Устройство для ступенчатого замораживания биологического материала Советский патент 1988 года по МПК F25D3/10 C12N5/00 

(Л

териалом. Входное отверстие сосуда 1 Дьюара закрывают пробкой 14, при этом )шжний конец ее сквозной трубки 15 вводят в канал сетчатой трубки 28 контейнера 12. Верхнюю часть держателя 11 отвинчивают, а на верхнюю часть трубки 15 надевают уплотняющую манжету 18 и прижимают ее к верхней поверхности пробки 1Л посредством гайки 16 с шайбой. Далее включают электронагреватель. Образующиеся при кипении жидкого хладагента пары поступают в открытые концы трубок теплораспределительного стакана, а затем через отверстия 9 по их длине и в наружных стенках контейнера 12 подводятся к биоматериалу. Пройдя полость контейнера 12, газообразный хладагент через отверстия в сетчатой трубке 28 контейнера 12 и сквозной трубке 15 пробки 14

выходит через наружнюю ее часть в окружающую среду. Движение охлажденного газа в другом направлении и утечка его предупреждаются пробкой 14 и уплотняющей манжетой 18, Интенсивность охлаждения биоматериала на разных уровнях контейнера 12 регулируется посредством заслонки 20, После охлаждения биоматериала до заданной температуры снимают уплотняющую манжету 18, навинчивают верхнюю часть держателя 11, вынимают пробку.14 и опускают контейнер 12 в жидкий хладагент, Повесив контейнер 12 крючком держателя 11 за край вхбдного отверстия сосуда 1 Дьюара,поворачивают теплораспредели- тельный стакан в новое положение, вводят в него новый контейнер 12 с биоматериалом и повторяют процедуру его замораживания, 4 ил.

Изобретение относится к криобиологическому оборудованию, а именно к устройствам для ступенчатого замораживания биологического материала. Цель изобретения - обеспечение более равномерного замораживания биоматериала при снижении расхода хлад- агента. В горловину сосуда 1 Дьюара вводят, теплораспределительный стакан, в который посредством держателя 11 помещают К9нтейнер 12 с биома

Г

Изобретение относится к криобио- логическому оборудованию, а именно к устройствам для ступенчатого заморживания биологического материала,

Цель изобретения - обеспечение более равномерного замораживания биоматериала при снижении расхода хладагента.

На фиг, 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез; на фиг, 2 - верхняя часть устройства, разрез; на фиг. 3 - се- чегше А-А на фиг, 2; на фиг, 4 - пробка, вид сверху.

Устройство для ступенчатого замораживания биологического материала содержит сосуд Дьюара 1, внутренняя емкость 2 которого над уровнем жидкого азота используется как объем доя накопления паров жидкого Азота, теплораспределительный стакан 3, размещенный в горловине сосуда Дьюара 1 на опорных выступах 4 с возможностью вращения и состоящий из двух полукруглых створок 5, шарнирно соединенных общей осью 6 и пружиной 7. Стенки створок 5 со -.тоят из замкнутых в верхней част. и открытых

внизу трубок 8, имеющих на стенках ho их длине отверстия 9, обращенные к оси стакана. Между .свободными краями створок 5 образуется зазор Ю, по которому свободно перемещается держатель 11 контейнера 12 при опускании его в жидкий азот, причем корпус контейнера 12 выполнен перфорированным, а держатель 11 имеет разъем 13.

Горловина сосуда Дьюара 1 при работе устройства закрьшается Специальной пробкой 14, через центральную часть которой проходит центральная сквозная (перфорированная) трубка 15, Наружный ее конец имеет нарезку для гайки 16, прижимающей с помощью разрезной шайбы 17 края з плотняющей манжеты 18 к пробке 14 и к наружной поверхности горловины сосуда 1, Внутренняя часть сквозной трубки 15 имеет выполненные по длине ее стенки отверстия 19, Учитьшая возможность нерав- номерного поступления газообразного азота в разные по высоте расположения участки контейнрра 12 с биоматериалом в зависимости от характера его укладки, в сквозной трубке 15 размещена

подвижная цилиндрическая заслонка 2.0 с выходящей наружу рукояткой 21. Нижняя часть пробки 1А образует ступенчатое сужение, входящее в верхнюю часть стакана 3 и закрьшающее его. В пробке 14 выполнена секторная прорезь 22 в форме сектора со стяжной защелкой 23, обеспечивающей сжатие секторной прорези 22 вокруг держате- ля 11, введенного в устройство контейнера 12, и предотвращение тем самым утечки охлажденного газа. В пробке 14 выполнены также обжимные канавки 24 дпя создания уплотнения вокруг держателей 11, навешенных на горловину храняпртеся в сосуде Дыоара

Iконтейнеров 12 с биоматериалом. На внутренней поверхности прорези 22 имеются обжимные канавки 25, вьшол- ненные с расширением в верхней части Эти расширения при смыкании створок образуют цилиндрическое углубление

26,: обеспечивающее возможность соединения разъемных концов держателя

I1на уровне верхней поверхности пробки 14, Свободные от держателей

11канавки 25 закрыты теплоизолирующими стерженьками.

Для образования необходимых количеств газообразного хладагента в жидкий азот криогенной емкости введен регулируемый злектронагревательный элемент 27, С целью облегчения работы с контейнером 12, заполненным биоматериалом, в средней его части с диаметром большим диаметра центральной трубки 15 пробки вставлена сетчатая трубка 28, крепящаяся .к дну контейнера 12.

Устройство работает следующим об- разом.

