专利名称：具有快速降温复温的细胞程序冷冻仪的制作方法
技术领域：
具有快速降温复温的细胞程序冷冻仪
駄綱
本实用新型涉及一种生物材料的温度控制装置，尤其是一种采用 程序降温与复温的用于生物细胞冷冻与低温保存的装置。 肖碰*
在医学、生物、农牧渔业等行业需要对一些生物材料进行低温保 存。如对角膜、血液、骨髓、精液、胚胎等生物材料的低温保存。随 着移植研究的开展，对各种细胞的需求不断增加，迫切需要有效的细 胞长期保存以促进移植在临床的作用。低温保存是目前保存各种细胞 的重要方法，为了满足低温保存对降温过程的要求，可以有多种降温 方法。目前常用的有利用冰箱进行的两步降温法，首先将需保存的样
品放入o"c的冰水中冷却一段时间，再依次放入-2crc的普通冰箱和
-8(TC的低温冰箱中各保存一段时间，最后将样品投入液氮。这一方
法的优点是设备简单，操作方便，但无法控制样品的降温速率，更无 法实现复杂的降温程序。对各种生物材料进行低温保存时，不同的材 料要求不同的降温程序， 一些复杂的细胞还要求降温程序分成多段进 行，而实现复杂的降温程序的关键设备就是程序降温仪。目前的程序 降温仪大致可分为两类，液氮喷射式降温仪和升降式降温仪，各有自 己的特点。液氮喷射式降温仪结构复杂、价格昂贵，其低温电磁阀在
低温状况下容易结霜，造成阀门关闭不严，或无法动作等情况；且液氮耗量较大，如果降温过程中需要向液氮容器补充液氮，会干扰或破
坏降温程序。升降式降温仪虽然结构简单，但是由于降温和复温是利 用液氮容器颈管内气相区中的温度梯度进行的，所以对于放置细长样
品管的降温试验难于控制其温度的均匀性。上述几种降温方法都不具
备有效复温控制。
发明内容
本实用新型是要提供一种细胞冷冻装置，同时解决生物细胞的降 温和复温控制的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是 一种细胞冷冻装置， 包括置于低温箱的样品架上的控温管和温度测控装置，其特点是控 温管由铜管，绝缘层，电加热丝组成，其中铜管套置在样品管上，铜 管外覆盖一层绝缘层，绝缘层上面绕有电加热丝；温度测控装置由温 度数据采集器和温度控制装置组成，其中温度数据采集器包括控温 管，热电偶，热电偶插在控温管内，热电偶的热电信号经过温度控制 装置后对电加热丝进行控制。
温度控制装置包括放大器、A/D转换器、微机、D/A转换器、电 流驱动器，热电偶的热电信号经过放大器、A/D转换器输入微机，微 机采集到温度信号并与设定的降温程序进行比较处理后，输出控制信 号，经D/A转换器、电流驱动器对电加热丝进行控制；控温管的电加 热丝外覆盖一层保护层。 本实用新型的有益效果是
1.由于直接由固体金属将冷量或热量转递给样品，强化了传热，减小了由于热惯性引起的测量温度与样品实际温度的温度差；
2. 反应及时迅速，可精确快速控制样品温度升降；
3. 升降温时样品的温度均匀性高；
4. 有效的复温控制装置，无须将样品拿出可直接在该装置中进行快速 复温；
5. 适合于各种冷源环境下降温；
6. 操作方便，用户将需要低温保存的样品直接放入该装置中，就可 进行程序降温，升降温控制和数据处理可通过预先编制的程序完成；
7. 结构简单、装置小巧、造价低廉。
图1是本实用新型的整体结构示意图； 图2是控温管的结构立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型加以详细说明。 如图1所示，本实用新型的细胞冷冻装置，包括低温箱l，绝热 层2，样品架3，样品管4，控温管5，热电偶6，放大器7， A/D转 换器8，微机9， D/A转换器10，电流驱动器ll，铜管12，绝缘层 13，电加热丝14，保护层15 。
