KR20020068516A - A system for controlling laboratory sample temperature and a thermal tray for use in such system - Google Patents
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Abstract
실험실용 샘플의 온도를 제어하기 위한 시스템(10)이 열 전도성 재료로 형성된 본체와 본체(12) 내부에 배치된 배관(50)을 가지는 열 지지 트레이(12)를 포함하도록 도시된다. 한 쌍의 커플러(40, 42)가 배관의 입력 단부와 출력 단부를 유체 제어 유닛(14)에 연결한다. 실험실용 샘플의 온도를 제어하기 위해, 제어 유닛은 유체의 온도를 바람직한 수준으로 유지시키고 유체를 커플러와 배관을 통해 순환시킨다. 열 전도성 재료는 알루미늄 같은 비자성 재료인 것이 양호하다. 비커 또는 페트리 접시를 수용하기 위한 형상의 공동부(38)가 본체 내에 형성된다. 외부 코팅재는 트레이에 부착되며 분말 코팅재인 것이 양호하다.A system 10 for controlling the temperature of a laboratory sample is shown to include a thermal support tray 12 having a body formed of a thermally conductive material and tubing 50 disposed inside the body 12. A pair of couplers 40, 42 connect the input and output ends of the tubing to the fluid control unit 14. To control the temperature of the laboratory sample, the control unit maintains the temperature of the fluid at the desired level and circulates the fluid through the coupler and the tubing. The thermally conductive material is preferably a nonmagnetic material such as aluminum. A cavity 38 shaped to receive the beaker or petri dish is formed in the body. The outer coating is attached to the tray and is preferably a powder coating.
Description
실험실에서, 특히 생물 의학 연구 실험실에서, 연구 및 분석을 위한 많은 프로토콜에서는 샘플들이 정확하고 적절한 온도에서 유지되는 것을 필요로 한다. 예컨대, 어떤 실험적 반응은 낮은 온도에서의 배양을 필요로 한다. 생물학적 샘플들은 부패 또는 퇴행을 방지하기 위해 일반적으로 0 ℃ 이하의 온도에서 유지되야 한다. 또한 생물학적 재료의 채취(harvesting) 및 조작은 매우 낮은 온도에서 신속한 배치와 장기 유지를 요구할 수 있다. 또한, 조직 배양(culture) 설정에서, 생물학적 샘플은 오염되지 않은 상태에서 유지되어야 한다. 예컨대, 포유류 원으로부터의 조직 또는 세포는 공기중 및 실험실 내의 사물의 표면상에서 발견되는 미생물에 오염되어서는 안된다. 샘플 온도 제어 시스템의 최상의 형태는 샘플의 살균을 양보하지 않고 샘플의 용이한 조작을 방해하지 않으면서 연구원이 샘플이 유지되는 온도를 정확하게 선택하고 조절하게 할 것이다.In the laboratory, especially in biomedical research laboratories, many protocols for research and analysis require samples to be maintained at accurate and appropriate temperatures. For example, some experimental reactions require incubation at low temperatures. Biological samples should generally be maintained at temperatures below 0 ° C. to prevent rot or degeneration. Harvesting and manipulating biological materials can also require rapid deployment and long term maintenance at very low temperatures. In addition, in tissue culture settings, biological samples must be kept uncontaminated. For example, tissue or cells from a mammalian source should not be contaminated with microorganisms found in the air and on the surface of things in a laboratory. The best form of sample temperature control system will allow researchers to accurately select and control the temperature at which the sample is maintained without compromising the sterilization of the sample and without interfering with the easy manipulation of the sample.
실험실 내의 샘플에 대한 냉각 또는 냉장 환경을 달성하는 가장 간단한 수단 중의 하나는 얼음 통이다. 보호 튜브 및 용기 내에 위치한 샘플 및 용액은 분쇄된 얼음 내로 잠길 때 0 ℃ 근방의 온도에서 유지될 수 있다. 그렇지만, 얼음이 녹기 시작하면서, 튜브는 가라앉거나 부유하거나 그렇지 않으면, 넘어지게 되는 상태에 있게 된다. 얼음 통 내에 위치된 오버라잉(overlying) 지지부 및 선반은 녹은 얼음 내의 튜브 및 용기의 손실을 방지해 줄 수 있지만, 번거로울 수 있다. 더구나, 얼음 배양은 항상 온도 선택에 제약을 받는다. 작동자는 정확하게 온도를 선택할 수도 없으며, 0 ℃ 미만의 온도가 선택될 수도 없다. 얼음이 녹으면서, 온도는 샘플이 있는 물통이 대기 온도가 될 때까지 대기 온도를 향해 상승한다. 따라서, 냉각 배양의 표준 얼음 통 방법은 열적인 정확성 및 온도 선택이 중요하지 않으며 단기간에 행해지는 처리용으로 제한될 수밖에 없다.One of the simplest means of achieving a cooling or refrigerated environment for samples in a laboratory is an ice bucket. Samples and solutions located in protective tubes and containers may be maintained at temperatures near 0 ° C. when immersed in crushed ice. However, as the ice begins to melt, the tube will sink, float, or otherwise fall over. Overlying supports and shelves located in the ice can prevent loss of tubes and containers in the melted ice, but can be cumbersome. Moreover, ice culture is always constrained by temperature selection. The operator may not select the temperature accurately, nor may the temperature below 0 ° C be selected. As the ice melts, the temperature rises towards the ambient temperature until the bucket with the sample is at ambient temperature. Thus, the standard ice bin method of cold cultivation is not critical for thermal accuracy and temperature selection and can only be limited for short-term treatment.