В горловину сосуда Дьюара 1 вводится теплораспределительньй стакан 3, в который для замораживания биоматериала посредством держателя 11 помещают контейнер 12. Подпружиненные створки 5 стакана 3 при введении контейнера 12 благодаря имеющимся скосам трубок 8 несколько раздвигаются, прижимая и удерживая контейнер

12в необходимом положении. Послед- НИИ вводят в теплораспределительный стакан 3 так, чтобы держатель 11 на ходился против зазора 10, образованного свободными краями створок 5. .

Входное отверстие сосуда Дьюара 1 закрывают пробкой 14, при зтом ориентируют ее таким образом, чтобы дер

д g

„п

25

35

50

55

30

жатель 11 вошел в секторную прорезь 22, а разъем 13 располагался в цилиндрическом углублении 26 обжимной канавки 25. Одновременно нижний конец сквозной трубки 15 вводят в канал сетчатой трубки 28 контейнера 12. В этом положении держатель 11 фиксируют, замыкая секторную прорезь 22 стяжной защелкой 23, затем верхнюю часть держателя 11 отвинчивают. Свободные от держателей 11 обжимные канавки пробки 14 закрьшают теплоизолирующими стерженьками.На верхнюючасть сквозной трубки 15 одевают уплотняющую манжету 18, которую прижимают к наружной части пробки 14 с помощью разрезной шайбы 17 и гайки 16.

Для осуществления охлаждения биоматериала включают электронагревательный элемент 27. Образующийся при кипении жидкого азота газообразный хладагент накапливается в свободном пространстве полости сосуда 1 Дьюара, движется в открытые концы трубок 8 теплораспределительного стакана 3, а через отверстия 9 по их длине и в наружных стенках контейнера 12 газообразньй хладагент поступает к биоматериалу на всех уровнях контейнера 12. Охлаждение осуществляется не только протекающим между образцами биоматериала газообразным азотом, но и за счет, охлаждаемых этим же потоком хладагента стенок теплораспределительного стакана 3, который вьшолняет одновременно функцию теплообменника .

Пройдя через биоматериал, газообразный азот далее через отверстия в сетчатой трубке 28 контейнера и сквозн(й трубке 15 пробки 14 выходит через наружную ее часть в окружающую среду. Движение охлажденного газа в другом направлении и утечка его предупреждается пробкой 14 и уплотняющей манжетой 18. Интенсивность охлаждения на разных уровнях контейнера регулируется заслонкой 20. В случае необходимости усиления охлаждения в определенном з астке контейнера 12 заслонка 20 устанавливается так, чтобы на уровне этого участка быпи открыты отверстия 19 в сквозной трубке 15 для свободного движения хладагента, что обеспечивает преимущественное поступление отбора тепла. При частичном заполнении контейнера заслонка 20 устанавливается на уровне участка.

свободного от биоматериала, что способствует движению хладагента в направлении зоны, содержащей биоматериал

После охлаждения биоматериала до заданной температуры снимают уплотняющую манжету 18, навинчивают верхнюю часть держателя 11, открьшают стяжную защелку 23, вынимают пробку 14 и опускают контейнер 12 в жидкий ю азот, проводя держатель контейнера 12 через зазор 10 в теплораспредели- тельном стакане 3. Повесив контейнеры 12 крючком держателя 11 за край Bxojn;Horo отверстия сосуда Дьюара 1, поворачивают теплораспределительный стакан 3 и, не вынимая его из горловины, располагают так, чтобы зазор 10 в теплораспределительном стакане 3 бьш ориентирован на свободный от на- , вешанньк контейнеров 12 участок горловины. После установки теплораспреде- лительного стакана 3 вводят новый контейнер 12 и процедуру замораживанкй проводят так, как это описано выше 2

Предлагаемое устройство позволяет/; без специальных приспособлений, поль- зуясь промьпаленными конструкциями криобиологических сосудов Дьюара, осуществлять равномерное заморажива- ние биологических объектов и последовательное охлаждение серии контей неров без извлечения биоматериала и охлаждающего узла устройства из сосуда Дьюара, и улучшить использование хладагента.

Формула изобретения

Устройство для ступенчатого замораживания биологического материала.

включающее сосуд Дьюара, установленный в его горловине -теплораспредепи- тельный стакан для размещения в нем контейнера с биоматериалом и расположенный в полости сосуда Дьюара ре- гулируемЬш электронагревательный

элемент.

отличающееся

тем, что, с целью обеспечения более равномерного замораживания биоматериала при снижении расхода -хладагента, оно снабжено пробкой для горловины сосуда Дьюара и съемной уплотняющей манжетой, при этом теплораспределительный стакан выполнен в виде двух шарнирно соединенных и подпружиненных полуцилиндрических створок с зазором между их краями, образованных вертикальными, замкнутыми в свое верхней части трубками, на стенках которых, обращенных к оси стакана по всей длине, вьтолнены отверстия, про ка имеет закрепленную по ее центру сквозную перфорированную трубку с размещенной в ней цилиндрической заслонкой и прорезь в форме сектора с защелкой, причем корпус контейнера выполнен перфорированным, а к его дн по центру прикреплена сетчатая труб ка с диаметром, большим диаметра центральной трубки пробки, при этом теплораспределительный стакан установлен на опорных выступах в горловине сосуда Дьюара с возможностью вращения, а уплотняющая манжета укреплена на пробке с обеспечением плотного прилегания ее краев к, наружной поверхности орлови - ны.

//

f2

и.г. г

8

23