如图2所示，控温管5由铜管12，电加热丝14，绝缘层13等组 成，其中铜管12套置在样品管4上，控温管5采用铜管12或其它易 导热金属制作，其上覆盖一层绝缘材料13，然后在绝缘层上绕电加 热丝14，最后覆盖一层保护层15保护电加热丝14。控温管5可由样品架3固定，并在其中的参比管中放置热电偶6
形成温度测控装置。
如图1所示，温度控制装置由放大器7、 A/D转换器8、微机9、
D/A转换器10、电流驱动器ll组成。热电偶6的引出线，依次与放 大器7、 A/D转换器8、微机9连接。将盛有样品的样品管依次放入 控温管5后放入低温箱1内。热电偶6传出的信号，经放大器7和 A/D转换器转换8为数字信号后，由微机9处理并与预设的降温程序 比较后，经D/A转换器10，由电流驱动器11决定电加热丝14功率。 将微型控温管5用架子固定好后放入低温环境中，如低温冰箱或液 氮罐气相区域内。为了获得样品所处的温度，可任选一控温管5为参 比管，在其样品中放入热电偶6测温，输出的信号经微机9处理后， 由控温装置控制电加热丝14的功率，从而达到精确控制样品温度与 降温速率的目的。
本实用新型具有样品温度的均匀性高，具备有效复温控制装置， 反应及时迅速、适合于各种冷源环境下降温、小巧、造价低廉、操作 方便等特点。可广泛用于各种生物材料低温保存的程序降温与复温。
权利要求1.一种具有快速降温复温的细胞程序冷冻仪，包括置于低温箱(1)的样品架(43)上的控温管(5)和温度测控装置，其特征在于，所述控温管(5)由铜管(12)，绝缘层(13)，电加热丝(14)组成，其中铜管(12)套置在样品管(4)上，铜管(12)外覆盖一层绝缘层(13)，绝缘层(13)上面绕有电加热丝(14)；温度测控装置由温度数据采集器和温度控制装置组成，其中温度数据采集器包括控温管(5)，热电偶(6)，所述热电偶(6)插在控温管(5)内，热电偶(6)的热电信号经过温度控制装置后对电加热丝(14)进行控制。
2. 根据权利要求1所述的具有快速降温复温的细胞程序冷冻仪，其 特征在于，所述温度控制装置包括放大器(7)、 A/D转换器(8)、微 机(9)、 D/A转换器(10)、电流驱动器(11)，所述热电偶(6)的 热电信号经过放大器(7)、 A/D转换器(8)输入微机(9)，微机(9) 采集到温度信号并与设定的降温程序进行比较处理后，输出控制信 号，经D/A转换器(10)、电流驱动器(11)对电加热丝(14)进行 控制。
3. 根据权利要求1所述的具有快速降温复温的细胞冷冻箱，其特征 在于，所述控温管的电加热丝(14)外覆盖一层保护层(15)。
专利摘要本实用新型涉及一种具有快速降温复温的细胞程序冷冻仪，包括置于低温箱的样品架上的控温管和温度测控装置，其特点是控温管由铜管，绝缘层，电加热丝组成，其中铜管套置在样品管上，铜管外覆盖一层绝缘层，绝缘层上面绕有电加热丝；温度测控装置由温度数据采集器和温度控制装置组成，其中温度数据采集器包括控温管，热电偶，热电偶插在控温管内，热电偶的热电信号经过温度控制装置后对电加热丝进行控制。该装置能解决生物细胞降温和复温控制的技术问题，具有样品温度的均匀性高，具备有效复温控制装置，反应及时迅速、适合于各种冷源环境下降温、小巧、造价低廉、操作方便等特点，可广泛用于各种生物材料低温保存的程序降温与复温。
文档编号C12M1/00GK201136864SQ20072007160
公开日2008年10月22日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者萍 叶, 周光文, 彭承宏, 李宏为, 沈柏用, 王兆海, 程东峰, 陈儿同, 陈泉宁, 韩宝三 申请人:上海交通大学医学院附属瑞金医院;上海理工大学