생물학적 조직의 세절(mincing)과 같은 어떤 절차는 얕고 살균된 페트리 접시(Petri dish)에서 수행된다. 단백질과 다른 세포질의 내용물의 일체성을 유지하기 위해서는 0 ℃에서의 세절을 요구한다. 이것은 통상적으로 분쇄된 얼음의 베드(bed) 상에 페트리 접시를 위치시킴으로써 달성되어 왔다. 그렇지만, 분쇄된 얼음의 베드는 절단 및 세절 처리 동안에 뒤집어지는 것을 유발할 수 있는 전체적으로 고르지 않은 표면을 가진다. 최소한, 분쇄된 얼음은 세절 작동에 대해 불균일하고 불안정한 지지 표면을 제공한다. 이 방법론에 있어서 또다른 위험은 분쇄된 얼음 편이 접시 내로 튀어서 샘플의 오염을 유발할 가능성이다. 이것은 조직을 세절하는 사람이 공구로 페트리 접시를 하향으로 밀고, 세절력이 접시를 밑에 있는 얼음 조각으로 이동시키기 때문에 발생할 수 있다.Some procedures, such as mining of biological tissue, are performed in a shallow, sterile Petri dish. Resection at 0 ° C. is required to maintain the integrity of the protein and other cytoplasmic contents. This has typically been accomplished by placing a Petri dish on a bed of crushed ice. However, the bed of crushed ice has an overall uneven surface that can cause it to tip over during the cutting and shredding process. At a minimum, the crushed ice provides a non-uniform and unstable support surface for the shredding operation. Another danger with this methodology is the possibility that the crushed ice pieces will splash into the dish causing contamination of the sample. This can occur because a person who cuts tissue pushes the Petri dish downwards with a tool and the cutting force moves the dish to the underlying ice cubes.
따라서, 견고한 평면을 가지는 페트리 접시를 이용하는 조작을 위한 냉장 표면이 필요하다. 그러한 표면은 세절 작동 동안 접시가 기본적으로 수평을 유지하도록 한다. 또한, 그러한 표면은 접시 내에서 사방으로 이동하는 절결, 절단, 또는 스크래핑 도구들에 의해 발생되는 압력에 대하여 그 형상을 유지할 것이다.Thus, there is a need for refrigeration surfaces for manipulation with Petri dishes having a solid plane. Such surfaces allow the dish to be essentially level during the cutting operation. In addition, such a surface will maintain its shape against pressure generated by cuts, cuts, or scraping tools moving in the plate in all directions.
조직 샘플 상에 수행된 다른 절차는 냉장 조건하에서 비커 내의 살균의 용액의 일정한 교반을 포함한다. 만약 그러한 세포 또는 조직 추출물이 분쇄된 얼음의 통 내에서 배양된다면, 얼음과 절연 통의 조합된 두께는 용액의 자동 교반을 유도하는 자기 교반 판의 사용을, 불가능하지는 않지만 비실용적으로 만들 수 있다. 따라서, 자기 교반 판과 관련되어 사용가능한 냉장 표면이 또한 필요하다.Another procedure performed on a tissue sample involves constant stirring of the solution of sterilization in the beaker under refrigerated conditions. If such cell or tissue extracts are incubated in a shaker of crushed ice, the combined thickness of the ice and insulated shaker can make impractical, but not impossible, the use of a magnetic stir plate to induce automatic stirring of the solution. Thus, there is also a need for a refrigeration surface that can be used in conjunction with a magnetic stir plate.
