 geschaffen, der entsprechend mehr Komponenten zur Probenhandhabung, wie z. B. Antriebe für Transfereinrichtungen aufnehmen kann. Die Kryo-Lagereinrichtung 100 gemäß Figur 3 kann vollständig passiv arbeiten. Dies bedeutet, dass die Heizeinrichtung 14 nicht vorgesehen ist oder nicht betätigt wird. Der zur Einstellung der Lagertemperatur am Probenträger 25 erforderliche Kühlmittel-Strom wird in diesem Fall ausschließlich durch die Verdampfung von Stickstoff aus dem Reservoir 12 flüssigen Stickstoffs generiert. Falls ein vergrößerter Kühlmittel- Strom erforderlich ist, kann zu einer aktiven Kühlung des Kühlabschnitts 24 übergegangen werden, indem die Heizeinrichtung 14 betätigt wird. Cryo-bank with a variety of storage containers 10 of the storage container can be used as a supplementary vessel 33 for the purging of all other storage containers. FIG. 3 illustrates a further modified embodiment of the cryogenic storage device 100 according to the invention, in which, notwithstanding FIGS. 1 and 2, not a single coolant line but a plurality of coolant lines 31 are arranged, which are located between the inner space 11 of the storage container 10 and the hood space 22 of the hood device 20 extend. The outer ends of the coolant conduits 31 are directed to the cooling section 24 above the lid section 13. Samples 1, which are optionally arranged on a sample carrier 25 (see FIG. 8), are rinsed with the vapor 2 cold nitrogen, which exits from the coolant lines 31 into the cooling section 24. Subsequently, the nitrogen is distributed in the hood space 22, wherein it heats up, so that outside of the cooling section 24 is given an elevated temperature. Furthermore, with the exception of FIGS. 1 and 2, FIG. 3 shows that the hood device 20 can be provided with a hood 21 whose diameter is equal to that of the storage container 10. Advantageously, a larger volume of the hood space 22 is thus created, the correspondingly more components for sample handling, such. B. can accommodate drives for transfer devices. The cryogenic storage device 100 according to FIG. 3 can operate completely passively. This means that the heater 14 is not provided or is not operated. The coolant flow required for adjusting the storage temperature at the sample carrier 25 is generated in this case exclusively by the evaporation of nitrogen from the reservoir 12 of liquid nitrogen. If an increased coolant flow is required, active cooling of the cooling section 24 can be accomplished by operating the heater 14.
Die Kühlmittel-Leitungen 31 sind um den Probenträger 25 gleichmäßig verteilt angeordnet, um eine möglichst gleichförmige, allseitige Umspülung der Proben 1 auf dem Probenträger 25 zu erreichen. Da das Kühlmittel (kaltes Stickstoffgas ) kälter als die umgebende Atmosphäre im Haubenraum 22 ist, sind die Enden der Kühlmittel-Leitungen 31 vorzugsweise oberhalb der Proben 1 auf dem Probenträger 25 angeordnet, so dass der Kühlmittel-Strom von oben auf die Proben 1 fällt. Alternativ kann der Kühlmittel-Strom jedoch auch von unten The coolant lines 31 are distributed uniformly around the sample carrier 25 in order to achieve the most uniform, all-round rinsing of the samples 1 on the sample carrier 25. Since the refrigerant (cold nitrogen gas) is colder than the ambient atmosphere in the hood space 22, the ends of the coolant lines 31 are preferably located above the samples 1 on the sample carrier 25 so that the coolant flow falls on the samples 1 from above. Alternatively, however, the coolant flow may also be from below
und/oder seitlich auf die Proben 1 gerichtet werden. and / or laterally directed to the samples 1.
Wenn in einer Betriebsphase der Kryo-Lagereinrichtung 100 keine Entnahme oder Zufuhr einer Probe 1 erfolgt, kann laufend Stickstoffgas in den Haubenraum 22 einströmen. Hierzu kann die verschließbare Deckelöffnung 16 geöffnet bleiben, so dass das verdampfende Stickstoffgas aus dem Lagerbehälter 10 durch die Deckelöffnung 16 und die Kühlmittel-Leitungen 31 in den Haubenraum 22 strömt. Vorteilhafterweise wird damit er- reicht, dass der Haubenraum 22 nicht mit Umgebungsluft, sondern mit trockenem Stickstoffgas gefüllt ist. Im Ergebnis wird eine Vereisung des Lagerbehälters 10 und der Probe 1 ausgeschlossen. Des Weiteren erwärmt sich das austretende Gas in der Haubeneinrichtung 20, so dass eventuelle Kondensatab- lagerungen (Reif) zwischen einzelnen Probenentnahmen abgebaut werden. If no removal or supply of a sample 1 takes place in an operating phase of the cryogenic storage device 100, nitrogen gas can flow continuously into the hood space 22. For this can the closable lid opening 16 remain open, so that the evaporating nitrogen gas flows from the storage container 10 through the lid opening 16 and the coolant lines 31 in the hood space 22. Advantageously, it is thus achieved that the hood space 22 is not filled with ambient air but with dry nitrogen gas. As a result, icing of the storage container 10 and the sample 1 is excluded. Furthermore, the escaping gas in the hood device 20 heats up, so that any condensate deposits (frost) between individual sampling are reduced.
