WO2006037760A1 - Kryoeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

Kryoeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2006037760A1
WO2006037760A1 PCT/EP2005/054947 EP2005054947W WO2006037760A1 WO 2006037760 A1 WO2006037760 A1 WO 2006037760A1 EP 2005054947 W EP2005054947 W EP 2005054947W WO 2006037760 A1 WO2006037760 A1 WO 2006037760A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample
sample container
temperature
cooling
container
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/054947
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter FUHR
Heiko Zimmermann
Young-Joo Oh
Uwe Schön
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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 Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority to EP05794677A priority Critical patent/EP1797379B1/de
Priority to DE502005004751T priority patent/DE502005004751D1/de
Priority to PL05794677T priority patent/PL1797379T3/pl
Priority to US11/576,406 priority patent/US7634917B2/en
Priority to DK05794677T priority patent/DK1797379T3/da
Publication of WO2006037760A1 publication Critical patent/WO2006037760A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/10—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/42—Low-temperature sample treatment, e.g. cryofixation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2600/00—Control issues
    • F25D2600/06—Controlling according to a predetermined profile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2700/00—Means for sensing or measuring; Sensors therefor
    • F25D2700/16—Sensors measuring the temperature of products

Definitions

  • the invention relates to a cryogenic device for freezing and thawing a sample, in particular in the cryopreservation of a biological sample, as well as an associated Be ⁇ operating method according to the preamble of the independent An ⁇ claims.
  • cryopreservation biological samples are frozen vitality and later thawed vitality when needed again.
  • applications for such a cryopreservation include the storage of embryos for stem cell research or the storage of sperm for later artificial insemination. It is important for the preservation of vitality in the cryopreservation that a given temporal temperature course be maintained both during freezing and during thawing of the biological samples.
  • cryopreservation of biological samples so ⁇ called freezers are used, which usually use liquid nitrogen having a boiling point of -196 0 C and have a cooling space in which the temperature can be adjusted by controlling the supply of the coolant to the desired temporal temperature course during freezing or thawing of biological samples to erich chen.
  • the biological samples are frozen, they are introduced into the cold room of the automatic freezer and then cooled down from a starting temperature of a freezing process to a target temperature of the freezing process in accordance with the predetermined temporal temperature profile. After reaching the target temperature of the freezing process, the frozen biological samples are then removed from the cold room of the automatic freezer and stored for example in a cryogenic tank.
  • thawing of frozen biological samples these are taken, for example, from a cryotank and introduced into the cooling chamber of the automatic freezer. Subsequently, the temperature of the frozen biological sample is raised in accordance with a predetermined temporal temperature profile from a certain starting temperature of a thawing process up to a target temperature of the thawing process. After Errei ⁇ the target temperature of the thawing chen the set ⁇ thawed sample is taken from the cooling space of the automatic freezer and reused.
  • a disadvantage of the known Einfrier ⁇ automaten described above is that the sample is exposed to undesirable temperature effects during insertion into the cold room and when removing from the refrigerator, which can thermally damage the biological Pro ⁇ be and affect the goal of vitality conservation.
  • a disadvantage of the known freezing machines described above is still the unsatisfactory accuracy in setting the predetermined time Temperatur ⁇ course during freezing or thawing, which is caused by the relatively large volume of the cold room and the associated regulatory ⁇ technical problems.
  • the invention therefore has the object of providing an improved ver ⁇ cryoapparatus for freezing and / or thawing ei ⁇ ner sample and a corresponding operating method to sheep fen.
  • the invention comprises the general technical teaching of arranging in the relatively large cooling space of a cryogenic device (for example a freezer) a sample container in which the sample is frozen and / or thawed, the sample container being temperature-controlled separately from the cooling space. This means that different temperatures can be set in the sample container and in the cooling space.
  • a cryogenic device for example a freezer
  • the separate adjustability of the temperature in the sample container offers the advantage that the temporal temperature profile important for the vitality preservation of the biological sample during freezing or thawing only has to be set for the smaller volume within the sample container, which is much more accurate in terms of control technology Possible is as the exact temperature of the entire refrigerator of the automatic freezer.
  • the separate adjustability provides the tempera ⁇ structure in the sample container independently of the other cooling cavities the advantage that the disturbing and vitali- tuschsSdigenden temperature effects described above are avoided during insertion and removal of the sample specified by deviations from the Start or Zieltem ⁇ temperature result.
  • the cryogenic device according to the invention preferably has a lifting device, by means of which the sample container in the cooling space can be controlled or lowered lowered and / or raised.
  • this vertical movement of the Probenbe ⁇ livers allows in the cooling space consideration of the vertical temperature stratification in the cooling space.
  • the temperature decreases in the cooling space from top to bottom, so that the Probenbe ⁇ container at the end of a freezing process is preferably lowered, so that the frozen sample without disturbing temperature ⁇ influences of the surrounding medium can be removed within the refrigeration compartment.
  • the sample container is, however, preferably sition in a raised polyvinyl so that the thawed sample without disturbing temperature ⁇ actions to avoid the located at the bottom of the cooling space, extremely cold medium.
  • the vertical movement of the Probenbe ⁇ container by the lifting device in a variant of Er ⁇ invention allows a temperature of the sample container by the Pro ⁇ ben investigaer is raised or lowered according to the desired temperature within the vertical temperature stratification in the refrigerator.
  • the sample container can also be tempered separately from the cooling space without a separate cooling device by correspondingly raising or lowering the sample container.
  • Temperature sensor which measures the temperature in the Proben ⁇ container or at the level of the sample container or below or above, so that the vertical movement of the Probenbenzol ⁇ age can be controlled in the cooling chamber temperature dependent. It is particularly advantageous in this case if attached to the container Probenbe ⁇ more temperature sensors in different verti ⁇ cal distance to the sample container, which determine a local vertical temperature gradient er ⁇ made possible. The regulation of the upward or downward movement of the sample container can then very sensitively react to local tempera ⁇ turschwankache in the refrigerator.
  • Sample container is arranged stationary in the refrigerator, wherein the sample container is preferably located at the bottom of the refrigerator.
  • the temperature change at the opening of the Probenbe ⁇ container is not achieved by an increase or decrease of the sample container, but can be realized for example by a heater that heats the cooling chamber be ⁇ , the heater preferably only one obe ⁇ ren subregion of the refrigerator heated.
  • the heater is then preferably turned on when a sample is to be introduced into the sample container at the beginning of a freezing process or when the sample is removed from the sample container at the end of a thawing process.
  • the heating of the upper region of the cooling space then advantageously prevents a disturbing thermal impairment of the sample during introduction or when taking the sample.
  • the heater is turned off, however, preferably, when the sample is taken at the En ⁇ de a freezing process from the sample container or the sample at the beginning of a thawing process is introduced into the sample container. Switching off the heating then also prevents the frozen sample from being thermally damaged during insertion or removal.
  • a vertical tempering ⁇ tur kmung with a lower cold layer and an upper Warm layer is advantageous because the sample container can be raised or lowered for the removal or introduction of the sample into the temperature layer, which comes closest to the current sample temperature and thus avoids a thermal impairment of the sample.
  • the warm layer preferably has a temperature which essentially corresponds to a predetermined starting temperature of a freezing process or a predetermined one
  • Target temperature of a thawing process corresponds, while the cold layer has a temperature that corresponds essentially ei ⁇ ner predetermined target temperature of the freezing process or a predetermined starting temperature of the thawing process. This is advantageous because the two temperature ⁇ layers in the refrigerator then always have the correct temperature to avoid thermal degradation of the sample when removing the sample or when inserted into the sample container.
  • the sample container is thermally insulated and has a lid which can be opened to remove the sample and to introduce the sample.
  • the thermal insulation of the Probenbe- ies is important when the temperature of the Probenbenzol ⁇ ters actively by a cooling and / or heating, because the temperature setting is then influenced in the sample container from the ambient temperature within the refrigeration compartment only minimal loading.
  • the sample container it is alternatively also possible for the sample container to be thermally uninsulated relative to the cooling space. This is particularly useful if the temperature of the sample container is not actively activated by a heating or cooling direction, but by a vertical movement of the sample container within the vertical temperature stratification of the refrigerator, as already explained above.
  • At least one essentially vertically extending shaft with a wall made of a thermally conductive material is arranged in the cooling space, wherein the sample container is vertically movable in the shaft.
  • the good thermal conductivity of the shaft wall leads advantageous in this case to an approximately constant vertical temperature gradient in the shaft, so that any height in the shaft to a certain temperature ⁇ can be sorted. This advantageously allows the Ver ⁇ zicht to temperature sensors on the sample container.
  • a removable, thermally insulated transport container is preferably arranged in the cold room in order to remove the sample from the cold room after freezing or to introduce it into the cold room for thawing. At the beginning of a thawing process, the sample is then removed from the cold room.
  • the cooling space itself is preferably trough-shaped in the case of the cryogenic device according to the invention and is covered on its upper side by a removable protective hood, which is preferably at least partially transparent in order to allow a visual inspection.
  • a removable protective hood which is preferably at least partially transparent in order to allow a visual inspection.
  • Ver ⁇ cichts on a protective hood, so that the refrigerator is open at the top.
  • the invention comprises not only the above-described cryogenic device according to the invention, but also a corresponding method of operation, which results from the above description.
  • Figure 1 a be a schematic cross-sectional view OF INVENTION ⁇ to the invention cryoapparatus vitalticianserhalten- for the freezing and thawing of a biological Pro ⁇ ,
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional representation of a modified exemplary embodiment of a cryogenic device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an alternative exemplary embodiment of an inventive device
  • Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a simplified embodiment of a ver ⁇ such cryoapparatus having no protective hood, in contrast to the other Kryo drivenen,
  • FIG. 5A shows a simplified cross-sectional view of a further exemplary embodiment of a cryogenic device according to the invention
  • Figure 5B is a cross-sectional view of a lifting device of
  • FIG. 5A Cryo device from FIG. 5A for raising or lowering the sample
  • FIG. 6 shows a simplified cross-sectional view of a further exemplary embodiment of a cryogenic apparatus according to the invention with a plurality of lifting devices for the simultaneous freezing or thawing of several samples independently of one another,
  • FIG. 7A shows a freezing process in the exemplary embodiment according to FIG. 1 in the form of a flow chart
  • Figure 7B is a thawing process in the embodiment ge ⁇ Gurss Figure 1 in the form of a flow diagram
  • FIG. 8A shows a freezing process in the embodiment according to FIGS. 2 and 5A, 5B in the form of a flowchart and FIG
  • FIG. 8B shows a thawing process in the exemplary embodiments according to FIG. 2 or 5A, 5B.