게다가, 세포 및 조직이 살균 상태 하에서 조작되야 하는 조직 배양 설정에서, 얼음 통은 오염원이 된다. 실험실 내의 다른 장치처럼, 얼음 통은 다른 재료가 엎지러지거나 튀긴 것을 수용할 수 있다. 따라서, 배양 후드나 생물학적 안전 캐비넷 내에서 사용될 어떤 장치도 용이하게 외부 재료 및 조직을 세척하거나 소독해야 한다. 통상적으로, 얼음 통은 스티로폼, 폴리비닐 클로라이드 폼 및 폴리우레탄 표면 폼과 같은 용이하게 소독되거나 살균되지 않는 재료로 만들어진다. 따라서, 얼음 통의 생물학적 안전 후드 환경 내로 도입하는 것은 살균을 보장할 수 있다. 따라서, 용이하게 소독되거나 살균될 수 있는 냉각 표면이 필요하다.In addition, in tissue culture settings where cells and tissues must be operated under sterile conditions, ice bins become a source of contamination. Like other devices in the laboratory, the ice bucket can accommodate spills or splashes of other ingredients. Therefore, any device to be used in a culture hood or biological safety cabinet should easily clean or disinfect external materials and tissues. Typically, ice bins are made of materials that are not easily disinfected or sterilized, such as styrofoam, polyvinyl chloride foam, and polyurethane surface foam. Thus, introduction into the biological safety hood environment of the ice bin can ensure sterilization. Thus, there is a need for a cooling surface that can be easily disinfected or sterilized.
물 또는 다른 유체의 저장조는 다양한 전기적 전원에 의한 냉각 장치를 사용하여 실온 및 0 ℃ 미만의 온도들까지 정확하게 냉각될 수 있다. 그렇지만, 유체 저장조는 조직 배양 후드 내의 살균 조건하에서 작업하기에 실용적이지 않고 페트리 접시와 함께 작업하는데 사용될 수 없다.The reservoir of water or other fluid can be accurately cooled down to room temperature and temperatures below 0 ° C. using cooling devices with various electrical power sources. However, fluid reservoirs are not practical for working under sterile conditions in tissue culture hoods and cannot be used to work with petri dishes.
연구원은 냉각실 내에서 샘플로 작업할 수도 있지만, 이것은 작업자를 위한 열적 보호구를 필요로 하며, 또한 살균 조직 배양 작업에 비실용적이다.The researchers may work with the sample in the cooling chamber, but this requires thermal protection for the operator and is also impractical for sterile tissue culture work.
샘플을 냉각 및 가열할 수 있는 건조 블록이 실험실에서 사용되어 왔다. 그러한 블록은 접시를 위한 평면을 제공하고 샘플 튜브를 수용하기 위한 리세스와 함께 형성될 수 있다. 또한, 그러한 블록은 -19 ℃(-2 ℉)까지 온도가 조절될 수 있다. 그렇지만, 그러한 블록은 펠티에(Peltier) 열전기적 가열 기술을 통해 작동한다. 이러한 냉각 기술은 통상적으로 금속제 생물학적 안전 후드의 사용자에 전기적인 위험을 제기하는 전기 출구 내로 플러그되야 하는 장치를 필요로 한다. 게다가, 그러한 장치는 그 구성으로 인해 자기 교반기와 함께 사용되지 못한다.Drying blocks that can cool and heat samples have been used in the laboratory. Such a block may be formed with a recess to provide a plane for the dish and to receive the sample tube. In addition, such blocks can be temperature controlled to -19 ° C (-2 ° F). However, such blocks operate via Peltier thermoelectric heating technology. Such cooling techniques typically require a device that must be plugged into an electrical outlet that poses an electrical hazard to the user of the metallic biological safety hood. In addition, such a device cannot be used with a magnetic stirrer because of its configuration.
따라서, 표면과 접촉하게 위치된 (용기 내의) 샘플을 균일하고 제어가능하게 냉장할 수 있고, 자기 교반기와 관련하여 작동할 수 있으며, 전기 충격의 위험을 도입하지 않을 건조하고 살균가능한 표면이 여전히 필요하다.Thus, there is still a need for a dry, sterile surface that can be uniformly and controllably refrigerated (in a container) placed in contact with the surface, can operate in conjunction with a magnetic stirrer, and which will not introduce the risk of electric shock. Do.
본 발명은 일반적으로 처리 또는 분석될 샘플 또는 시편의 온도를 제어하기 위해 설정된 실험실에 사용되는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예컨대 샘플이 청정실(clean room)의 통기 후드 내에서 처리되고 있는 동안 실험실용 샘플의 온도를 유지하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention generally relates to systems, apparatus, and methods for use in a laboratory set up to control the temperature of a sample or specimen to be processed or analyzed. In particular, the present invention relates to an apparatus for maintaining the temperature of a laboratory sample, for example, while the sample is being processed in a vent hood of a clean room.