Figur 4 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kryo-Lagereinrichtung 100, bei der eine erste Transfereinrichtung 50 zur Probenüberführung zwischen dem Innenraum des Lagerbehälters 10 und dem Probenträger 25 im Haubenraum 22 und eine zweite Transfereinrichtung 60 zur Probenüberführung zwischen dem Probenträger 25 und einer Umgebung der Kryo-Lagereinrichtung 100 vorgesehen sind. Die erste Transfereinrichtung 50 umfasst einen ersten Antrieb 51, der im Haubenraum 22 oder außerhalb der Haubeneinrichtung 20 angeordnet und über eine Welle 52 mit einer Plattform 53 im Innenraum 11 gekoppelt ist. Auf der Plattform 53 sind die Trägereinrichtungen (Racks) 17 mit einer Vielzahl von Kryo- Proben angeordnet. Durch Betätigung des ersten Antriebs 51 kann ein ausgewähltes Rack 17 unter die Deckelöffnung 16 bewegt werden, um eine oder mehrere Proben auf den Probenträger 25 zu übertragen. Hierzu kann beispielsweise das ausgewählte Rack 17 durch die Deckelöffnung 16 zumindest teilweise in den Haubenraum 22 gezogen werden. FIG. 4 shows a further modified embodiment of the cryogenic storage device 100 according to the invention, in which a first transfer device 50 for sample transfer between the interior of the storage container 10 and the sample carrier 25 in the hood space 22 and a second transfer device 60 for sample transfer between the sample carrier 25 and an environment Cryo-bearing device 100 are provided. The first transfer device 50 comprises a first drive 51 which is arranged in the hood space 22 or outside the hood device 20 and is coupled via a shaft 52 to a platform 53 in the inner space 11. On the platform 53, the carriers (racks) 17 are arranged with a plurality of cryo-samples. By actuating the first drive 51, a selected rack 17 can be moved under the lid opening 16 to transfer one or more samples to the sample carrier 25. For this purpose, for example, the selected rack 17 can be pulled through the lid opening 16 at least partially into the hood space 22.
Die zweite Transfereinrichtung 60 dient der Bewegung, Entnahme, Einführung oder weiteren Handhabungen, z. B. Kontaktie- rung oder Identifizierung, der Proben 1 auf dem Probenträger 25. Die zweite Transfereinrichtung 60 ist mit einem zweiten Antrieb 61 und einem Manipulationsarm 62 ausgestattet, mit dem die Proben 1 beispielsweise vom Probenträger 25 entnommen und in einen Transportbehälter (nicht dargestellt) umgesetzt werden können. Der Manipulationsarm 62 ist mit einer Abschirmeinrichtung 26 in Gestalt einer Schutzkappe ausgestattet. Mit der Abschirmeinrichtung 26 wird verhindert, dass absinkende, sich abkühlende Gase im Haubenraum 22 auf der Probe 1 absetzen. Die Abschirmeinrichtung 26 kann z. B. eine ebene Platte (wie dargestellt) , eine nach unten offene, gewölbte Platte oder einen nach unten offenen Becher umfassen. Alternativ kann die Abschirmeinrichtung 26 aus mehreren einzelnen, sich überlappenden Elementen zusammengesetzt sein. Gemäß einer weiteren Variante kann die Abschirmeinrichtung einen Balg umfassen, der in Abhängigkeit vom Betriebszustand der zweiten Transfereinrichtung 60 zusammengedrückt oder verlängert wird, um den Kühlabschnitt 24 von fallenden, sich abkühlenden Gasen abzuschirmen . The second transfer device 60 is used for movement, removal, introduction or further manipulations, for. B. contacting or identification of the samples 1 on the sample carrier 25. The second transfer device 60 is equipped with a second drive 61 and a manipulation arm 62, with which the samples 1, for example, taken from the sample carrier 25 and in a transport container (not shown) can be implemented. The manipulation arm 62 is equipped with a shielding device 26 in the form of a protective cap. The shielding device 26 prevents sinking, cooling gases in the hood space 22 from settling on the sample 1. The shielding device 26 may, for. B. a flat plate (as shown), a downwardly open, curved plate or a cup open at the bottom. Alternatively, the shielding means 26 may be composed of a plurality of individual, overlapping elements. According to another variant, the shielding means may comprise a bellows which is compressed or extended depending on the operating state of the second transfer means 60 in order to shield the cooling section 24 from falling, cooling gases.