  • the cryogenic device shown in FIG. 1 enables a vitreous freezing and thawing of a biological Sample 1, in which the sample 1 is cooled or heated in each case during freezing and thawing in accordance with a predetermined temporal temperature profile.
  • the cryogenic device has a cryogenic pot 2, which encloses a cooling space 3, wherein the cryogenic pot 2 has a Wan ⁇ tion 4 of a thermally insulating material.
  • the cooling of the cooling space 3 is effected by liquid embroidery material, which is contained in a coolant tank 5, which is shown only schematically here, and is introduced into the cooling space 3 via a controllable coolant valve 6.
  • the introduction of the liquid nitrogen into the cooling chamber 3 takes place here indirectly via a porous buffer material 7, with which the inside of the wall 4 of the cryotube 2 is verklei ⁇ det, wherein on the inside of the buffer material 7, a grid 8 made of a good thermal conductivity material (eg Kup ⁇ fer) is arranged.
  • the buffer material 7 prevents the liquid nitrogen supplied at the bottom of the cooling ⁇ space 3 collects in the form of a so-called nitrogen lake. Instead, the supplied liquid nitrogen is discharged from the buffer material 7 uniformly through the grid 8 into the cooling space 3.
  • cryovat At its top the cryovat is covered by a removable protective bell 2 9, wherein the protective bell 9 is transpar ⁇ kind, a visual check of the cooling compartment 3 to Chen ermögli ⁇ .
  • the cooling chamber 3 there is a sample container 10, which is lifted by a Hebeeinrich ⁇ device 11 shown here only schematically in the cooling chamber 3 in the vertical direction or can be lowered, as will be described in detail.
  • a Temperatursen- sensor 12 On the sample container 10 is a Temperatursen- sensor 12, which measures the temperature T IS ⁇ i in the sample container 10 and forwards to a control device 13, wherein the control device 13 also the coolant valve 6 asteu ⁇ erates and thus adjusts the temperature in the cooling chamber 3 ,
  • the sample container 10 has a cooling device 14, which is shown only schematically and the interior of the sample container 10 with a predetermined by the Steuereinrich ⁇ device 13 cooling power P RUHL cools, as will also be described in detail.
  • the cooling device 14 can, for example, use the liquid nitrogen contained in the coolant container 5 for cooling purposes, but other cooling techniques are also applicable.
  • the sample container 10 is thermally insulated and has a likewise thermally insulated, lockable lid 15, the lid 15 opens ge ⁇ is, reindeer einat ⁇ around the sample 1 in the sample container 10 or from the sample container 10 to remove.
  • a further Temperatur ⁇ 16 is arranged sensor which measures the temperature T IS ⁇ 2 at the bottom of the cooling chamber 3 and tet to the control device 13 golei ⁇ .
  • the control device then regulates the temperature T IS ⁇ 2 to a predetermined desired value by controlling the coolant valve 6 accordingly.
  • a removable transport container 17 which is thermally insulated and has a removable lid.
  • the transport container ter 17 allows a transfer of the frozen sample 1 from the cooling chamber 3 in a cryogenic tank, not shown here, without the sample 1 during this transfer er ⁇ warms and is thus thermally damaged.
  • the transfer of the tief ⁇ frozen sample 1 of a not shown cryogenic tank in the refrigerator 3 so that the frozen sample can be walked thawed in the sample container 10 1 subsequently ⁇ , which is described in more detail.
  • the control device 13 is finally connected to a conventional personal computer 18, wherein any temporal temperature profiles for the freezing or thawing process can be programmed on the personal computer 18.
  • control device 13 regulates the temperature T IS ⁇ 2 at the bottom of the cooling space 3 by a suitable control of the coolant valve 6 down to the predetermined target temperature of the freezing process.
  • the empty sample container 10 is moved by the Hebeein ⁇ device 11 in the cooling chamber 3 upwards in the dotted dar ⁇ asked position, so that the mouth opening of the sample container 10 is at an opening of the lid 5 above the cryotube 2.
  • the lid 15 of the sample container 10 is then opened, wor ⁇ the sample 1 is then introduced into the sample container 10 and the lid 15 of the sample container is closed.
  • the Sample 1 is hardly affected thermally because the temperatures in this area are close to the starting temperature of the freezing process.
  • the controller 13 controls a predetermined time Tempera ⁇ turverlauf by the cooling device 14 according to the temperature measured by the temperature sensor 12 temperature T controls the cooling device fourteenth
  • the Probenbe ⁇ container 10 is then shut down in the cooling chamber 3 of the lifting device 11, wherein in the lower region of the cooling chamber 3, a temperature prevails, which corresponds substantially to the target Tempe ⁇ temperature of the freezing process.
  • a temperature prevails, which corresponds substantially to the target Tempe ⁇ temperature of the freezing process.
  • the sample 1 is then transferred after removal from the Probenbenzol ⁇ ter 10 in the transport container 17, whereupon the transport container 17 can be removed with the therein deep-frozen sample 1 from the cooling chamber 3 and stored for example in a cryogenic tank.
  • the cooling chamber 3 is cooled to the extent that the tempering temperature T ⁇ IST2 at the bottom of the cooling chamber 3 substantially corresponds to the starting temperature of the thawing process. Subsequently, the transport container 17 with the deep-frozen sample 1 located therein is then removed from a cryotank not shown here and placed on the bottom of the cooling chamber 3.
  • the lid 15 of the sample container 10 is ge opens, as well as the lid of the transport container 17 is geöff ⁇ net.
  • the sample 1 located in the transport container 17 is then removed from the transport container 17 and transferred into the sample container 10, whereupon the lid 15 of the sample container 10 is closed.
  • the sample 1 is thermally hardly affected since the Tempe ⁇ temperatures at the bottom of the cooling chamber 3 is substantially equal to the temperature of the sample 1 are.
  • the container 10 is Proben ⁇ then drive of the lifting device 11 in the cooling space 3 vertically upwards into the dotted position shown ge ⁇ .
  • the interior of the sample container 10 is then heated in accordance with a predetermined temporal temperature curve by the cooling power P RUHL the cooling device 14 is reduced, the control device 13, thedeleis ⁇ tion P RUHL depending on the measured temperature T IS ⁇ i regulated to the desired temporal temperature profile in the sample container 10 when thawing the sample 1 to achieve.
  • the lid of the Pro ⁇ ben experiments 10 15 then opened, after which the thawed Pro ⁇ be 1 is then removed from the sample container 10th
  • the sample 1 is hardly affected thermally by the surrounding medium, since the temperatures in this area are relatively high.
  • cryogen has no separate, actively operating cooling device 14.
  • the temperature of the sample container 10 is effected by a vertical lowering or raising of the sample container 10 in the cooling space 3. Due to the vertical
  • the temperature in the sample container 10 then also changes, so that predetermined time temperature profiles can also be set when the sample is thawed or frozen.
  • the lowering or raising of the sample container 10 takes place here regulated by the control device 13 as a function of the measured temperature of the temperature sensor 12 T IST1 in the Proben ⁇ container 10th
  • the sample container 10 is not thermally insulated in this case, so that the interior of the sample container 10 can assume the associated temperature as a function of its respective height within the cooling space 3.
  • FIG. 3 The alternative embodiment of a cryogenic device according to the invention shown in FIG. 3 will now be described below, which partially corresponds to the exemplary embodiments described above, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding components.
  • a special feature of this exemplary embodiment consists first of all in the fact that the sample container 10 is arranged fixedly in the cooling space 3 at the bottom of the cooling space 3, so that the lifting device 11 can be dispensed with.
  • Another special feature of this embodiment is that on the inner wall of the cooling chamber 3 in the upper Be rich ⁇ a heater 19 is mounted, which heats the upper portion of the cooling space.
  • the heater 19 is switched an ⁇ by the control device 13 before a sample at the beginning of Einfrierprozes ⁇ ses is introduced into the sample container 10th As a result, the upper portion of the cooling chamber 3 is heated, creating a thermal damage to the sample during insertion into the sample ben empirically-derived sample.
  • the heating device 19 is also switched on by the control device 13 before a thawed sample is removed from the sample container at the end of a thawing process. This also prevents the thawed sample from being thermally damaged on removal from the sample container 10.
  • the heater 19 is, however, deactivated when the sample is taken out of a freezing from the Probenbenzol ⁇ ter 10 at the end and transferred to the transport container 17th
  • the heater 19 is also switched off when the sample at the beginning of a thawing process from the Trans ⁇ port container 17 is transferred into the sample container 10th
  • This disconnection of the heating device 19 in turn prevents a thermal impairment of the frozen sample during the transfer between the sample container 10 and the transport container 17.
  • FIG. 4 The alternative embodiment shown in FIG. 4 is almost completely identical to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 3, with only the protective bell 9 having been omitted.
  • a special feature of this embodiment is that at the bottom of the cooling chamber 3, a plurality of stepped storage ⁇ surfaces 20 are arranged, on each of which cryosubstrate can be temporarily stored. Because the vertical temperature stratification in the cooling chamber 3, the individual storage surfaces 20 are each at different temperatures, so that a stepped temperature profile in time aufein ⁇ can be traversed on the other, following by a cryoprobe is placed successively on the various shelves 20th
  • Another special feature of this exemplary embodiment is that a plurality of shelf-like storage surfaces 21 are arranged one above the other in the upper area of the cooling space 3, which also have different temperatures within the cooling space 3 due to the vertical temperature stratification and allow the deposition of a sample.
  • the cryogenic device has a sluice 22, via which samples can be introduced into the cooling space 3 and removed from the cooling space 3.
  • the protective bell 9 is provided with interventions 23, via which an operator can perform manipulations in the cooling space 3.
  • the cooling of the cooling space 3 takes place here through a nitrogen lake 24, which is generated at the bottom of the cooling space 3.
  • the temperature of the sample 1 in the form of a cryosubstrate but in ⁇ nergur the sample container 10 takes place here in which at ⁇ manner as will be described below.
  • cooling chamber 3 is a vertically extending
  • Shaft 25 is arranged, which consists of a good thermally conductive Ma ⁇ material (eg copper) and generates an approximately kon ⁇ constant vertical temperature gradient within the shaft 25 due to the good thermal conductivity.
  • a good thermally conductive Ma ⁇ material eg copper
  • the sample container 10 can be lifted or lowered by a motor 26 via a rotatable spindle 27 in the shaft 25 in the vertical direction in order to temper the sample container 10 in the cooling chamber 3 in accordance with the vertical temperature stratification.
  • a plurality of temperature sensors 28-31 which measure a local vertical temperature gradient, are arranged above and below the sample container 10 at different heights
  • Temperature sensors 28-31 are connected to a control device that controls the motor 26 so that the Probenbe ⁇ container 10 is always at the correct height within thede ⁇ space 3, so that during the freezing or thawing of the sample 1 of the desired temporal temperature profile is achieved.
  • FIG. 6 The alternative embodiment illustrated in FIG. 6 will now be described below, which is largely identical to the previous one. described and coincides in Figures 5A and 5B darge exemplary embodiment illustrated, so that the avoiding repetition Ver ⁇ largely to the above Be ⁇ scription of these figures is referenced, being used for corresponding components the same reference numerals.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that several shafts 25 are arranged next to one another in the cooling space 3, in each of which a sample container 10 can be raised or lowered in the vertical direction in order to accommodate the vertical temperature stratification in the cooling space 3 to set the desired temperature.
  • This Anord ⁇ voltage advantageously allows for parallel freeze or thaw ⁇ processes on several samples.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kryoeinrichtung zum Einfrieren und Auftauen einer Probe (1), insbesondere bei der Kryokonservierung einer biologischen Probe (1), mit einem kühlbaren Kühlraum (3) und einem in dem Kühlraum (3) angeordneten Probenbehälter (10) zur vorübergehenden Aufnahme der Probe (1) beim Einfrieren oder Auftauen der Probe (1). Es wird vorgeschlagen, dass der Probenbehälter (10) getrennt von dem Kühlraum (3) temperierbar ist. Weiterhin umfasst die Erfindung ein zugehöriges Betriebsverfahren.