도1은 본 발명에 따라 구성된 실험실용 샘플의 온도를 제어하기 위한 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a system for controlling the temperature of a laboratory sample constructed in accordance with the present invention.
도2는 도1에서 개략적으로 도시된 열 트레이의 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view of the heat tray schematically shown in FIG.
도3은 도2에 도시된 선 3-3을 따라 취한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 shown in FIG.
도4는 도2에 도시된 선 4-4를 따라 취한 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 shown in FIG.
도5는 본원 발명에 따라 구성된 열 홀더의 변경 실시예를 도시한 도면이다.Figure 5 illustrates an alternative embodiment of a column holder constructed in accordance with the present invention.
본 발명은 실험실용 샘플의 온도를 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 열 전도성 재료로 형성된 본체와 본체 내에 배치된 배관(tubing)을 가지는 열 지지 트레이를 포함한다. 한 쌍의 커플러는 배관의 입력 단부와 출력단부를 유체 제어 유닛에 연결한다. 실험실용 샘플의 온도를 제어하기 위해 제어 유닛은 유체의 온도를 바람직한 수준으로 유지하고 유체를 커플러 및 배관을 통해 순환시킨다. 열 전도성 재료는 알루미늄 같은 비자성 재료인 것이 양호하다. 본체 내에 비커를 수용하기 위한 형상의 공동부가 형성된다. 선택적으로, 공동부는 페트리 접시를 수용하기 위한 치수로 될 수 있다. 그렇지만, 페트리 접시들은 본체 상에 형성된 상단 평면상에 이들이 위치함으로써 사용될 것이 계획된다. 외부 코팅재는 트레이에 부착되며, 분말 코팅재인 것이 양호하다.The present invention relates to a system for controlling the temperature of a laboratory sample. The system includes a body formed of a thermally conductive material and a thermal support tray having a tubing disposed within the body. A pair of couplers connect the input and output ends of the tubing to the fluid control unit. To control the temperature of the laboratory sample, the control unit maintains the temperature of the fluid at a desirable level and circulates the fluid through the coupler and tubing. The thermally conductive material is preferably a nonmagnetic material such as aluminum. A cavity shaped to receive the beaker is formed in the body. Optionally, the cavity may be dimensioned to receive the petri dish. However, it is envisioned that Petri dishes will be used by placing them on the top plane formed on the body. The outer coating is attached to the tray, preferably a powder coating.
배관은 스테인레스 강으로 형성되고 유체는 실질적으로 글리콜 용액인 것이 양호하다.The tubing is formed of stainless steel and the fluid is preferably substantially a glycol solution.
또한 유체 제어 유닛은 글리콜 용액을 바람직한 온도까지 냉각하기 위해 작동하는 압축기와 글리콜 용액을 배관을 통해 순환시키기 위한 펌프를 포함하는 것이 양호하다. 또한 온도 표시를 제공하고 감지된 온도와 연관해서 유체의 온도를 유지하기 위해 온도 센서를 본체에 부착하는 것이 양호하다.The fluid control unit also preferably includes a compressor that operates to cool the glycol solution to the desired temperature and a pump for circulating the glycol solution through the piping. It is also desirable to attach a temperature sensor to the body to provide a temperature indication and to maintain the temperature of the fluid in relation to the sensed temperature.
이하의 양호한 실시예의 상세한 설명과 마찬가지로 전술된 설명은 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때 보다 잘 이해된다. 본 발명을 설명하기 위해, 이제 양호한 실시예가 도면으로 도시되지만, 본 발명은 개시된 구체적 장치, 시스템, 및 수단으로 한정되지 않는다는 것으로 이해되어야 한다.The foregoing description, like the detailed description of the preferred embodiments below, is better understood when read in connection with the accompanying drawings. For the purpose of illustrating the invention, it is now understood that the preferred embodiments are shown in the drawings, but that the invention is not limited to the specific devices, systems, and means disclosed.