Die erfindungsgemäße Kryo-Lagereinrichtung 100 kann mit einer Reinigungseinrichtung 70 ausgestattet sein, die an den Probenträger 25 im Haubenraum angrenzend angeordnet und für eine thermische (Figur 5) und/oder mechanische (Figur 6) Beseitigung von Kondensat (Reif, Eiskristalle) von Probenoberflächen im Kühlabschnitt 24 eingerichtet sein. Vorteilhafterweise kann mit der Reinigungseinrichtung 70 unerwünschtes Kondensat, das sich aus einem ungekühlten Bereich des Haubenraums auf die Probe 1 niedergeschlagen hat, entfernt werden. Das Kondensat wird in den Figuren 5 und 6 schematisch als Sterne dargestellt . The cryogenic storage device 100 according to the invention may be equipped with a cleaning device 70, which is arranged adjacent to the sample carrier 25 in the hood space and for a thermal (Figure 5) and / or mechanical (Figure 6) elimination of condensate (frost, ice crystals) of sample surfaces in Cooling section 24 may be established. Advantageously, with the cleaning device 70 undesirable condensate, which has been deposited from an uncooled area of the hood space on the sample 1, are removed. The condensate is shown schematically in FIGS. 5 and 6 as stars.
Gemäß Figur 5 ist eine thermische Reinigung der Oberfläche der Probe 1 vorgesehen. Hierzu umfasst die Reinigungseinrichtung 70 ein koaxiales Doppelrohr 71, dessen Innenrohr mit ei- ner Quelle trockenen Gases und dessen Außenrohr mit einer Saugeinrichtung (nicht dargestellt) verbunden sind. Die Quelle trockenen Gases stellt einen trockenen Gasstrom bei Raumtemperatur oder bei verringerter Temperatur, bis hin zur La- gertemperatur, bereit, unter dessen Wirkung durch Sublimation oder durch eine kurzzeitige, plusartige Erwärmung und Verdunstung das Kondensat 3 von der Oberfläche entfernt und mit dem Gasstrom im Außenrohr abgeführt wird. Bei Bedarf kann auf der zum Doppelrohr 71 entgegengesetzten Seite der Probe 1 ein Gasreflektor 72 angeordnet sein, mit dem der Gasstrom nach dem Vorbeitritt an der Probe 1 reflektiert wird. Der Gasreflektor 72 unterstützt somit die Reinigung der Oberfläche (Enteisung) auf allen Seiten der Probe 1. Die mechanisch wirkende Reinigungseinrichtung 70 gemäß Figur 6 umfasst ebenfalls ein koaxiales Doppelrohr 71, durch dessen Innenrohr trockenes Gas zur Oberfläche der Probe 1 zugeführt und durch dessen Außenrohr Gas mit Kondensatbestandteilen abgeführt wird. In diesem Fall ist zusätzlich am freien Ende des Doppelrohrs 71 ein Reinigungswerkzeug 73, wie z. B. eine Bürste angeordnet. Durch eine Bewegung, z. B. eine Schwingungsbewegung, quer zur Längsausdehnung des Doppelrohrs 71 kann mit dem Reinigungswerkzeug 73 das Kondensat von der Oberfläche der Probe 1 gekratzt werden. Alternativ oder zu- sätzlich kann die Reinigungseinrichtung 70 ausschließlich mechanisch wirksam sein, wie im linken Teil von Figur 6 schematisch illustriert ist. In diesem Fall ist ein Reinigungswerkzeug 73 an die Probe 1 angrenzend angeordnet und z. B. durch einen Schwingungsantrieb (nicht dargestellt) zur Reinigung der Oberfläche der Probe 1 betätigbar. According to FIG. 5, a thermal cleaning of the surface of the sample 1 is provided. For this purpose, the cleaning device 70 comprises a coaxial double tube 71, whose inner tube is connected to a ner source of dry gas and the outer tube with a suction device (not shown) are connected. The source of dry gas provides a dry gas stream at room temperature or at reduced temperature, up to storage temperature, under the effect of which, by sublimation or by brief, plus heating and evaporation, the condensate 3 is removed from the surface and mixed with the gas flow Outside tube is discharged. If necessary, a gas reflector 72 can be arranged on the side of the sample 1 opposite the double tube 71, with which the gas flow is reflected after passing the sample 1. The gas reflector 72 thus supports the cleaning of the surface (de-icing) on all sides of the sample 1. The mechanically acting cleaning device 70 according to Figure 6 also comprises a coaxial double tube 71, supplied through the inner tube dry gas to the surface of the sample 1 and gas through the outer tube is discharged with condensate components. In this case, in addition to the free end of the double tube 71, a cleaning tool 73, such. B. arranged a brush. By a movement, z. As a vibrational movement, transverse to the longitudinal extent of the double tube 71 can be scratched with the cleaning tool 73, the condensate from the surface of the sample 1. Alternatively or additionally, the cleaning device 70 can be exclusively mechanically effective, as is schematically illustrated in the left-hand part of FIG. In this case, a cleaning tool 73 is disposed adjacent to the sample 1 and z. B. by a vibration drive (not shown) for cleaning the surface of the sample 1 operable.