Description

BESCHREIBtJNG
Kryoeinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren
Die Erfindung betrifft eine Kryoeinrichtung zum Einfrieren und Auftauen einer Probe, insbesondere bei der Kryokonservie- rung einer biologischen Probe, sowie ein zugehöriges Be¬ triebsverfahren gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten An¬ sprüche.
Bei der bekannten Kryokonservierung werden biologische Proben vitalitätserhaltend eingefroren und später bei Bedarf wieder vitalitätserhaltend aufgetaut. Anwendungsbeispiele für eine solche Kryokonservierung sind die Einlagerung von Embryonen für die Stammzellforschung oder die Aufbewahrung von Spermien für eine spätere künstliche Befruchtung. Wichtig für die Vi- talitätserhaltung bei der Kryokonservierung ist es, dass so¬ wohl beim Einfrieren als auch beim Auftauen der biologischen Proben ein vorgegebener zeitlicher Temperaturverlauf ein¬ gehalten wird.
Zur Kryokonservierung biologischer Proben werden deshalb so¬ genannte Einfrierautomaten eingesetzt, die als Kühlmittel meist flüssigen Stickstoff mit einem Siedepunkt von -1960C einsetzen und einen Kühlraum aufweisen, in dem die Temperatur durch eine Steuerung der Zufuhr des Kühlmittels eingestellt werden kann, um den gewünschten zeitlichen Temperaturverlauf beim Einfrieren bzw. Auftauen biologischer Proben zu errei¬ chen. Beim Einfrieren der biologischen Proben werden diese in den Kühlraum des Einfrierautomaten eingeführt und anschließend entsprechend dem vorgegebenen zeitlichen Temperaturverlauf von einer Starttemperatur eines Einfrierprozesses bis auf ei- ne Zieltemperatur des Einfrierprozesses abgekühlt. Nach dem Erreichen der Zieltemperatur des Einfrierprozesses werden die eingefrorenen biologischen Proben dann aus dem Kühlraum des Einfrierautomaten entnommen und beispielsweise in einem Kryo- tank gelagert.
Beim Auftauen gefrorener biologischer Proben werden diese beispielsweise aus einem Kryotank entnommen und in den Kühl¬ raum des Einfrierautomaten eingeführt. Anschließend wird die Temperatur der eingefrorenen biologischen Probe entsprechend einem vorgegebenen zeitlichen Temperaturverlauf von einer be¬ stimmten Starttemperatur eines Auftauprozesses bis auf eine Zieltemperatur des Auftauprozesses angehoben. Nach dem Errei¬ chen der Zieltemperatur des Auftauprozesses wird die aufge¬ taute Probe aus dem Kühlraum des Einfrierautomaten entnommen und weiter verwendet.
Ein Nachteil der vorstehend beschriebenen bekannten Einfrier¬ automaten besteht darin, dass die Probe beim Einführen in den Kühlraum und bei der Entnahme aus dem Kühlraum unerwünschten Temperatureinflüssen ausgesetzt ist, was die biologische Pro¬ be thermisch schädigen und das Ziel der Vitalitätserhaltung beeinträchtigen kann.
Nachteilig an den vorstehend beschriebenen bekannten Ein- frierautomaten ist weiterhin die unbefriedigende Genauigkeit bei der Einstellung des vorgegebenen zeitlichen Temperatur¬ verlaufs beim Einfrieren bzw. Auftauen, was durch das relativ große Volumen des Kühlraums und die damit verbundenen rege¬ lungstechnischen Probleme verursacht wird. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine ver¬ besserte Kryoeinrichtung zum Einfrieren und/oder Auftauen ei¬ ner Probe und ein entsprechendes Betriebsverfahren zu schaf- fen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kryoeinrichtung und ein ent¬ sprechendes Betriebsverfahren gemäß dem Oberbegriff der ne¬ bengeordneten Ansprüche gelöst.
Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, in dem relativ großen Kühlraum einer Kryoeinrichtung (z.B. eines Einfrierautomaten) einen Probenbehälter anzuordnen, in dem die Probe eingefroren und/oder aufgetaut wird, wobei der Pro- benbehälter getrennt von dem Kühlraum temperierbar ist. Dies bedeutet, dass in dem Probenbehälter und in dem Kühlraum un¬ terschiedliche Temperaturen eingestellt werden können.
Zum einen bietet die getrennte Einstellbarkeit der Temperatur in dem Probenbehälter den Vorteil, dass der für die Vitali¬ tätserhaltung der biologischen Probe wichtige zeitliche Tem¬ peraturverlauf beim Einfrieren bzw. Auftauen nur für das kleinere Volumen innerhalb des Probenbehälters eingestellt werden muss, was regelungstechnisch wesentlich genauer mög- lieh ist als die exakte Temperierung des gesamten Kühlraums des Einfrierautomaten.
Zum anderen bietet die getrennte Einstellbarkeit der Tempera¬ tur in dem Probenbehälter unabhängig von dem sonstigen Kühl- räum den Vorteil, dass beim Einführen und bei der Entnahme der Probe die vorstehend beschriebenen störenden und vitali- tätsschädigenden Temperatureinwirkungen vermeidbar sind, die durch Abweichungen von der vorgegebenen Start- bzw. Zieltem¬ peratur resultieren. Die erfindungsgemäße Kryoeinrichtung weist vorzugsweise eine Hebeeinrichtung auf, durch die der Probenbehälter in dem Kühlraum gesteuert oder geregelt abgesenkt und/oder angehoben werden kann.
Zum einen ermöglicht diese vertikale Bewegung des Probenbe¬ hälters in dem Kühlraum eine Berücksichtigung der vertikalen Temperaturschichtung in dem Kühlraum. So nimmt die Temperatur in dem Kühlraum von oben nach unten ab, so dass der Probenbe¬ hälter am Ende eines Einfrierprozesses vorzugsweise abgesenkt ist, damit die eingefrorene Probe ohne störende Temperatur¬ einwirkungen des umgebenden Mediums innerhalb des Kühlraums entnommen werden kann. Am Ende eines Auftauprozesses ist der Probenbehälter dagegen vorzugsweise in einer angehobenen Po¬ sition, damit die aufgetaute Probe ohne störende Temperatur¬ einwirkungen des am Boden des Kühlraums befindlichen, extrem kalten Mediums zu vermeiden.
Zum anderen ermöglicht die vertikale Bewegung des Probenbe¬ hälters durch die Hebeeinrichtung in einer Variante der Er¬ findung eine Temperierung des Probenbehälters, indem der Pro¬ benbehälter entsprechend der gewünschten Temperatur innerhalb der vertikalen Temperaturschichtung in dem Kühlraum angehoben oder abgesenkt wird. Bei dieser Variante der Erfindung kann der Probenbehälter also auch ohne eine separate Kühleinrich¬ tung getrennt von dem Kühlraum temperiert werden, indem der Probenbehälter entsprechend angehoben bzw. abgesenkt wird.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Probenbehälter einen
Temperatursensor aufweist, der die Temperatur in dem Proben¬ behälter oder auf Höhe des Probenbehälters oder darunter bzw. darüber misst, damit die vertikale Bewegung des Probenbehäl¬ ters in dem Kühlraum temperaturabhängig geregelt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn an dem Probenbe¬ hälter mehrere Temperatursensoren in unterschiedlichem verti¬ kalen Abstand zu dem Probenbehälter angebracht sind, was die Ermittlung eines lokalen vertikalen Temperaturgradienten er¬ möglicht. Die Regelung der Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung des Probenbehälters kann dann sehr feinfühlig auf lokale Tempera¬ turschwankungen in dem Kühlraum reagieren.
Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass der
Probenbehälter ortsfest in dem Kühlraum angeordnet ist, wobei sich der Probenbehälter vorzugsweise am Boden des Kühlraums befindet. Die Temperaturänderung an der Öffnung des Probenbe¬ hälters wird hierbei nicht durch eine Anhebung bzw. Absenkung des Probenbehälters erreicht, sondern kann beispielsweise durch eine Heizung realisiert werden, die den Kühlraum be¬ heizt, wobei die Heizeinrichtung vorzugsweise nur einen obe¬ ren Teilbereich des Kühlraums beheizt. Die Heizeinrichtung wird dann vorzugsweise angeschaltet, wenn am Beginn eines Einfrierprozesses eine Probe in den Probenbehälter eingeführt werden soll oder wenn die Probe am Ende eines Auftauprozesses aus dem Probenbehälter entnommen wird. Die Beheizung des obe¬ ren Bereichs des Kühlraums verhindert dann vorteilhafterweise eine störende thermische Beeinträchtigung der Probe beim Ein- führen bzw. bei der Entnahme der Probe. Die Heizeinrichtung wird dagegen vorzugsweise abgeschaltet, wenn die Probe am En¬ de eines Einfrierprozesses aus dem Probenbehälter entnommen wird oder wenn die Probe zu Beginn eines Auftauprozesses in den Probenbehälter eingeführt wird. Die Abschaltung der Hei- zung verhindert dann ebenfalls, dass die gefrorene Probe beim Einführen bzw. bei der Entnahme thermisch beschädigt wird.