실험실용 샘플 온도와, 상술된 문제들을 해결하고 이하에 양호하게 예시된 본 발명의 실시예에 따라서 다른 유익한 특징을 제공하는 시스템에서 사용하기 위한 열 트레이를 제어하기 위한 시스템이 도1 내지 도5를 참고로 하여 이하에 기술될 것이다. 도면에 대해 본 명세서에 주어진 기술은 단지 설명적인 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 한정하려는 어떤 방식도 의도되지 않았다. 이하의 상세한 기술 전반에 걸쳐 유사한 도면 부호는 모든 도면에서 유사한 요소를 참조한다.A system for controlling a laboratory sample temperature and a heat tray for use in a system that solves the problems described above and provides other beneficial features in accordance with embodiments of the present invention, which is better illustrated below, is illustrated in FIGS. It will be described below for reference. The description given herein for the drawings is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the invention. Like reference numerals refer to like elements throughout the drawings in the following detailed description.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 실험실용 샘플(도시 안됨)의 온도를 제어하기 위한 시스템(10)과 그러한 시스템에 사용하기 위한 열 트레이(12)에 관한 것이다. 작동에서, 유체 제어 유닛(14)은 프로필렌 글리콜과 같은 유체의 온도를 소정의 바람직한 수준, 예컨대 0 ℃로 유지한다. 도1에 도시된 실시예는 샘플을 상대적으로 낮은 온도인 0 ℃로 유지하는 것에 대해 기술되었지만, 본 발명은 그렇게 한정되지 않는다. 샘플의 온도를 보다 낮은 온도, 예컨대, -100 ℉(-73.3 ℃)만큼 낮은 온도 또는 높은 온도, 예컨대 200 ℉(93.3 ℃) 만큼 높게 유지하는 것 또한 본 발명의 범위 내에 있다.As shown in Figure 1, the present invention relates to a system 10 for controlling the temperature of a laboratory sample (not shown) and a heat tray 12 for use in such a system. In operation, the fluid control unit 14 maintains the temperature of the fluid, such as propylene glycol, at some desired level, such as 0 ° C. Although the embodiment shown in FIG. 1 has been described for maintaining a sample at a relatively low temperature of 0 ° C., the present invention is not so limited. It is also within the scope of the present invention to maintain the temperature of the sample as low as, for example, as low as -100 ° F (-73.3 ° C) or as high as 200 ° F (93.3 ° C).
제어 유닛(14)은 글리콜 저장조로부터 열을 제거하기 위해 작용하는압축기(16)를 포함한다. 온도 센서(18)는 FDA 승인 프로필렌 글리콜의 온도를 감지하고 글리콜 온도를 표시하는 온도 신호를 발생시킨다. 제어 유닛(14)은 온도 신호에 응답하여 압축기(16)의 작동을 제어한다. 양호한 실시예에서, 제어 유닛(14)은 공지된 유닛이지만, 종래에는 본 명세서에 기술된 방식, 즉, 열 트레이를 냉각하기 위해 사용되지 않았다고 여겨지는 글리콜 동력 팩 유닛 또는 글리콜 재순환 냉각기이다.The control unit 14 includes a compressor 16 that acts to remove heat from the glycol reservoir. Temperature sensor 18 senses the temperature of the FDA approved propylene glycol and generates a temperature signal indicating the glycol temperature. The control unit 14 controls the operation of the compressor 16 in response to the temperature signal. In a preferred embodiment, the control unit 14 is a known unit, but is a glycol power pack unit or a glycol recycle cooler that is not conventionally considered to be used for cooling the heat tray, in the manner described herein.
펌프(20)는 공급 배관(22) 및 복귀 배관(24)의 유체 회로를 통해 글리콜 용액을 순환시키기 위해 작동한다. 배관은 벽(26)을 통해 청정실(28)내로 냉각된 글리콜을 제공하기 위해 배열된다. 통기 후드(30)는 청정실(28) 내에 위치된다. 열 트레이(12)는 통기 후드(30)의 내부에 위치되며, 배관(22, 24)에 연결된다. 본 명세서에서 매우 상세하게 기술될 바와 같이, 글리콜 유체는 열 트레이(12)를 통해 순환되고 제어 유닛(14)으로 복귀된다. 위치(32, 34)에는 아무 열 트레이도 부착되지 않는다는 것에 유의하여야 한다. 대신에, 배관(22)이 배관(24)에 직접적으로 연결되어, 글리콜이 제어 유닛(14)으로 되돌아 순환되는 것을 허용한다. 일정하게 제어 유닛(14)으로 되돌아 순환되기 때문에 글리콜의 온도는 바람직한 수준으로 정확하게 유지될 수 있다.The pump 20 operates to circulate the glycol solution through the fluid circuit of the supply piping 22 and the return piping 24. Tubing is arranged to provide cooled glycol through the wall 26 into the clean room 28. The vent hood 30 is located in the clean room 28. The heat tray 12 is located inside the ventilation hood 30 and is connected to the pipes 22 and 24. As will be described in greater detail herein, the glycol fluid is circulated through the heat tray 12 and returned to the control unit 14. It should be noted that no heat tray is attached in positions 32 and 34. Instead, the tubing 22 is connected directly to the tubing 24, allowing the glycol to circulate back to the control unit 14. The temperature of the glycol can be accurately maintained at the desired level because it is constantly circulated back to the control unit 14.