Figur 7 illustriert eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kryo-Lagereinrichtung 100 mit einer Steuereinrichtung 80 ausgestattet ist. Die Steuereinrichtung 80 ist eingerich- tet, verschiedene Programme zur Handhabung von Proben in der Kryo-Lagereinrichtung 100 auszuführen, wie z. B. die Einführung von Proben in den Lagerbehälter 10, die Lagerung der Proben, die Entnahme von Proben aus dem Lagerbehälter 10 und/oder die Inventur von Proben. Hierzu ist die Steuereinrichtung 80 mit dem schematisch illustrierten und im Folgenden erläuterten Komponenten der Kryo-Lagereinrichtung 100 gekoppelt . Die Kryo-Lagereinrichtung 100 umfasst, wie oben beschrieben wurde, den Lagerbehälter 10, die Haubeneinrichtung 20 und die Spüleinrichtung 30. Im Innenraum 11 des Lagerbehälters 10 sind die Trägereinrichtungen 17 mit Proben 1 angeordnet. Mit der ersten Transfereinrichtung 50 können Proben durch die De- ckelöffnung 16 des Deckelabschnitts 13 in den lokal begrenzten Kühlabschnitt 24 (gestrichelt eingekreist) im Haubenraum 22 bewegt werden. Die Deckelöffnung 16 umfasst einen oder mehrere Verschlüsse 18, die mit der Steuereinrichtung 80 elektromechanisch betätigbar sind. Die Spüleinrichtung 30 um- fasst als Kühlmittel-Gefäß den Lagerbehälter 10 und die Kühlmittel-Leitung 31, die mit einem Stellglied 34 zur Regelung des Kühlmittel-Stroms durch die Kühlmittel-Leitung 31 ausgestattet ist. Das Stellglied 34 ist ebenfalls mit der Steuereinrichtung 80 gekoppelt. Der Kühlabschnitt 24 ist mit einem Temperatursensor 27 ausgestattet, mit dem die lokale Temperatur im Kühlabschnitt 24 messbar ist. Der Temperatursensor 27 ist mit der Steuereinrichtung 80 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 80 ist auch mit der Heizeinrichtung 14 verbunden, um bei Bedarf die Erzeugung von kaltem Stickstoffgas im Innen- räum 11 des Lagerbehälters 10 zu verstärken. FIG. 7 illustrates an embodiment of the invention in which the cryogenic storage device 100 is equipped with a control device 80. The control device 80 is equipped tet executes various programs for handling samples in the cryogenic storage device 100, such. As the introduction of samples in the storage container 10, the storage of the samples, the removal of samples from the storage container 10 and / or the inventory of samples. For this purpose, the control device 80 is coupled to the schematically illustrated and explained below components of the cryogenic storage device 100. The cryogenic storage device 100 comprises, as described above, the storage container 10, the hood device 20 and the rinsing device 30. In the interior 11 of the storage container 10, the carrier devices 17 are arranged with samples 1. With the first transfer device 50, samples can be moved through the cover opening 16 of the cover section 13 into the locally limited cooling section 24 (circled in dashed lines) in the hood compartment 22. The lid opening 16 comprises one or more closures 18 which are electromechanically actuated with the control device 80. The purging device 30 comprises, as a coolant vessel, the storage container 10 and the coolant line 31, which is equipped with an actuator 34 for regulating the coolant flow through the coolant line 31. The actuator 34 is also coupled to the controller 80. The cooling section 24 is equipped with a temperature sensor 27 with which the local temperature in the cooling section 24 can be measured. The temperature sensor 27 is coupled to the controller 80. The controller 80 is also connected to the heater 14 to enhance, if necessary, the generation of cold nitrogen gas in the inner space 11 of the storage container 10.