Vorzugsweise besteht in dem Kühlraum eine vertikale Tempera¬ turschichtung mit einer unteren Kaltschicht und einer oberen Warmschicht. Dies ist vorteilhaft, weil der Probenbehälter dabei für die Entnahme bzw. Einführung der Probe in die Tem¬ peraturschicht angehoben bzw. abgesenkt werden kann, die der aktuellen Probentemperatur am nächsten kommt und damit eine thermische Beeinträchtigung der Probe vermeidet.
Bei einer derartigen vertikalen Temperaturschichtung inner¬ halb des Kühlraums weist die Warmschicht vorzugsweise eine Temperatur auf, die im Wesentlichen einer vorgegebenen Start- temperatur eines Einfrierprozesses oder einer vorgegebenen
Zieltemperatur eines Auftauprozesses entspricht, während die Kaltschicht eine Temperatur aufweist, die im Wesentlichen ei¬ ner vorgegebenen Zieltemperatur des Einfrierprozesses oder einer vorgegebenen Starttemperatur des Auftauprozesses ent- spricht. Dies ist vorteilhaft, weil die beiden Temperatur¬ schichten in dem Kühlraum dann stets die richtige Temperatur aufweisen, um bei der Entnahme der Probe bzw. beim Einführen in den Probenbehälter eine thermische Beeinträchtigung der Probe zu vermeiden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Probenbehälter thermisch isoliert und weist einen Deckel auf, der zur Entnahme der Probe und zum Einführen der Probe geöffnet werden kann. Die thermische Isolation des Probenbe- hälters ist wichtig, wenn die Temperierung des Probenbehäl¬ ters aktiv durch eine Kühlung und/oder Heizung erfolgt, da die Temperatureinstellung in dem Probenbehälter dann von der Umgebungstemperatur innerhalb des Kühlraums nur minimal be- einflusst wird.
Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass der Probenbehäl¬ ter gegenüber dem Kühlraum thermisch nicht isoliert ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Temperierung des Probenbehälters nicht aktiv durch eine Heiz- bzw. Kühlein- richtung erfolgt, sondern durch eine vertikale Bewegung des Probenbehälters innerhalb der vertikalen Temperaturschichtung des Kühlraums, wie vorstehend bereits erläutert wurde.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Kühlraum mindestens ein im Wesentlichen senkrecht verlau¬ fender Schacht mit einer Wandung aus einem wärmeleitfähigen Material angeordnet, wobei der Probenbehälter in dem Schacht vertikal beweglich ist. Die gute Wärmeleitfähigkeit der Schachtwandung führt hierbei vorteilhaft zu einem annähernd konstanten vertikalen Temperaturgradienten in dem Schacht, so dass jeder Höhe in dem Schacht eine bestimmte Temperatur zu¬ geordnet werden kann. Dies ermöglicht vorteilhaft den Ver¬ zicht auf Temperatursensoren an dem Probenbehälter.
Ferner ist zu erwähnen, dass in dem Kühlraum vorzugsweise ein entnehmbarer, thermisch isolierter Transportbehälter angeord¬ net ist, um die Probe nach dem Einfrieren aus dem Kühlraum zu entnehmen oder zum Auftauen in den Kühlraum einzuführen. Zu Beginn eines Auftauprozesses wird die Probe dann aus dem
Transportbehälter entnommen und in den Probenbehälter über¬ führt, wo die Probe dann aufgetaut wird. In gleicher Weise wird die Probe am Ende eines Einfrierprozesses aus dem Pro¬ benbehälter entnommen und in den Transportbehälter überführt, der dann aus dem Kühlraum entnommen und beispielsweise in ei¬ nem Kryotank eingelagert werden kann.
Der Kühlraum selbst ist bei der erfindungsgemäßen Kryoein- richtung vorzugsweise wannenförmig ausgebildet und an seiner Oberseite durch eine abnehmbare Schutzhaube abgedeckt, die vorzugsweise mindestens teilweise durchsichtig ist, um eine Sichtkontrolle zu ermöglichen. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit eines Ver¬ zichts auf eine Schutzhaube, so dass der Kühlraum nach oben hin offen ist .
Ferner ist zu erwähnen, dass in dem Kühlraum mehrere Ablage¬ flächen in unterschiedlichen Höhen angeordnet sein können, die unterschiedlichen Temperaturen entsprechend der vertika¬ len Temperaturschichtung in dem Kühlraum entsprechen.
Schließlich ist noch zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Kryoeinrich- tung umfasst, sondern auch ein entsprechendes Betriebsverfah¬ ren, das sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusam¬ men mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematisierte Querschnittsansicht einer erfin¬ dungsgemäßen Kryoeinrichtung zum vitalitätserhalten- den Einfrieren und Auftauen einer biologischen Pro¬ be,
Figur 2 eine schematisierte Querschnittsdarstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels einer Kryoein¬ richtung gemäß Figur 1,
Figur 3 eine schematisierte Querschnittsansicht eines alter- nativen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Kryoeinrichtung mit einer zusätzlichen Heizeinrich¬ tung, Figur 4 eine schematisierte Querschnittsansicht eines ver¬ einfachten Ausführungsbeispiels einer derartigen Kryoeinrichtung, die im Gegensatz zu den anderen Kryoeinrichtungen keine Schutzhaube aufweist,
Figur 5A eine vereinfachte Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kry¬ oeinrichtung,
Figur 5B eine Querschnittsansicht einer Hebeeinrichtung der
Kryoeinrichtung aus Fig. 5A zur Anhebung bzw. Absen¬ kung der Probe,
Figur 6 eine vereinfachte Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kry¬ oeinrichtung mit mehreren Hebeeinrichtungen zum gleichzeitigen Einfrieren bzw. Auftauen mehrerer Proben unabhängig voneinander,
Figur 7A einen Einfrierprozess bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in Form eines Flussdiagramms,
Figur 7B einen Auftauprozess bei dem Ausführungsbeispiel ge¬ mäß Figur 1 in Form eines Flussdiagramms,
Figur 8A einen Einfrierprozess bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2 und 5A, 5B in Form eines Fluss¬ diagramms sowie
Figur 8B einen Auftauprozess bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 bzw. 5A, 5B.
Die in Figur 1 gezeigte Kryoeinrichtung ermöglicht ein vita- litätserhaltendes Einfrieren und Auftauen einer biologischen Probe 1, indem die Probe 1 beim Einfrieren und Auftauen je¬ weils entsprechend einem vorgegebenen zeitlichen Temperatur¬ verlauf abgekühlt bzw. erwärmt wird.
Hierzu weist die Kryoeinrichtung eine Kryowanne 2 auf, die einen Kühlraum 3 einschließt, wobei die Kryowanne 2 eine Wan¬ dung 4 aus einem thermisch isolierenden Material aufweist.
Die Kühlung des Kühlraums 3 erfolgt durch flüssigen Stick- Stoff, der in einem hier nur schematisch dargestellten Kühl¬ mittelbehälter 5 enthalten ist und über ein steuerbares Kühl¬ mittelventil 6 in den Kühlraum 3 eingeleitet wird.
Die Einleitung des flüssigen Stickstoffs in den Kühlraum 3 erfolgt hierbei indirekt über ein poröses Puffermaterial 7, mit dem die Innenseite der Wandung 4 der Kryowanne 2 verklei¬ det ist, wobei an der Innenseite des Puffermaterials 7 ein Gitter 8 aus einem gut wärmeleitfähigen Material (z.B. Kup¬ fer) angeordnet ist. Das Puffermaterial 7 verhindert, dass sich der zugeführte flüssige Stickstoff am Boden des Kühl¬ raums 3 in Form eine sogenannten Stickstoffsees sammelt. Stattdessen wird der zugeführte flüssige Stickstoff von dem Puffermaterial 7 gleichmäßig durch das Gitter 8 hindurch in den Kühlraum 3 abgegeben.