이제 도2를 참조하여, 열 트레이(12)가 보다 상세하게 기술될 것이다. 열 트레이(12)는 열 전도성 재료, 양호하게는 알루미늄으로 형성되고, 직선으로 둘러싸인 형상이다. 트레이(12)는 또한 텐졸리(tenzoly)로서 알려진 No.713 등급 알루미늄으로 형성되는 것이 특히 양호하다. 도2에 도시된 트레이(12)의 특정 형태는본 발명의 범위를 한정하려고 의도되지 않았다는 것에 유의하여야 한다. 트레이(12)는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 무수한 형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다.Referring now to FIG. 2, the heat tray 12 will be described in more detail. The thermal tray 12 is formed of a thermally conductive material, preferably aluminum, and is shaped like a straight line. The tray 12 is particularly preferably formed of No. 713 grade aluminum, also known as tenzoly. It should be noted that the specific form of the tray 12 shown in FIG. 2 is not intended to limit the scope of the invention. The tray 12 may be formed in any of a myriad of shapes without departing from the scope of the present invention.
트레이(12)는 상단 평면(36)을 포함한다. 이하에서 살펴볼 바와 같이, 트레이(12)의 전체 표면은 그 위에 위치된 어떤 것의 온도를 제어하기 위해 작동한다. 예컨대, 만약 샘플을 담은 페트리 접시가 표면(36) 상에 위치된다면, 그 샘플이 냉각될 것이다. 또한, 트레이(12)는 열 전도성 금속 재료로 형성되었기 때문에, 세절 처리를 위한 중요한 지지부를 제공한다.Tray 12 includes a top plane 36. As will be discussed below, the entire surface of the tray 12 acts to control the temperature of something located thereon. For example, if a petri dish containing a sample is placed on the surface 36, the sample will be cooled. In addition, since the tray 12 is formed of a thermally conductive metal material, it provides an important support for the cutting process.
공동부(38)는 트레이(12)의 표면 내에 형성된다. 공동부(38)의 치수는 비커가 그 안에 용이하게 위치될 수 있도록 하는 것이 양호하다. 트레이(12)의 두께를 통해 연장되는 공동부를 형성하고 알루미늄으로 트레이(12)의 본체를 형성함으로써, 자기 교반 장치가 공동부(38) 내에 위치된 비커의 내용물을 교반하는데 용이하게 사용될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.The cavity 38 is formed in the surface of the tray 12. The dimensions of the cavity 38 are preferably such that the beaker can be easily positioned therein. By forming a cavity extending through the thickness of the tray 12 and forming the body of the tray 12 with aluminum, a magnetic stirring device can be readily used to stir the contents of the beaker located in the cavity 38. Care must be taken.
한 쌍의 커플러(40, 42)들은 트레이(12)의 일측에 연결된다. 도3 및 도4와 관련하여 설명되는 바와 같이, 배관의 길이부는 글리콜이 순환되는 트레이(12)의 본체 내에 배치된다. 커플러(40, 42)들은 배관(22, 24)들을 각각 제공 및 복귀하도록 트레이(12)에 내장된 배관을 연결하는 역할을 한다. 트레이(12)가 상술한 바와 같이 작동하기 위해 특별한 커플러 설계가 필요하지 않다는 것에 유의하여야 한다. 배관(22, 24)을 연결할 수 있고 순환 중인 유체에 의해 부과되는 온도 조건하에 작용할 수 있는 임의의 커플러 설계라면 충분히 만족할 것이다. 따라서, 커플러(40, 42)에는 부가적으로 어떠한 세부 기술도 주어지지 않는다.The pair of couplers 40, 42 are connected to one side of the tray 12. As will be explained with reference to Figures 3 and 4, the length of the pipe is disposed in the body of the tray 12 through which the glycol is circulated. The couplers 40 and 42 serve to connect the pipe embedded in the tray 12 to provide and return the pipes 22 and 24, respectively. It should be noted that no special coupler design is required for the tray 12 to operate as described above. Any coupler design capable of connecting tubing 22, 24 and capable of operating under the temperature conditions imposed by the circulating fluid would be sufficient. Thus, no additional details are given to the coupler 40, 42.