Die zweite Transfereinrichtung 60 ist in der Haubeneinrichtung 20 angeordnet und, wie oben unter Bezug auf Figur 4 erläutert wurde, mit einem Manipulationsarm 62 und einer Ab- schirmeinrichtung 26 ausgestattet. Des Weiteren ermöglicht der Antrieb 61 der zweiten Transfereinrichtung 60 die Betätigung eines Transportbehälters 63 zur Aufnahme von Proben und zur Übertragung der Proben in die Umgebung der Kryo-Lagerein- richtung 100. Die erste Transfereinrichtung 50 und die zweite Transfereinrichtung 60 sind ebenfalls mit der Steuereinrichtung 80 gekoppelt. ' The second transfer device 60 is arranged in the hood device 20 and, as explained above with reference to FIG. 4, with a manipulation arm 62 and a removal arm 62. screen device 26 equipped. Furthermore, the drive 61 of the second transfer device 60 enables the actuation of a transport container 63 for receiving samples and for transferring the samples into the environment of the cryo-storage device 100. The first transfer device 50 and the second transfer device 60 are likewise connected to the control device 80 coupled. '
In Abhängigkeit von einem gespeicherten Zuführungs-, Lage- rungs-, Entnahme- und/oder Inventur-Programm werden die genannten Komponenten mit der Steuereinrichtung 80 betätigt. Zur Probenzufuhr wird beispielsweise mit dem Transportbehälter 63 eine Probe in den Kühlabschnitt 24 überführt. In Abhängigkeit von der Vorbehandlung der Probe weist diese be- reits die Lagertemperatur auf, oder sie wird im Kühlabschnitt 24 auf die Lagertemperatur abgekühlt. Dabei kann eine Reinigung der Probe von Kondensat mit der Reinigungseinrichtung 70 gemäß einer der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Varianten vorgesehen sein. Wenn die Kühlkapazität der Spüleinrichtung 30 z. B. beim Einfrieren der Probe zu gering ist, wird dies mit dem Temperatursensor 27 erfasst, woraufhin mit der Steuereinrichtung 80 die Heizeinrichtung 14 betätigt wird, um den Kühlmittel-Strom durch die Kühlmittel-Leitung 31 zu verstärken. Nach Bereitstellung der Probe kann diese gemäß einem Einführungsprogramm in den Lagerbehälter 10 eingeführt werden. Hierzu werden die Verschlüsse 18 der Deckelöffnung 16 geöffnet, und die Probe wird mit der ersten Transfereinrichtung 50 in die Trägereinrichtung 17 im Innenraum 11 des Lagerbehälters 10 übernommen. Die Entnahme einer Probe erfolgt umgekehrt durch die Überführung der Probe mit der ersten Transfereinrichtung 50 durch die Deckelöffnung 15 zu dem Kühlabschnitt 24. Unter Aufrechterhaltung der Lagertemperatur, z. B. - 150 C°, wird die Probe mit der zweiten Transfereinrichtung 60 in den Transportbehälter 63 übertragen und z. B. zur weiteren Verwendung in die Umgebung der Kryo-Lagerein- richtung 100 überführt. Depending on a stored supply, storage, removal and / or inventory program, the said components are actuated by the control device 80. For sample introduction, a sample is transferred into the cooling section 24, for example with the transport container 63. Depending on the pretreatment of the sample, this already has the storage temperature, or it is cooled in the cooling section 24 to the storage temperature. In this case, a cleaning of the sample of condensate with the cleaning device 70 may be provided according to one of the variants shown in FIGS. 5 and 6. If the cooling capacity of the rinsing device 30 z. B. is too low when freezing the sample, this is detected by the temperature sensor 27, whereupon the control device 80, the heater 14 is actuated to increase the coolant flow through the coolant line 31. After provision of the sample, it can be introduced into the storage container 10 according to an introduction program. For this purpose, the closures 18 of the lid opening 16 are opened, and the sample is taken with the first transfer device 50 in the support means 17 in the interior 11 of the storage container 10. The removal of a sample is reversed by the transfer of the sample with the first transfer device 50 through the lid opening 15 to the cooling section 24. While maintaining the storage temperature, for. B. - 150 C °, the sample is transferred to the second transfer device 60 in the transport container 63 and z. B. for further use in the environment of the cryo-bearing device 100 transferred.
Weitere Einzelheiten des Deckelabschnitts 13 der Kryo- Lagereinrichtung sind in Figur 8 illustriert. Im Deckelabschnitt 13 ist eine Deckelöffnung 16 vorgesehen, an deren Oberseite ein Probenträger 25 angeordnet ist. Der Probenträger 25 umfasst z. B. eine Aufnahme für mehrere Proben 1 Further details of the lid portion 13 of the cryogenic storage device are illustrated in FIG. In the lid portion 13, a lid opening 16 is provided, at the top of a sample carrier 25 is arranged. The sample carrier 25 comprises z. B. a recording for several samples. 1
(Kryo-Röhrchen) . Zusätzlich sind durch die Deckelöffnung 16 Kühlmittel-Leitungen 31 geführt, von denen jeweils eine Kühlmittel-Leitung 31 in einer der Aufnahmen des Probenträgers 25 mündet. Hierzu weisen die Aufnahmen im Probenträger 25 seitliche Öffnungen auf, an denen die Kühlmittel-Leitungen 31 enden. Durch die Kühlmittel-Leitungen 31 wird ein Kühlmittel- Strom 2 kalten Stickstoffgases aus dem Lagerbehälter zu den Proben 1 gespült, so dass sie in dem Probenträger 25 bei Lagertemperatur gehalten werden und eisfrei bleiben. Vorzugsweise ist der Probenträger 25 aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und/oder Wärmekapazität, wie z. B. aus A- luminium, Silber, Kupfer, Speckstein oder Keramik hergestellt. Die Temperatur in unmittelbarer Probennähe wird durch Temperatursensoren (nicht dargestellt) erfasst, um den Kühlmittel-Strom durch dei Kühlmittel-Leitungen 31 regeln zu können .  (Cryo-tube). In addition, 16 coolant lines 31 are guided through the lid opening, of which in each case a coolant line 31 opens into one of the receptacles of the sample carrier 25. For this purpose, the recordings in the sample carrier 25 have lateral openings at which the coolant lines 31 terminate. Through the coolant lines 31, a coolant stream 2 of cold nitrogen gas is purged from the storage container to the samples 1, so that they are kept in the sample carrier 25 at storage temperature and remain free of ice. Preferably, the sample carrier 25 is made of a material with high thermal conductivity and / or heat capacity, such. B. aluminum, silver, copper, soapstone or ceramic produced. The temperature in the immediate vicinity of the sample is detected by temperature sensors (not shown) in order to be able to control the coolant flow through the coolant lines 31.