An ihrer Oberseite ist die Kryowanne 2 durch eine abnehmbare Schutzglocke 9 abgedeckt, wobei die Schutzglocke 9 durchsich¬ tig ist, um eine Sichtkontrolle des Kühlraums 3 zu ermögli¬ chen.
In dem Kühlraum 3 befindet sich ein Probenbehälter 10, der von einer hier nur schematisch dargestellten Hebeeinrich¬ tung 11 in dem Kühlraum 3 in vertikaler Richtung angehoben bzw. abgesenkt werden kann, wie noch detailliert beschrieben wird.
An dem Probenbehälter 10 befindet sich ein Temperatursen- sor 12, der die Temperatur TISτi in dem Probenbehälter 10 misst und an eine Steuereinrichtung 13 weiterleitet, wobei die Steuereinrichtung 13 auch das Kühlmittelventil 6 ansteu¬ ert und damit die Temperatur in dem Kühlraum 3 einstellt .
Weiterhin weist der Probenbehälter 10 eine Kühleinrichtung 14 auf, die nur schematisch dargestellt ist und den Innenraum des Probenbehälters 10 mit einer durch die Steuereinrich¬ tung 13 vorgegebenen Kühlleistung PRUHL kühlt, wie ebenfalls noch detailliert beschrieben wird. Die Kühleinrichtung 14 kann beispielsweise den in dem Kühlmittelbehälter 5 enthalte¬ nen flüssigen Stickstoff zu Kühlzwecken nutzen, jedoch sind auch andere Kühltechniken anwendbar.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Probenbehälter 10 ther- misch isoliert ist und einen ebenfalls thermisch isolierten, verschließbaren Deckel 15 aufweist, wobei der Deckel 15 ge¬ öffnet wird, um die Probe 1 in den Probenbehälter 10 einfüh¬ ren bzw. aus dem Probenbehälter 10 entnehmen zu können.
Ferner ist am Boden des Kühlraums 3 ein weiterer Temperatur¬ sensor 16 angeordnet, der die Temperatur TISτ2 am Boden des Kühlraums 3 misst und an die Steuereinrichtung 13 weiterlei¬ tet . Die Steuereinrichtung regelt dann die Temperatur TISτ2 auf einen vorgegebenen Sollwert ein, indem das Kühlmittelven- til 6 entsprechend angesteuert wird.
Darüber hinaus befindet sich am Boden des Kühlraums 3 ein entnehmbarer Transportbehälter 17, der thermisch isoliert ist und einen abnehmbaren Deckel aufweist. Der Transportbehäl- ter 17 ermöglicht eine Überführung der tiefgefrorenen Probe 1 aus dem Kühlraum 3 in einem hier nicht dargestellten Kryo- tank, ohne dass die Probe 1 während dieser Überführung er¬ wärmt und dadurch thermisch beschädigt wird. Darüber hinaus ermöglicht der Transportbehälter 17 die Überführung der tief¬ gefrorenen Probe 1 aus einem hier nicht dargestellten Kryo- tank in den Kühlraum 3, damit die gefrorene Probe 1 anschlie¬ ßend in dem Probenbehälter 10 aufgetaut werden kann, was noch detailliert beschrieben wird.
Die Steuereinrichtung 13 ist schließlich mit einem herkömmli¬ chen Personal-Computer 18 verbunden, wobei an dem Personal- Computer 18 beliebige zeitliche Temperaturverläufe für den Einfrier- bzw. Auftauprozess programmiert werden können.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in Figur 7A ein Einfrierprozess der Kryoeinrichtung gemäß Fi¬ gur 1 beschrieben.
Dabei regelt die Steuereinrichtung 13 die Temperatur TISτ2 am Boden des Kühlraums 3 durch eine geeignete Ansteuerung des Kühlmittelventils 6 auf die vorgegebene Zieltemperatur des Einfrierprozesses herunter.
Weiterhin wird der leere Probenbehälter 10 von der Hebeein¬ richtung 11 in dem Kühlraum 3 nach oben in die punktiert dar¬ gestellte Position gefahren, so dass die Mündungsöffnung des Probenbehälters 10 bei einer Öffnung des Deckels 5 oberhalb der Kryowanne 2 liegt .
Der Deckel 15 des Probenbehälters 10 wird dann geöffnet, wor¬ aufhin die Probe 1 in den Probenbehälter 10 eingeführt und der Deckel 15 des Probenbehälters geschlossen wird. Bei die¬ sem Einführen der Probe 1 in den Probenbehälter 10 wird die Probe 1 thermisch kaum beeinträchtigt, da die Temperaturen in diesem Gebiet nahe der Starttemperatur des Einfrierprozesses liegen.
Nach dem Verschließen des Probenbehälters 10 wird dessen In¬ nenraum dann von der Kühleinrichtung 14 gekühlt, wobei die Steuereinrichtung 13 einen vorgegebenen zeitlichen Tempera¬ turverlauf regelt, indem die Kühleinrichtung 14 entsprechend der von dem Temperatursensor 12 gemessenen Temperatur TIST die Kühleinrichtung 14 ansteuert.
Nach dem Abschluss des Einfrierprozesses wird der Probenbe¬ hälter 10 dann in den Kühlraum 3 von der Hebeeinrichtung 11 heruntergefahren, wobei im unteren Bereich des Kühlraums 3 eine Temperatur herrscht, die im Wesentlichen der Zieltempe¬ ratur des Einfrierprozesses entspricht. Beim anschließenden Öffnen des Deckels 15 und der Entnahme der Probe 1 aus dem Probenbehälter 10 wird die gefrorene Probe 1 dann thermisch kaum beeinträchtigt, da das umgebende Medium in dem Kühl- räum 3 nahezu die gleiche Temperatur hat.
Die Probe 1 wird dann nach der Entnahme aus dem Probenbehäl¬ ter 10 in den Transportbehälter 17 überführt, woraufhin der Transportbehälter 17 mit der darin befindlichen tiefgefrore- nen Probe 1 aus dem Kühlraum 3 entnommen und beispielsweise in einem Kryotank eingelagert werden kann.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in Figur 7B ein Auftauprozess der Kryoeinrichtung gemäß Fi- gur 1 beschrieben.
Hierbei wird der Kühlraum 3 so weit gekühlt, dass die Tempe¬ ratur TIST2 am Boden des Kühlraums 3 im Wesentlichen der Starttemperatur des Auftauprozesses entspricht. Anschließend wird dann der Transportbehälter 17 mit der darin befindlichen tiefgefrorenen Probe 1 aus einem hier nicht dar¬ gestellten Kryotank entnommen und auf den Boden des Kühl- raums 3 gestellt.
Daraufhin wird dann der Deckel 15 des Probenbehälter 10 ge¬ öffnet, wie auch der Deckel des Transportbehälters 17 geöff¬ net wird.
Die in dem Transportbehälter 17 befindliche Probe 1 wird dann aus dem Transportbehälter 17 entnommen und in den Probenbe¬ hälter 10 überführt, woraufhin dann der Deckel 15 des Proben¬ behälters 10 geschlossen wird. Bei der Überführung der Pro- be 1 aus dem Transportbehälter 17 in den Probenbehälter 10 wird die Probe 1 thermisch kaum beeinträchtigt, da die Tempe¬ raturen am Boden des Kühlraums 3 im Wesentlichen gleich der Temperatur der Probe 1 sind.
Nach dem Verschließen des Probenbehälters 10 wird der Proben¬ behälter 10 dann von der Hebeeinrichtung 11 in dem Kühlraum 3 vertikal nach oben in die punktiert dargestellte Position ge¬ fahren.
Anschließend wird der Innenraum des Probenbehälters 10 dann entsprechend einem vorgegebenen zeitlichen Temperaturverlauf erwärmt, indem die Kühlleistung PRUHL der Kühleinrichtung 14 verringert wird, wobei die Steuereinrichtung 13 die Kühlleis¬ tung PRUHL in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur TISτi regelt, um den gewünschten zeitlichen Temperaturverlauf in dem Probenbehälter 10 beim Auftauen der Probe 1 zu erreichen. Nach dem Ende des Auftauprozesses wird der Deckel 15 des Pro¬ benbehälters 10 dann geöffnet, woraufhin die aufgetaute Pro¬ be 1 dann aus dem Probenbehälter 10 entnommen wird.
Auch bei dieser Entnahme der aufgetauten Probe 1 aus dem Pro¬ benbehälter 10 wird die Probe 1 von dem umgebenden Medium thermisch kaum beeinträchtigt, da die Temperaturen in diesem Gebiet relativ hoch sind.
Im Folgenden wird nun das in Figur 2 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel einer ähnlichen Kryoeinrichtung beschrie¬ ben, das weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Kryoeinrich¬ tung übereinstimmt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb weitgehend auf die vorstehende Beschreibung verwie¬ sen, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Kryoeinrichtung keine separate, aktiv arbeitende Kühleinrichtung 14 aufweist.
Stattdessen erfolgt die Temperierung des Probenbehälters 10 hierbei durch eine vertikale Absenkung bzw. Anhebung des Pro- benbehälters 10 in dem Kühlraum 3. Aufgrund der vertikalen