또한 한 쌍의 핸들(44, 46)이 트레이(12)의 반대측에 제공된다. 본 명세서에서의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 금속으로 이루어진 트레이(12)는 중량일 수 있다. 핸들(44, 46)은 트레이(12)를 보다 용이하게 취급하는 역할을 한다. 더욱이, 공동부(38)는 트레이(12)를 통하여 하부측(도시하지 않음)으로 완전히 연장하지 않는다. 본 실시예에서, 하부측은 연속인 평면으로 형성된다. 트레이(12)는 열 전도성 재료로 형성되기 때문에, 하부측은 또한 온도를 조절할 수 있다. 따라서, 핸들(44, 46)을 사용하여 샘플을 연속 평면상에 처리하는 것이 바람직할 경우에는, 트레이(12)를 뒤집어 작업 면으로서 하부측을 노출시킬 수 있다.In addition, a pair of handles 44 and 46 are provided on the opposite side of the tray 12. As can be seen from the description herein, the tray 12 made of metal may be heavy. The handles 44 and 46 serve to handle the tray 12 more easily. Moreover, the cavity 38 does not fully extend through the tray 12 to the lower side (not shown). In this embodiment, the lower side is formed in a continuous plane. Since the tray 12 is formed of a thermally conductive material, the lower side can also adjust the temperature. Therefore, when it is desirable to process the sample on the continuous plane using the handles 44 and 46, the tray 12 can be turned over to expose the lower side as the working surface.
마지막으로, 트레이(12)의 외면이 코팅재(48)로 덮여 있다는 것에 유의하여야 한다. 양호한 실시예에서, 코팅재(48)는 분말 코팅재이다. 분말 코팅재로는 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 로옴 앤드 하아스, 인크.로부터 입수가능한 CORVEL 상표의 FDA 화이트 U 1585-1 1042가 특히 바람직하다. 이러한 코팅재는 종래의 기술에 따라 트레이(12)에 정전기적으로 도포될 수 있다. 이러한 분말 코팅재의 도포를 향상시키고 부가적인 안전성을 위해 트레이(12)의 에지들은 모두 둥글게 되어 있다. 분말 코팅재가 날카로운 에지에 정전기적으로 도포될 때 코팅재가 에지를 따라 지나치게 얇게 될 수 있는 것으로 알려져 있다. 트레이(12)의 외면에 대하여 분말 코팅재로 사용된 이후에는 배관(22, 24)에서 연결되지 않고 그 자체로 처리될 수 있다. 바람직한 코팅재의 내구성은 액체 살균제를 사용하여 트레이(12)가 살균될 수 있도록 한 것이다. 모든 살균제의 흔적은 93.3 ℃ 정도의온도에서 트레이(12)를 베이킹함으로써 제거될 수 있다. 이러한 살균/소독 처리는 매우 바람직하다.Finally, it should be noted that the outer surface of the tray 12 is covered with a coating 48. In a preferred embodiment, the coating 48 is a powder coating. Particular preference is given to powder coatings with FDA White U 1585-1 1042, available under the CORVEL trademark available from ROHM and Haas, Inc., Philadelphia, PA. Such a coating may be electrostatically applied to the tray 12 according to the prior art. The edges of the tray 12 are all rounded to improve the application of this powder coating and for additional safety. It is known that when the powder coating is electrostatically applied to sharp edges, the coating can become too thin along the edge. After being used as a powder coating on the outer surface of the tray 12, it can be processed by itself without being connected in the pipes 22, 24. The durability of the preferred coating is such that the tray 12 can be sterilized using a liquid sterilizer. All traces of fungicides can be removed by baking tray 12 at a temperature on the order of 93.3 ° C. This sterilization / disinfection treatment is very desirable.
도3 및 도4를 참조하여 트레이(12)의 내부 작용을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 배관(50)의 길이부는 트레이(12)의 본체 내에 배치된다. 배관(50)은 316L 스테인레스강관으로서 3/8 inch(0.95 cm)의 외경을 갖는 것이 특히 바람직하다. 일 실시예에서, 배관(50)은 약 9 feet(약 274.32 cm)의 길이와 약 1.35 lbs(약 612.35 g)의 중량을 갖는다. 이러한 실시예에서, 트레이(12)의 본체는 약 18.15 lbs(약 8,232.71 g)의 알루미늄으로 형성된다. 알루미늄 파운드당 배관(50) 길이 2.02 inch(그램당 약 0.01 cm)의 비율은 가장 우수한 열 전달 특성의 결과를 보여주는 것으로 발견되었다. 또한, 이 비율이 유지되고 배관(50)이 도3 및 도4에 도시된 패턴으로 배열될 때, 상대적으로 일관된 온도 구배가 트레이(12)의 표면을 가로지르면서 달성되는 것이 발견되었다.3 and 4, the internal operation of the tray 12 will be described in more detail. The length of the pipe 50 is disposed in the main body of the tray 12. The pipe 50 is particularly preferably a 316L stainless steel pipe with an outer diameter of 3/8 inch (0.95 cm). In one embodiment, the tubing 50 has a length of about 9 feet (about 274.32 cm) and a weight of about 1.35 lbs (about 612.35 g). In this embodiment, the body of the tray 12 is formed of about 18.15 lbs (about 8,232.71 g) of aluminum. A ratio of 2.02 inches (about 0.01 cm per gram) of tubing 50 per pound of aluminum was found to show the result of the best heat transfer properties. It has also been found that when this ratio is maintained and the tubing 50 is arranged in the pattern shown in FIGS. 3 and 4, a relatively consistent temperature gradient is achieved across the surface of the tray 12.