Die in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können einzeln oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. The features illustrated in the claims, the description and the drawings may be of importance individually or in combination for the realization of the invention in its various forms.

Claims

Ansprüche 1. Kryo-Lagereinrichtung (100), die zur Lagerung insbesondere von biologischen Proben (1) im kryokonservierten Zustand eingerichtet ist, umfassend  Claims 1. Cryo-storage device (100), which is adapted for storage, in particular of biological samples (1) in the cryopreserved state, comprising
- einen Lagerbehälter (10), der einen Innenraum (11) zur Aufnahme und zur Kühlung der Proben (1) bei einer vorbestimmten Lagertemperatur in einem Reservoir (12) flüssigen Stickstoffs oder in einem Stickstoff-Dampf über dem Reservoir (12) flüssigen Stickstoffs, wobei der Innenraum (11) mit einem Deckelabschnitt (13) verschlossen ist,  a storage container (10) having an interior space (11) for receiving and cooling the samples (1) at a predetermined storage temperature in a reservoir (12) of liquid nitrogen or in a nitrogen vapor over the reservoir (12) of liquid nitrogen, wherein the interior space (11) is closed by a cover section (13),
- eine Haubeneinrichtung (20) mit einer Haube (21) , die einen an den Deckelabschnitt (13) angrenzenden Haubenraum (22) einschließt, und  - A hood device (20) with a hood (21) which encloses a lid portion (13) adjacent the hood space (22), and
- eine Spüleinrichtung (30) , die ein Kühlmittel-Gefäß (31, 32) aufweist und zur Einführung eines Kühlmittels in den Haubenraum (22) angeordnet ist,  - A rinsing device (30) having a coolant vessel (31, 32) and is arranged for introducing a coolant in the hood space (22),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- die Spüleinrichtung (30) mindestens eine Kühlmittel-Leitung (31) aufweist, die in dem Haubenraum (22) mündet und für eine Spülung eines lokal begrenzten Kühlabschnitts (24) mit einem Kühlmittel-Strom (2) und eine Einstellung der Lagertemperatur im Kühlabschnitt (24) angeordnet ist.  - The rinsing device (30) has at least one coolant line (31) which opens into the hood space (22) and for flushing a localized cooling section (24) with a coolant flow (2) and an adjustment of the storage temperature in the cooling section (24) is arranged.
2. Kryo-Lagereinrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Kühlmittel-Gefäß mindestens eines der Merkmale umfasst 2. A cryogenic storage facility according to claim 1, wherein the coolant vessel comprises at least one of the features
- das Kühlmittel-Gefäß (31, 32) ist zur Aufnahme flüssigen Stickstoffs eingerichtet und umfasst den Lagerbehälter (10) und/oder einen Zusatzbehälter (32) zur Aufnahme flüssigen Stickstoffs außerhalb des Lagerbehälters (10), und  - The coolant vessel (31, 32) is adapted to receive liquid nitrogen and comprises the storage container (10) and / or an additional container (32) for receiving liquid nitrogen outside of the storage container (10), and
- das Kühlmittel-Gefäß (31, 32) ist mit einer thermoelektri- sehen Kühleinrichtung zur Kühlung des Kühlmittels ausgestattet. - The coolant vessel (31, 32) is connected to a thermoelectric see cooling device equipped to cool the coolant.
3. Kryo-Lagereinrichtung gemäß Anspruch 2, bei der 3. Cryo-bearing device according to claim 2, wherein
- im Lagerbehälter (10) und/oder im Zusatzbehälter (32) eine Heizeinrichtung (14) angeordnet ist, die zur Erzeugung des Kühlmittel-Stroms (2) aus Stickstoffdampf eingerichtet ist. - In the storage container (10) and / or in the additional container (32) a heating device (14) is arranged, which is adapted to generate the coolant stream (2) of nitrogen vapor.