Temperaturschichtung in dem Kühlraum 3 ändert sich dann auch die Temperatur in dem Probenbehälter 10, so dass beim Auftau¬ en bzw. Einfrieren der Probe ebenfalls vorgegebene zeitliche Temperaturverläufe eingestellt werden können. Das Absenken bzw. Anheben des Probenbehälters 10 erfolgt hierbei geregelt von der Steuereinrichtung 13 in Abhängigkeit von der von dem Temperatursensor 12 gemessenen Temperatur TIST1 in dem Proben¬ behälter 10. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist der Probenbehälter 10 hierbei thermisch nicht isoliert, damit der Innenraum des Probenbehälters 10 in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Höhe innerhalb des Kühlraums 3 die zugehörige Tem- peratur annehmen kann.
Der Ablauf des Einfrierprozesses ergibt sich hierbei aus dem Flussdiagramm gemäß Figur 8A, während der Ablauf eines Auf¬ tauprozesses in dem Flussdiagramm gemäß Figur 8B dargestellt ist.
Nachfolgend wird nun das in Figur 3 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kryoeinrichtung beschrieben, das teilweise mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszei¬ chen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht zu¬ nächst darin, dass der Probenbehälter 10 in dem Kühlraum 3 ortsfest am Boden des Kühlraums 3 angeordnet ist, so dass auf die Hebeeinrichtung 11 verzichtet werden kann.
Eine weitere Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass an der Innenwand des Kühlraums 3 im oberen Be¬ reich eine Heizeinrichtung 19 angebracht ist, die den oberen Teilbereich des Kühlraums 3 beheizt.
Die Heizeinrichtung 19 wird von der Steuereinrichtung 13 an¬ geschaltet, bevor eine Probe zu Beginn eines Einfrierprozes¬ ses in den Probenbehälter 10 eingeführt wird. Dadurch wird der obere Teilbereich des Kühlraums 3 beheizt, wodurch eine thermische Beschädigung der Probe beim Einführen in den Pro¬ benbehälter 10 verhindert wird.
Darüber hinaus wird die Heizeinrichtung 19 von der Steuerein- richtung 13 auch angeschaltet, bevor eine aufgetaute Probe am Ende eines Auftauprozesses aus dem Probenbehälter entnommen wird. Auch dadurch wird verhindert, dass die aufgetaute Probe bei der Entnahme aus dem Probenbehälter 10 thermisch beschä¬ digt wird.
Die Heizeinrichtung 19 wird dagegen abgeschaltet, wenn die Probe am Ende eines Einfrierprozesses aus dem Probenbehäl¬ ter 10 entnommen und in den Transportbehälter 17 überführt wird.
Darüber hinaus wird die Heizeinrichtung 19 auch abgeschaltet, wenn die Probe zu Beginn eines Auftauprozesses aus dem Trans¬ portbehälter 17 in den Probenbehälter 10 überführt wird.
Diese Abschaltung der Heizeinrichtung 19 verhindert wiederum eine thermische Beeinträchtigung der tiefgekühlten Probe bei der Überführung zwischen dem Probenbehälter 10 und dem Trans¬ portbehälter 17.
Das in Figur 4 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel stimmt nahezu vollständig mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, wo¬ bei lediglich die Schutzglocke 9 weggelassen wurde.
Im Folgenden wird nun das in den Figuren 5A und 5B darge¬ stellte alternative Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä¬ ßen Kryoeinrichtung beschrieben, das teilweise mit den vor¬ stehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen teilweise auf die vor- stehende Beschreibung verwiesen wird, wobei entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass am Boden des Kühlraums 3 mehrere stufenförmige Ablage¬ flächen 20 angeordnet sind, auf denen jeweils Kryosubstrate vorübergehend abgelegt werden können. Aufgrund der vertikalen Temperaturschichtung in dem Kühlraum 3 liegen die einzelnen Ablageflächen 20 jeweils auf unterschiedlichen Temperaturen, so dass ein stufenförmiges Temperaturprofil zeitlich aufein¬ anderfolgend durchfahren werden kann, indem eine Kryoprobe nacheinander auf den verschiedenen Ablageflächen 20 abgelegt wird.
Eine weitere Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass im oberen Bereich des Kühlraums 3 übereinander mehrere regalartige Ablageflächen 21 angeordnet sind, die e- benfalls aufgrund der vertikalen Temperaturschichtung inner¬ halb des Kühlraums 3 unterschiedliche Temperaturen aufweisen und die Ablage einer Probe ermöglichen.
Darüber hinaus weist die Kryoeinrichtung in diesem Ausfüh¬ rungsbeispiel eine Schleuse 22 auf, über die Proben in den Kühlraum 3 eingebracht und aus dem Kühlraum 3 entnommen wer- den können.
Weiterhin ist die Schutzglocke 9 mit Eingriffen 23 versehen, über die eine Bedienungsperson Manipulationen in dem Kühl¬ raum 3 vornehmen kann.
Die Kühlung des Kühlraums 3 erfolgt hierbei durch einen Stickstoffsee 24, der am Boden des Kühlraums 3 erzeugt wird. Die Temperierung der Probe 1 in Form eines Kryosubstrats in¬ nerhalb des Probenbehälters 10 erfolgt hierbei jedoch in an¬ derer Weise, wie nachfolgend beschrieben wird.
Hierzu ist in dem Kühlraum 3 ein vertikal verlaufender
Schacht 25 angeordnet, der aus einem gut wärmeleitfähigen Ma¬ terial (z.B. Kupfer) besteht und innerhalb des Schachts 25 aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit einen annähernd kon¬ stanten vertikalen Temperaturgradienten erzeugt.
Der Probenbehälter 10 kann von einem Motor 26 über eine dreh¬ bare Spindel 27 in dem Schacht 25 in vertikaler Richtung an¬ gehoben oder abgesenkt werden, um den Probenbehälter 10 ent¬ sprechend der vertikalen Temperaturschichtung in dem Kühl- räum 3 zu temperieren.
Aus Figur 5B ist weiterhin ersichtlich, dass oberhalb und un¬ terhalb des Probenbehälters 10 in unterschiedlichen Höhen mehrere Temperatursensoren 28-31 angeordnet sind, die einen lokalen vertikalen Temperaturgradienten messen, wobei die
Temperatursensoren 28-31 mit einer Regeleinrichtung verbunden sind, die den Motor 26 so ansteuert, dass sich der Probenbe¬ hälter 10 stets in der richtigen Höhe innerhalb des Kühl¬ raums 3 befindet, damit während des Einfrierens bzw. Auftau- ens der Probe 1 der gewünschte zeitliche Temperaturverlauf erreicht wird.
Weiterhin zeigt die vergrößerte Querschnittsansicht in Fi¬ gur 5B, dass der schlittenförmige Probenbehälter 10 ein Kryo- Substrat 32 und einen Deckel 33 und Behältnisse für die Pro¬ ben 1 enthält .
Im Folgenden wird nun das in Figur 6 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel beschrieben, das weitgehend mit dem vor- stehend beschriebenen und in den Figuren 5A und 5B darge¬ stellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Ver¬ meidung von Wiederholungen weitgehend auf die vorstehende Be¬ schreibung dieser Figuren verwiesen wird, wobei für entspre- chende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in dem Kühlraum 3 nebeneinander mehrere Schächte 25 an¬ geordnet sind, in denen jeweils ein Probenbehälter 10 in ver- tikaler Richtung angehoben bzw. abgesenkt werden kann, um entsprechend der vertikalen Temperaturschichtung in dem Kühl¬ raum 3 die gewünschte Temperatur einzustellen. Diese Anord¬ nung ermöglicht vorteilhaft parallele Einfrier- bzw. Auftau¬ prozesse an mehreren Proben.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen be¬ vorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die eben¬ falls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
Bezugszeichenliste:
1 Probe
2 Kryowanne
3 Kühlraum
4 Wandung
5 Kühlmittelbehälter
6 Kühlmittelventil
7 Puffermaterial
8 Gitter
9 Schutzglocke
10 Probenbehälter
11 Hebeeinrichtung
12 Temperatursensor
13 Kühleinrichtung
14 Kühleinrichtung
15 Deckel
16 Temperatursensor
17 Transportbehälter
18 Personal Computer
19 Heizeinrichtung
20 Ablageflächen
21 Ablageflächen
22 Schleuse
23 Eingriffe
24 Stickstoffsee
25 Schacht
26 Motor
27 Spindel
28-31 Temperatursensor
32 Kryosubstrat
33 Deckel

