SU1406432A1 - Устройство дл замораживани и хранени биологических объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к криобиологии , а именно к устройствам дл  замораживани  и хранени  биологических материалов. Цель изобретени  - снижение расхода хладагента и сохранение качества криоконсервируемого материала. Размещают р дом два однотипных криобиологических сосуда Дью- ара, один из которых, выполн ющий роль резервуара 1, заполн ют жидким хладагентом, а в другой, используемый в качестве камеры 2, помещают кассеты 18 с биоматериалом. В горловины сосудов ввод т пробки 3 и 4 с закреп@ :л ю (Риг.

Description

ленными на них трубопроводом 5 и элементами обеспечени  подачи регулировани  и распределени  хладагента. Затем включают блок 20 управлени  при этом нагревательный элемент 7 обеспечивает испарение хладагента и вытеснение его по трубопроводу 5 в змеевик 15 камеры 2, где он выбрасываетс  из жиклеров 17 в виде газожидкостной смеси. Формированию однородной газожидкостной смеси во всем объеме ка- меры 2 способствуют присасывающее движение потока газа над отверсти ми жиклеров 17, создаваемое вращением

гшастин центробежного вентил тора 11, и турбулентное перемешивание этой смеси, осуществл емое в результате разноскоростного движени  пересекающих потоков, формирующихс  при работе центробежного и осевого вентил торов . При этом скорость замораживани  биообъекта может регулироватьс  посредством изменени  массы хладагента, вытесн емого при нагреве электроэлемента 7, а также путем изменени  скорости вращени  вентил торов, создающих разрежение над отверсти ми жиклеров 17. 3 ил.

Изобретение относитс  }с области криобиологии, а именно к устройствам дл  замораживани  и хранени  биоло- :Гических объектов.

Цел| изобретени  - снижение расхода хладагента и сохранение качества криоконсервируемого материала путем обеспечени  равномерного температурного пол  в камере.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг,2 - осевой и центробежный вентил торы с распределителем хладагента; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Устройство содержит резервуар 1 дл  жидкого хладагента и камеру 2 замораживани  и хранени  биоматериала в качестве которых используютс  преимущественно криобиологические сосуды Дьюара, закрьшающиес  теплоизолиро- ванньми пробками 3 и 4, причем последн   выполнена герметизирующей. Резервуар 1 и камера 2 соединены пос- редством трубопровода 5 с регул тором 6 подачи хладагента, В резервуар 1 введен электронагревательный элемент 7, На фланце 8 упрочненной пробки 3 камеры 2 смонтирован электропривод 9 с регул тором 10 оборотов. На приводном валу 11 электропривода 9 укреплен осевой вентил тор 12 с саморазво рачи- вающимис  на оси 13 лопаст ми. Устройство снабжено размещенным в камере 2 центробежным вентил тором, вклю- чак цим пластины 14, установленные на валу 11 осевого вентил тора 12. Рас

5

0

0

e 5

0

пределитель хладагента в полости камеры 2 выполнен в виде змеевика 15, охватывающего пластины 14 центробежного вентил тора, при этом конец змеевика 15 представл ет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку 16, торец которой размещен в верхней части камеры 2, Змеевик 15 имеет на разных уровн х по высоте калиброванные жиклеры 17 дл  выхода хладагента.

Замораживание и хранение биообъекта осуществл ют в кассетах 18, навешенных на горловину камеры 2 посредством держателей 19, Управление работой устройства производитс  с помощью блока 20 управлени , а контроль температуры в камере 2 и кассете 18 - посредством соответствующих датчиков 21 и 22,

Принцип работы предлагаемого устройства заключаетс  в следующем.