4. Kryo-Lagereinrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der - das Kühlmittel-Gefäß (31, 32) den Lagerbehälter (10) um- fasst, und 4. Cryo-bearing device according to claim 2 or 3, wherein - the coolant vessel (31, 32) the storage container (10) comprises, and
- die mindestens eine Kühlmittel-Leitung (31) sich vom Innenraum (11) des Lagerbehälters (10) durch den Deckelabschnitt (13) zum Kühlabschnitt (24) erstreckt.  - The at least one coolant conduit (31) extending from the interior (11) of the storage container (10) through the lid portion (13) to the cooling section (24).
5. Kryo-Lagereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Spüleinrichtung (30) mindestens eines der Merkmale umfasst: 5. Cryogenic storage device according to one of the preceding claims, in which the rinsing device (30) comprises at least one of the features:
- die Spüleinrichtung (30) ist mit einem Temperatursensor (27) ausgestattet, mit dem die Temperatur im Kühlabschnitt - The rinsing device (30) is equipped with a temperature sensor (27), with which the temperature in the cooling section
(24) messbar ist, (24) is measurable
- die Spüleinrichtung (30) weist eine Abschirmeinrichtung (26) auf, mit welcher der Kühlabschnitt (24) gegen absinkende Gase im Haubenraum (22) abschirmbar ist, und  - The rinsing device (30) has a shielding device (26), with which the cooling section (24) against sinking gases in the hood space (22) can be shielded, and
- die Spüleinrichtung (30) weist eine Ablenkeinrichtung auf, mit welcher der Kühlmittel-Strom (2) von der Kühlmittel- Leitung (31) in den Kühlabschnitt (24) lenkbar ist. - The rinsing device (30) has a deflection device with which the coolant flow (2) from the coolant line (31) in the cooling section (24) is steerable.
6. Kryo-Lagereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden An- sprüche, die umfasst: 6. Cryogenic storage facility according to one of the preceding claims, comprising:
- einen Probenträger (25) , der zur temporären Probenaufnahme im Kühlabschnitt (24) angeordnet ist, wobei  - A sample carrier (25), which is arranged for temporary sample receiving in the cooling section (24), wherein
- der Probenträger (25) über Wärmeleitungselemente mit dem Innenraum (11) des Lagerbehälters (10) verbunden ist. - The sample carrier (25) via heat conducting elements with the interior (11) of the storage container (10) is connected.
7. Kryo-Lagereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der 7. cryogenic storage facility according to one of the preceding claims, wherein
- der Deckelabschnitt (13) eine an den Kühlabschnitt (24) an- grenzende, verschließbare Deckelö fnung (16) aufweist.  - The cover portion (13) adjacent to the cooling section (24), closable Deckelö opening (16).
8. Kryo-Lagereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die umfasst A cryogenic storage facility according to any one of the preceding claims, comprising
- eine erste Transfereinrichtung (50), die zur Probenüberfüh- rung zwischen dem Innenraum (11) und dem .Kühlabschnitt (24) eingerichtet ist, und/oder  a first transfer device (50), which is set up for sample transfer between the inner space (11) and the cooling section (24), and / or
- eine zweite Transfereinrichtung (60), die zur Probenüberführung zwischen dem Kühlabschnitt (24) und einer Umgebung der Haubeneinrichtung (20) eingerichtet ist.  - A second transfer device (60) which is adapted for sample transfer between the cooling section (24) and an environment of the hood device (20).
9. Kryo-Lagereinrichtung gemäß Anspruch 8, bei der 9. Cryo-bearing device according to claim 8, wherein
- die zweite Transfereinrichtung (60) einen Transportbehälter (63) umfasst, der mit der Spüleinrichtung (30) im Kühlabschnitt (24) kühlbar ist.  - The second transfer means (60) comprises a transport container (63) which is coolable with the rinsing device (30) in the cooling section (24).
10. Kryo-Lagereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die umfasst 10. Cryo-storage device according to one of the preceding claims, comprising
- eine mechanisch und/oder thermisch wirkende Reinigungseinrichtung (70), die zur Entfernung von Kondensat von Proben- Oberflächen eingerichtet ist.  - A mechanically and / or thermally acting cleaning device (70), which is adapted to remove condensate from sample surfaces.
11. Kryo-Lagereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, die umfasst 11. Cryo-storage device according to one of claims 7 to 10, comprising
- eine Steuereinrichtung (80), die für eine Steuerung der Spüleinrichtung (30), der verschließbaren Deckelöffnung (16), der ersten Transfereinrichtung (50) , der zweiten Transfereinrichtung (60) und/oder der Reinigungseinrichtung (70) ausgelegt ist. - A control device (80), which is designed for controlling the purging device (30), the closable lid opening (16), the first transfer device (50), the second transfer device (60) and / or the cleaning device (70).