Claims

ANSPRUCHE
1. Kryoeinrichtung zum Einfrieren und/oder Auftauen einer Probe (1), insbesondere bei der Kryokonservierung einer bio¬ logischen Probe (1) , mit
- einem kühlbaren Kühlraum (3) und
- einem in dem Kühlraum (3) angeordneten Probenbehälter (10) zur vorübergehenden Aufnahme der Probe (1) beim Einfrieren oder Auftauen der Probe (1) , dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter (10) getrennt von dem Kühlraum (3) tempe¬ rierbar ist .
2. Kryoeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Hebeeinrichtung (11), durch die der Probenbehälter (10) in dem Kühlraum (3) gesteuert oder geregelt abgesenkt und/oder angehoben werden kann.
3. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter (10) ei¬ nen Temperatursensor (12, 28-31) aufweist, der die Temperatur in dem Probenbehälter (10) misst.
4. Kryoeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich¬ net, dass an dem Probenbehälter (10) mehrere Temperatursenso¬ ren (28-31) in unterschiedlichem vertikalen Abstand zu dem Probenbehälter (10) angebracht sind, um einen lokalen verti- kalen Temperaturgradienten in dem Kühlraum (3) zu ermitteln.
5. Kryoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Probenbehälter (10) ortsfest am Boden des Kühl¬ raums (3) angeordnet ist.
6. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (19) zur Be¬ heizung des Kühlraums (3) .
7. Kryoeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Heizeinrichtung (19) nur einen oberen Teilbe¬ reich des Kühlraums (3) beheizt.
8. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, gekennzeichnet durch eine vertikale Temperaturschichtung in dem Kühlraum (3) mit einer unteren Kaltschicht und einer oberen Warmschicht.
9. Kryoeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Warmschicht eine Temperatur aufweist, die im Wesentlichen einer vorgegebenen Starttemperatur eines Ein¬ frierprozesses oder einer vorgegebenen Zieltemperatur eines Auftauprozesses entspricht, während die Kaltschicht eine Tem- peratur aufweist, die im Wesentlichen einer vorgegebenen
Zieltemperatur des Einfrierprozesses oder einer vorgegebenen Starttemperatur des Auftauprozesses entspricht.
10. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (3) durch eine erste Kühleinrichtung (5, 6) kühlbar ist, während der Proben¬ behälter (10) durch eine zweite Kühleinrichtung (14) kühlbar ist .
11. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (12, 13), wobei die Steuereinrichtung (12, 13) ausgangsseitig mit der ersten Kühleinrichtung (5, 6) und/oder mit der zweiten Kühl¬ einrichtung (14) verbunden ist und deren Kühlleistung ein- stellt, während die Steuereinrichtung (12, 13) eingangsseitig mit dem Temperatursensor (12, 28-31) des Probenbehälters (10) verbunden ist.
12. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter (10) thermisch isoliert ist und einen Deckel (15) aufweist, der zur Entnahme der Probe (1) und zum Einführen der Probe (1) geöffnet werden kann und zur thermischen Isolation des Pro- benbehälters (10) beim Abkühlen geschlossen werden kann.
13. Kryoeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter (10) thermisch gegenüber dem Kühlraum (3) unisoliert ist.
14. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlraum (3) ein im Wesentlichen senkrecht verlaufender Schacht (25) mit einer Wandung aus einem wärmeleitfähigen Material angeordnet ist, wobei der Probenbehälter (10) in dem Schacht (25) vertikal beweglich ist.
15. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlraum (3) ein entnehmbarer Transportbehälter (17) angeordnet ist, um die
Probe (1) nach dem Einfrieren aus dem Kühlraum (3) zu entneh¬ men oder zum Auftauen in den Kühlraum (3) einzuführen.
16. Kryoeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich- net, dass der Transportbehälter (17) am Boden des Kühlraums (3) angeordnet ist.
17. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (3) wannenför- mig ist und an seiner Oberseite durch eine abnehmbare Schutz¬ haube (9) abgedeckt ist.
18. Kryoeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich- net, dass die Schutzhaube (9) mindestens teilweise durchsich¬ tig ist.
19. Kryoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlraum (3) mehrere Ablageflächen (20, 21) in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, die unterschiedlichen Temperatur entsprechen.
20. Betriebsverfahren für eine Kryoeinrichtung, insbeson¬ dere zur Kryokonservierung einer biologischen Probe (1), mit den folgenden Schritten:
Einführen der Probe (1) in einen Probenbehälter (10), der in einem kühlbaren Kühlraum (3) angeordnet wird, Temperierung der in dem Probenbehälter (10) befindlichen Probe (1), - Entnahme der Probe (1) aus dem Probenbehälter (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter (10) zwischen dem Einführen der Probe (1) und der Entnahme der Probe (1) getrennt von dem Kühlraum (3) temperiert wird.
21. Betriebsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Probenbehälter (10) in dem Kühlraum (3) angehoben und/oder abgesenkt wird.
22. Betriebsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Probenbehälter (10) temperiert wird, indem der Probenbehälter (10) in dem Kühlraum (3) gesteuert oder geregelt angehoben oder abgesenkt wird.
23. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter (10) durch eine Kühleinrichtung (14) aktiv gekühlt wird.
24. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlraum (3) eine verti¬ kale Temperaturschichtung mit einer oberen Warmschicht und einer unteren Kaltschicht erzeugt wird.
25. Betriebsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Warmschicht auf eine Temperatur gebracht wird, die im Wesentlichen einer vorgegebenen Starttemperatur eines Einfrierprozesses oder einer vorgegebenen Zieltempera¬ tur eines Auftauprozesses entspricht, während die Kaltschicht auf eine Temperatur gebracht wird, die im Wesentlichen einer vorgegebenen Zieltemperatur des Einfrierprozesses oder einer vorgegebenen Starttemperatur des Auftauprozesses entspricht.
26. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (3) aktiv beheizt wird.
27. Betriebsverfahren nach Anspruch 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Kühlraum (3) nur in einem oberen Teilbe- reich aktiv beheizt wird.
28. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einfrieren der Probe (1) - der Kühlraum (3) im unteren Bereich auf eine vorgegebene Zieltemperatur eines Einfrierprozesses abgekühlt wird, der Probenbehälter (10) von einer vorgegebenen Starttempe¬ ratur des Einfrierprozesses auf die Zieltemperatur des Einfrierprozesses abgekühlt wird, die Probe (1) nach dem Erreichen der Zieltemperatur des Einfrierprozesses in einen in dem Kühlraum (3) befindli¬ chen Transportbehälter (17) überführt wird und der Transportbehälter (17) mit der darin befindlichen Pro- be (1) aus dem Kühlraum (3) entnommen wird.
29. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auftauen der Probe (1) - der Kühlraum (3) im unteren Bereich auf eine vorgegebene Zieltemperatur eines Einfrierprozesses abgekühlt wird, ein Transportbehälter (17) mit der darin befindlichen Pro¬ be (1) in den Kühlraum (3) eingeführt wird, die Probe (1) aus dem Transportbehälter (17) in den Pro- benbehälter (10) überführt wird, der Probenbehälter (10) von einer vorgegebenen Starttempe¬ ratur eines Auftauprozesses auf eine vorgegebenen Zieltem¬ peratur des Auftauprozesses erwärmt wird, die Probe (1) nach dem Erreichen der Zieltemperatur des Auftauprozesses aus dem Probenbehälter (10) entnommen wird.
PCT/EP2005/054947 2004-10-01 2005-09-30 Kryoeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren WO2006037760A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05794677A EP1797379B1 (de) 2004-10-01 2005-09-30 Kryoeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren
DE502005004751T DE502005004751D1 (de) 2004-10-01 2005-09-30 Kryoeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren
PL05794677T PL1797379T3 (pl) 2004-10-01 2005-09-30 Krioaparat i sposób jego eksploatacji
US11/576,406 US7634917B2 (en) 2004-10-01 2005-09-30 Cryo-device and associated operational method
DK05794677T DK1797379T3 (da) 2004-10-01 2005-09-30 Kryoindretning og fremgangsmåde til drift deraf