도4에 도시된 바와 같이, 배관(50)의 3 개의 코일이 공동부(38)의 둘레로 연장된다. 트레이(12)가 주형 내에 바람직한 패턴과 방향으로 배관(50)을 위치 설정 시킨 다음 용융된 알루미늄으로 그 배관을 오버몰딩(overmolding)함으로써 성형된다는 것에 유의해야 한다. 이러한 방식으로, 배관(50)은 트레이(12)의 본체 내부에 배치된다.As shown in FIG. 4, three coils of tubing 50 extend around the cavity 38. It should be noted that the tray 12 is shaped by positioning the tubing 50 in the desired pattern and direction in the mold and then overmolding the tubing with molten aluminum. In this way, the pipe 50 is disposed inside the body of the tray 12.
다시 도1을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예는 트레이(12)에로의 온도 센서(52)의 부착을 포함한다. 센서(52)는 트레이(12)의 온도를 감지하고 감지된 온도를 표시하는 온도 신호를 발생시킨다. 온도 신호는 센서(52)로부터의 온도 신호에 응답하여 유체의 온도를 차례로 제어하는 제어 유닛(14)에 제공된다.Referring again to FIG. 1, another embodiment of the present invention involves the attachment of a temperature sensor 52 to a tray 12. The sensor 52 senses the temperature of the tray 12 and generates a temperature signal indicative of the sensed temperature. The temperature signal is provided to the control unit 14 which in turn controls the temperature of the fluid in response to the temperature signal from the sensor 52.
이제 도5를 참조하여, 트레이(12)의 변경 실시예가 도시된다. 도5에 용기(54)가 도시된다. 용기(54)는 그 내부에 형성된 공동부(56)를 가진다. 공동부(56)는 특히 시험관 등을 수용하기 위한 형상을 하는 것에 유의해야 한다. 배관(58)의 길이부는 공동부(56)의 둘레로 권선된다. 바람직한 온도로 유지되는 유체는 커플러(60, 62)에 의해 배관(58)을 통해 순환된다. 제거가능한 라이너(64)가 공동부(56) 내부에 위치된다.Referring now to FIG. 5, an alternate embodiment of a tray 12 is shown. 5, a vessel 54 is shown. The container 54 has a cavity 56 formed therein. It should be noted that the cavity 56 is particularly shaped to accommodate test tubes and the like. The length of the tubing 58 is wound around the cavity 56. Fluid maintained at the desired temperature is circulated through piping 58 by couplers 60 and 62. Removable liner 64 is located inside cavity 56.
임의의 절차에서는 샘플을 시험관 내부에 위치시키고 플런저 등의 장치를 사용하여 샘플을 물리적으로 짓이기는 것이 필요하다. 그러한 짓이기는 작동(mashing operation)은 선택된 온도, 예컨대 0 ℃에서 발생하는 것이 바람직하다. 용기(54)는 이러한 처리가 이루어지는 것을 허용한다. 때때로, 짓이기는 작동 동안에, 시험관이 파손된다. 만약 용기(54) 내에서 그러한 상황이 발생한다면, 단지 라이너(56)를 제거하는 것만으로 어떤 깨진 유리도 제거할 수 있다.In some procedures it is necessary to place the sample inside the test tube and physically crush the sample using a device such as a plunger. Such mashing operation preferably occurs at a selected temperature, such as 0 ° C. The container 54 allows this treatment to take place. Occasionally, during the crushing operation, the test tube is broken. If such a situation occurs in the container 54, simply removing the liner 56 can remove any broken glass.
본 발명이 양호한 실시예를 참조로 하여 기술되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화가 이루어질 수 있고 등가물이 그 요소들을 대신할 수 있다는 것이 본 기술의 숙련자들에 의해 이해될 것이다. 또한, 특정 상황 또는 재료에 적용하기 위하여 그 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 대한 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실행하기 위해 의도된 최상의 모드로서 개시된 특정 실시예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명은 첨부된 청구 범위의 범위 내의 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도되어 있다.Although the invention has been described with reference to the preferred embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. In addition, many modifications may be made to the teachings of the invention without departing from its essential scope for application in a particular situation or material. Therefore, it is intended that the invention not be limited to the particular embodiment disclosed as the best mode intended for carrying out the invention, but that the invention will include all embodiments within the scope of the appended claims.
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