Устройство для замораживания и хранения биологических объектов Советский патент 1988 года по МПК F25D3/10 C12N5/00 

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

гшастин центробежного вентилятора 11, и турбулентное перемешивание этой смеси, осуществляемое в результате разноскоростного движения пересекающих потоков, формирующихся при работе центробежного и осевого вентиляторов. При этом скорость замораживания биообъекта может регулироваться посредством изменения массы хладагента, вытесняемого при нагреве электроэлемента 7, а также путем изменения скорости вращения вентиляторов, создающих разрежение над отверстиями жиклеров 17. 3 ил.

Изобретение относится к криобиологии, а именно к устройствам для замораживания и хранения биологических материалов. Цель изобретения - снижение расхода хладагента и сохранение качества криоконсервируемого материала. Размещают рядом два однотипных криобиологических сосуда Дью- ара, один из которых, выполняющий роль резервуара 1, заполняют жидким хладагентом, а в другой, используемый в качестве камеры 2, помещают кассеты 18 с биоматериалом. В горловины сосудов вводят пробки 3 и 4 с закреп@ :л ю (Риг.

Изобретение относится }с области криобиологии, а именно к устройствам для замораживания и хранения биоло- :Гических объектов.

Цел| изобретения - снижение расхода хладагента и сохранение качества криоконсервируемого материала путем обеспечения равномерного температурного поля в камере.

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

Устройство содержит резервуар 1 для жидкого хладагента и камеру 2 замораживания и хранения биоматериала в качестве которых используются преимущественно криобиологические сосуды Дьюара, закрьшающиеся теплоизолиро- ванньми пробками 3 и 4, причем последняя выполнена герметизирующей. Резервуар 1 и камера 2 соединены пос- редством трубопровода 5 с регулятором 6 подачи хладагента, В резервуар 1 введен электронагревательный элемент 7, На фланце 8 упрочненной пробки 3 камеры 2 смонтирован электропривод 9 с регулятором 10 оборотов. На приводном валу 11 электропривода 9 укреплен осевой вентилятор 12 с саморазво рачи- вающимися на оси 13 лопастями. Устройство снабжено размещенным в камере 2 центробежным вентилятором, вклю- чакяцим пластины 14, установленные на валу 11 осевого вентилятора 12. Рас

5

0

0

e 5

0

пределитель хладагента в полости камеры 2 выполнен в виде змеевика 15, охватывающего пластины 14 центробежного вентилятора, при этом конец змеевика 15 представляет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку 16, торец которой размещен в верхней части камеры 2, Змеевик 15 имеет на разных уровнях по высоте калиброванные жиклеры 17 для выхода хладагента.

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

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.

Размещают рядом два однотипных криобиологических сосуда Дьюара, один из которых, выполняющий роль резервуара 1, заполняют жидким хладагентом, а в другой, используемый как камера 2, помещают кассеты 18 с биологическим материалом. В горловины сосудов вводят пробки 3 и 4 с закреп- ленньми на них трубопроводом 5 и элементами обеспечения подачи, регулирования и распределения хладагента. Введение осевого вентилятора 12 в относительно узкую горловину камеры 2 обеспечивается тем, что лопасти его, навешенные на осях 13, складываются и в таком виде имеют небольшое поперечное сечение. Затем включают блок 20 управления, при этом нагревательный элемент 7 обеспечивает кипение жидкого хладагента и вытеснение его по трубопроводу 5 в змеевик 15 камеры 2, откуда он выбрасывается через жиклеры 17 в виде газожидкостной смеси.

Формированию однородной газожидкостной смеси во всем объеме камеры 2 способствуют присасьгоающее движение потока таза над отверстиями жиклеров 17, создаваемое вращением пластин 15 в хранилище для длительного хранения.

центробежного вентилятора, и турбулентное перемешивание газожидкостной смеси, которое осуществляется в результате разноскоростного движения пересекающихся потоков, формирующихся при работе центробежного и осевого вентиляторов. Выброс газожидкостной смеси на разных уровнях 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 замораживания биообъекта может регулироваться посредством изменения массы хладагента, вытесняемого при электронагреве элемента 7, а также путем изменения скорости вращения осевого и центробежного вентиляторов, создающих разрежение над отверстиями жиклеров 17.

После замораживания биоматериала емкость камеры 2 заполняется недостающим количеством хладагента из резервуара 1. При этом вентиляторы отключают, а нагревательный элемент 7 ставят на режим быстрого вытеснения

хладагента. После перекачки хладаген- ным вентилятором, включающим пластита пробку 3 с закрепленными на ней узлами и приспособлениями извлекают из камеры 2, горловину которой закрывают стандартной пробкой, и хранят материал как в обычном криобиологическом сосуде.

Предлагаемое устройство позволяет в значительной мере улучшить технологию криоконсервации биоматериала благодаря использованию емкости Дьюара

50

55

ны, установленные на валу осевого вентилятора, а распределитель хладагента выполнен в виде змеевика, охватывающего пластины центробежного вентилятора и имеющего на разных уровнях калиброванные жиклеры для вы хода хладагента, при этом конец змее вика представляет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку, торец которой размещен в верхней части камеры .

как для программного охлаждения, так и для длительного хранения замороженного биоматериала. Кроме того, устройство позволяет проводить замора- живание большого объема биоматериала, полностью заполняя полезный объем криобиологического сосуда. Наряду с улучшением условий работы предлагаемое устройство позволяет предупредить возможное снижение качества замороженного биоматериала вследствие частичного отогрева в процессе пере- меп;ения из камеры 2 замораживания

0

5

0

5

0

При этом полностью исключены потери хладагента, так как поступивший -в камеру жидкий азот в дальнейшем используется для реализации последующего этапа криоконсервации - длительного хранения. Таким образом, расход жидкого хладагента на осуществление процедуры замораживания и длительного хранения единицы биоматериала сокращается по меньшей мере в 2 раза.

Формула изобретения

Устройство для замораживания и хранения биологических объектов, содержащее резервуар для жидкого хладагента с нагревательным элементом, соединенную с резервуаром посредством трубопровода камеру замораживания и хранения с установленным в ней на приводном валу осевым вентилятором и распределителем хладагента, и блок управления, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода хладагента и сохранения качества криоконсервируемого материала путем обеспечения равномерного температур-, ного поля в камере, устройство снабжено размещенным в камере центробеж-

ны, установленные на валу осевого вентилятора, а распределитель хладагента выполнен в виде змеевика, охватывающего пластины центробежного вентилятора и имеющего на разных уровнях калиброванные жиклеры для выхода хладагента, при этом конец змеевика представляет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку, торец которой размещен в верхней части камеры .

AJ

Фиг. 3

12