12. Kryo-Lagereinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der 12. Cryo-bearing device according to one of the preceding claims, wherein
- der Kühlabschnitt (24) ein Volumen aufweist, das kleiner als das Volumen des Haubenraums (22) ist, und/oder  - The cooling section (24) has a volume which is smaller than the volume of the hood space (22), and / or
- der Kühlabschnitt (24) für eine temporäre Probenanordnung eingerichtet ist. - The cooling section (24) is arranged for a temporary sample arrangement.
13. Verfahren zur Handhabung von Proben (1) im kryokonservierten Zustand, unter Verwendung einer Kryo-Lagereinrichtung (100) mit einem Lagerbehälter (10), der einen Innenraum (11) zur Aufnahme der Proben (1) und zur Kühlung der Proben (1) bei einer vorbestimmten Lagertemperatur in einem Reservoir (12) flüssigen Stickstoffs oder in einem Stickstoff-Dampf über dem Reservoir (12) flüssigen Stickstoffs und der einen Deckelabschnitt (13) aufweist, einer Haubeneinrichtung (20), die einen an den Deckelabschnitt (13) angrenzenden Haubenraum (22) bildet, und einer Spüleinrichtung (30), die ein Kühlmittel-Gefäß (32, 33) aufweist, das zur Einführung eines Kühlmittel-Strom (2) in den Haubenraum (22) angeordnet ist, 13. A method for handling samples (1) in the cryopreserved state, using a cryogenic storage device (100) with a storage container (10) having an interior space (11) for receiving the samples (1) and for cooling the samples (1 ) at a predetermined storage temperature in a reservoir (12) of liquid nitrogen or in a nitrogen vapor over the reservoir (12) of liquid nitrogen and the one lid portion (13), a hood device (20) attached to the lid portion (13) adjacent hood space (22), and a purging device (30) having a coolant vessel (32, 33) which is arranged to introduce a coolant flow (2) in the hood space (22),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- die Spüleinrichtung (30) mindestens eine Kühlmittel-Leitung (31) aufweist, die in dem Haubenraum (22) mündet, wobei  - The rinsing device (30) has at least one coolant line (31) which opens into the hood space (22), wherein
- ein lokal begrenzter Kühlabschnitt (24) mit einem Kühlmittel-Strom (2) gekühlt wird, der über die mindestens eine Kühlmittel-Leitung (31) zum Kühlabschnitt (24) fließt, wobei - A locally limited cooling section (24) with a coolant flow (2) is cooled, which flows via the at least one coolant line (31) to the cooling section (24), wherein
- die Proben (1) nach einer Entnahme aus dem Innenraum (11) des Lagerbehälters (10) oder vor einer Einführung in den Innenraum (11) des Lagerbehälters (10) im Kühlabschnitt (24) bei der Lagertemperatur angeordnet werden, während die Tempe- ratur des übrigen Haubenraums (22) relativ zum Kühlabschnitt (24) erhöht ist. - The samples (1) after removal from the interior (11) of the storage container (10) or before an introduction into the interior (11) of the storage container (10) in the cooling section (24) are arranged at the storage temperature, while the Tempe- Rature of the remaining hood space (22) relative to the cooling section (24) is increased.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem 14. The method according to claim 13, wherein
- die Proben (1) im Kühlabschnitt (24) mit Dampf flüssigen Stickstoffs aus dem Lagerbehälter (10) und/oder einem Zusatzbehälter (33) und/oder mit einem thermoelektrisch temperierten Kühlmittel gekühlt werden. - The samples (1) in the cooling section (24) with liquid vapor Nitrogen from the storage container (10) and / or an additional container (33) and / or cooled with a thermoelectrically tempered coolant.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem 15. The method according to claim 14, wherein
- der Kühlmittel-Strom (2) des Dampfes flüssigen Stickstoffs mit einer Heizeinrichtung (14) im Lagerbehälter (10) und/oder im Zusatzbehälter (33) eingestellt wird.  - The coolant stream (2) of the vapor liquid nitrogen with a heater (14) in the storage container (10) and / or in the additional container (33) is set.
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem16. The method according to any one of claims 13 to 15, wherein
- im Kühlabschnitt (24) ein Probenträger (25) angeordnet ist, der zusätzlich über Wärmeleitungselemente gekühlt wird, die mit dem Innenraum (11) des Lagerbehälters (10) verbunden sind . - In the cooling section (24) a sample carrier (25) is arranged, which is additionally cooled by heat conducting elements, which are connected to the interior (11) of the storage container (10).
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem17. The method according to any one of claims 13 to 16, wherein
- die Temperatur im Kühlabschnitt (24) mit einem Temperatursensor (27) gemessen und mit einem Regelkreis eingestellt wird. - The temperature in the cooling section (24) with a temperature sensor (27) is measured and adjusted with a control loop.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem18. The method according to any one of claims 13 to 17, wherein
- Kondensat von Probenoberflächen mit einer mechanisch und/oder thermisch wirkenden Reinigungseinrichtung (70) entfernt wird. - Condensate is removed from sample surfaces with a mechanically and / or thermally acting cleaning device (70).
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