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004047965.8 2004-10-01
DE102004047965A DE102004047965B4 (de) 2004-10-01 2004-10-01 Kryoeinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006037760A1 true WO2006037760A1 (de) 2006-04-13

Family

ID=35447408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/054947 WO2006037760A1 (de) 2004-10-01 2005-09-30 Kryoeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7634917B2 (de)
EP (1) EP1797379B1 (de)
AT (1) ATE401539T1 (de)
DE (2) DE102004047965B4 (de)
DK (1) DK1797379T3 (de)
ES (1) ES2308559T3 (de)
PL (1) PL1797379T3 (de)
WO (1) WO2006037760A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009065585A2 (en) 2007-11-20 2009-05-28 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Ultra-rapid freezing device and method

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4648444B2 (ja) * 2008-01-18 2011-03-09 大陽日酸株式会社 グローブボックス
WO2009090793A1 (ja) * 2008-01-18 2009-07-23 Taiyo Nippon Sanso Corporation 凍結保存装置
DE102008057981B4 (de) * 2008-11-19 2010-09-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kryospeichereinrichtung
DK2387686T3 (da) 2009-01-13 2019-09-30 Emd Millipore Corp Forbedret biomaterialefrysning
DE102010007686A1 (de) * 2010-02-08 2011-08-11 Askion GmbH, 07549 Vorrichtung zur Einstellung tiefkalter Temperaturen
CN102198408A (zh) * 2010-03-23 2011-09-28 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 恒温恒湿箱
DE102011010121B4 (de) 2011-02-02 2016-09-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Begehbare Kühlanlage, insbesondere zur Kryokonservierung biologischer Proben, und Verfahren zu deren Betrieb
US9557090B2 (en) * 2011-04-06 2017-01-31 Celltronix Method and scalable devices for hyper-fast cooling
ES2394244B1 (es) * 2012-11-20 2013-12-03 Axeb Biotech S.L. Procedimiento para la obtención de ácidos dicarboxílicos saturados
JP6661616B2 (ja) * 2014-05-16 2020-03-11 バイオライフ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＢｉｏＬｉｆｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， Ｉｎｃ． 試料の自動解凍システム、装置、及び自動解凍方法
US20160265835A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 John Brothers Cryogenic freezer
WO2018104935A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-14 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Cryopreservation method of biological specimen
US11352262B2 (en) 2017-12-18 2022-06-07 Praxair Technology, Inc. Methods for automatic filling, charging and dispensing carbon dioxide snow block
CN108617641A (zh) * 2018-07-03 2018-10-09 浙江星博生物科技股份有限公司 一种生物样本玻璃化冻存装置
US11116206B2 (en) 2018-10-01 2021-09-14 Cook Medical Technologies Llc Cryocontainer
CN112322484B (zh) * 2020-10-31 2024-03-29 青岛领生生物科技有限公司 生物样本自动化解冻系统
CN112858631B (zh) * 2021-01-11 2022-01-21 中国矿业大学 一种全过程分层动态补水的冻胀综合测试装置及测试方法
US11241330B1 (en) 2021-04-02 2022-02-08 Brixton Biosciences, Inc. Apparatus for creation of injectable slurry
CN113999771B (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 迈赛凯尔(山东)生命科学有限公司 一种未成熟的树突状细胞复苏装置
CN115363015A (zh) * 2022-08-01 2022-11-22 许艳杰 一种自动化多样式样本冻存机及使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4480682A (en) * 1983-01-14 1984-11-06 Hoxan Corporation Apparatus for freezing fertilized ova, spermatozoa or the like
US4783973A (en) * 1986-07-28 1988-11-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Apparatus for freezing by means of a cryogenic liquid biological products placed in straws
US5715686A (en) * 1996-11-01 1998-02-10 State Of Israel Method for cryopreservation of biological samples
US6065294A (en) * 1997-08-20 2000-05-23 Biopore, Inc. Cassette device and system to facilitate cryopreservation

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3125345A1 (de) * 1981-06-27 1983-01-20 Franz Dr.-Ing. 8552 Höchstadt Dittrich Verfahren zum automatischen gefrieren eines insbesondere biologischen materials
US4429542A (en) * 1981-08-10 1984-02-07 Hoxan Corporation Method of freezing fertilized ova, spermatozoa or the like and apparatus therefor
US4388814A (en) * 1982-03-26 1983-06-21 Schilling Dean W Cryogenic device and method
US4537034A (en) * 1982-07-29 1985-08-27 Crouch Michael D Method for controlled reduction in temperature and preservation of embryos in a cryogenic state
US4510169A (en) * 1983-08-23 1985-04-09 The Board Of Regents, The University Of Texas Method and apparatus for cryopreparing biological tissue for ultrastructural analysis
DE3404937A1 (de) * 1984-02-11 1985-08-14 Bernhard Dr. 7801 Buchenbach Wolf Vorrichtung zum einfrieren von biopsiematerial
EP0181235B1 (de) * 1984-11-09 1991-04-17 Cryologic Pty. Ltd. Kryogensystem für biologisches Material
CH672834A5 (de) * 1987-01-19 1989-12-29 Agrogen Stiftung
US5105627A (en) * 1990-04-20 1992-04-21 Nihon Freezer Co., Ltd. Cryopreservation container of animal cell
US5979175A (en) * 1997-09-29 1999-11-09 Ellison; Peter L. Portable insulated cooler with built-in audio system
DE10144925A1 (de) * 2001-09-12 2003-03-27 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zur Kryospeicherung
PT1340062E (pt) * 2000-12-07 2013-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Método e dispositivo de armazenamento criogénico
US7278278B2 (en) * 2003-06-12 2007-10-09 21St Century Medicine, Inc. Cryogenic storage system
DE10332799B4 (de) * 2003-07-18 2007-03-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung einer Probe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4480682A (en) * 1983-01-14 1984-11-06 Hoxan Corporation Apparatus for freezing fertilized ova, spermatozoa or the like
US4783973A (en) * 1986-07-28 1988-11-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Apparatus for freezing by means of a cryogenic liquid biological products placed in straws
US5715686A (en) * 1996-11-01 1998-02-10 State Of Israel Method for cryopreservation of biological samples
US6065294A (en) * 1997-08-20 2000-05-23 Biopore, Inc. Cassette device and system to facilitate cryopreservation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009065585A2 (en) 2007-11-20 2009-05-28 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Ultra-rapid freezing device and method
WO2009065585A3 (en) * 2007-11-20 2010-03-11 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Ultra-rapid freezing device and method

Also Published As

Publication number Publication date
PL1797379T3 (pl) 2009-01-30
EP1797379B1 (de) 2008-07-16
ES2308559T3 (es) 2008-12-01
DE102004047965B4 (de) 2007-03-01
US20070267419A1 (en) 2007-11-22
ATE401539T1 (de) 2008-08-15
EP1797379A1 (de) 2007-06-20
DE502005004751D1 (de) 2008-08-28
US7634917B2 (en) 2009-12-22
DE102004047965A1 (de) 2006-04-13
DK1797379T3 (da) 2008-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006037760A1 (de) Kryoeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren
EP1673609B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur handhabung einer kryoprobe
EP2041502B1 (de) Transportbehälter zur kühlhaltung von gefrorenem gut
EP2358196B1 (de) Kryospeichereinrichtung
WO2014090383A1 (de) Kryo-lagereinrichtung und verfahren zu deren betrieb
DE3425744C2 (de)
DE4023573A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur konservierung von zellen
DE102010001465A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Eisstücken udn Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät mit einer solchen Vorrichtung
EP2671034A2 (de) Begehbare kühlanlage, insbesondere zur kryokonservierung biologischer proben, und verfahren zu deren betrieb
DE10346793B4 (de) Kühleinrichtung zur Kryokonservierung und entsprechendes Betriebsverfahren
EP2556310A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von eisstücken und kältegerät, insbesondere haushaltskältegerät mit einer solchen vorrichtung
EP1768782B1 (de) Kuhleinrichtung für biologische proben
EP3650781A1 (de) Temperierbarer container mit vakuumisolationselementen
EP2354729B1 (de) Vorrichtung zur Einstellung tiefkalter Temperaturen
DE2944806A1 (de) Einrichtung zur metallspiegel-kryofixation sowie zur nachfolgenden kryopraeparation biologischer objekte
DE2739796A1 (de) Einrichtung zur gefriertrocknung und gegebenenfalls kunstharz-impraegnation kleiner biologischer objekte fuer die elektronenmikroskopische untersuchung
DE19619152A1 (de) Gefriereinrichtung
EP2711601B1 (de) Verfahren zum Befüllen eines Kältemitteltanks eines Kühlfahrzeugs sowie Kühlfahrzeug
DE102011008644A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum gerichteten Gefrieren
DE10304011A1 (de) Klimavorrichtung und Verfahren zum Abtauen eines Wärmeaustauschers einer Klimavorrichtung
DE102005057790B4 (de) Verfahren zum Inertisieren einer Transportleitung und System zum Transportieren von kryogenen Medien
DE2856356A1 (de) Kryostatisches temperatur-regelungssystem und kryostat dafuer
DE102022110417A1 (de) Kryokühler
DD239461A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur temperaturregulation in kryostaten
DE10062664A1 (de) Sammelbehälter für Stückgut

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005794677

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11576406

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005794677

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11576406

Country of ref document: US

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2005794677

Country of ref document: EP