Размещают р дом два однотипных криобиологических сосуда Дьюара, один из которых, выполн ющий роль резервуара 1, заполн ют жидким хладагентом , а в другой, используемый как камера 2, помещают кассеты 18 с биологическим материалом. В горловины сосудов ввод т пробки 3 и 4 с закреп- ленньми на них трубопроводом 5 и элементами обеспечени  подачи, регулировани  и распределени  хладагента. Введение осевого вентил тора 12 в относительно узкую горловину камеры 2 обеспечиваетс  тем, что лопасти его, навешенные на ос х 13, складываютс  и в таком виде имеют небольшое поперечное сечение. Затем включают блок 20 управлени , при этом нагревательный элемент 7 обеспечивает кипение жидкого хладагента и вытеснение его по трубопроводу 5 в змеевик 15 камеры 2, откуда он выбрасываетс  через жиклеры 17 в виде газожидкостной смеси.

Формированию однородной газожидкостной смеси во всем объеме камеры 2 способствуют присасьгоающее движение потока таза над отверсти ми жиклеров 17, создаваемое вращением пластин 15 в хранилище дл  длительного хранени .

центробежного вентил тора, и турбулентное перемешивание газожидкостной смеси, которое осуществл етс  в результате разноскоростного движени  пересекающихс  потоков, формирующихс  при работе центробежного и осевого вентил торов. Выброс газожидкостной смеси на разных уровн х змеевика 15 из жиклеров 17, отбор тепла телом змеевика 15 при энергичном перемешивании массы хладагента обеспечивают равномерный отбор тепла во всем объеме емкости камеры 2, а следовательно , и программируемое охлаждение замораживаемого биоматериала. При этом скорость замораживани  биообъекта может регулироватьс  посредством изменени  массы хладагента, вытесн емого при электронагреве элемента 7, а также путем изменени  скорости вращени  осевого и центробежного вентил торов , создающих разрежение над отверсти ми жиклеров 17.

После замораживани  биоматериала емкость камеры 2 заполн етс  недостающим количеством хладагента из резервуара 1. При этом вентил торы отключают , а нагревательный элемент 7 став т на режим быстрого вытеснени 

хладагента. После перекачки хладаген- ным вентил тором, включающим пластита пробку 3 с закрепленными на ней узлами и приспособлени ми извлекают из камеры 2, горловину которой закрывают стандартной пробкой, и хран т материал как в обычном криобиологическом сосуде.

Предлагаемое устройство позвол ет в значительной мере улучшить технологию криоконсервации биоматериала благодар  использованию емкости Дьюара

50

55

ны, установленные на валу осевого вентил тора, а распределитель хладагента выполнен в виде змеевика, охватывающего пластины центробежного вентил тора и имеющего на разных уровн х калиброванные жиклеры дл  вы хода хладагента, при этом конец змее вика представл ет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку, торец которой размещен в верхней части камеры .

как дл  программного охлаждени , так и дл  длительного хранени  замороженного биоматериала. Кроме того, устройство позвол ет проводить замора- живание большого объема биоматериала, полностью заполн   полезный объем криобиологического сосуда. Нар ду с улучшением условий работы предлагаемое устройство позвол ет предупредить возможное снижение качества замороженного биоматериала вследствие частичного отогрева в процессе пере- меп;ени  из камеры 2 замораживани 

0

5

0

5

0

При этом полностью исключены потери хладагента, так как поступивший -в камеру жидкий азот в дальнейшем используетс  дл  реализации последующего этапа криоконсервации - длительного хранени . Таким образом, расход жидкого хладагента на осуществление процедуры замораживани  и длительного хранени  единицы биоматериала сокращаетс  по меньшей мере в 2 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  замораживани  и хранени  биологических объектов, содержащее резервуар дл  жидкого хладагента с нагревательным элементом, соединенную с резервуаром посредством трубопровода камеру замораживани  и хранени  с установленным в ней на приводном валу осевым вентил тором и распределителем хладагента, и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью снижени  расхода хладагента и сохранени  качества криоконсервируемого материала путем обеспечени  равномерного температур-, ного пол  в камере, устройство снабжено размещенным в камере центробеж-

   ны, установленные на валу осевого вентил тора, а распределитель хладагента выполнен в виде змеевика, охватывающего пластины центробежного вентил тора и имеющего на разных уровн х калиброванные жиклеры дл  выхода хладагента, при этом конец змеевика представл ет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку, торец которой размещен в верхней части камеры .

   AJ

   Фиг. 3

   12