一种低温环境下的取物工具的制作方法

本发明属于实验工具领域，涉及从低温环境下取物的工具。

背景技术：

在各类生物实验室及医疗科室中，普遍会用到如液氮等低温介质保存细胞、组织等样本。因液氮温度为-196度，在操作冷冻及从冷冻盒中拿取样本时会伴随着诸多风险，最常见的是会给操作者造成低温冻伤。因此，目前情况下，大多操作者采用佩戴耐液氮低温手套进行拿取操作。但是佩戴了耐液氮低温手套以后，因手套较肥大较厚，操作者的手部灵活性会降低，在从冷冻盒中拿取样本时不易操作，甚至有散落的风险；在精确拿取时需要反复地摘脱手套，也会耗费较多的时间。

技术实现要素：

针对上述现有操作方式的不足，本发明提供了一种无需人手接触低温介质、操作安全、方便快捷地从低温环境中拿取物品的工具，特别是从液氮中拿取冷冻盒的工具。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低温环境下的取物工具，包括框架、手柄、样品夹持组件、轨道轴和弹簧，其中，

所述框架包括两块侧板、一块背板和一块平板，背板与两块侧板分别连接，形成一个三面围挡，所述平板与背板和侧板的内侧分别连接，将围挡内侧空间分成上下两部分；所述平板上靠近一面侧板的位置上设置有平行于背板的镂空滑槽；优选地，所述平板上的镂空滑槽为2个；位于平板下方的背板上设置有一个镂空滑槽；

所述轨道轴的两端分别固定在平板下方的两块侧板内侧，轨道轴与平板上的滑槽平行，轨道轴上套有弹簧；优选地，所述轨道轴为两根；

所述样品夹持组件包括手持杆和样品夹持杆，所述手持杆从背板上的镂空滑槽穿过，一部分位于背板外侧，一部分位于背板内侧，其中位于背板内侧的部分具有套筒结构，套在轨道轴上；样品夹持杆的一端固定在手持杆的位于背板内侧的部分上，另一端从平板的镂空滑槽中伸出；优选地，当样品夹持杆大于或等于两根时，多根样品夹持杆在平板上方连接；优选地，所述样品夹持杆为两根；

所述手柄设置在背板外侧。

优选地，所述平板的前侧设置有定位片。进一步优选地，所述定位片位于平板前侧远离样品夹持杆的一端。所述定位片用于卡位或固定在需要拿去的物品(如冷冻盒)的存储位置附近，便于将冷冻盒等平移推入框架形成的围挡的上部之中。进一步优选地，所述定位片的材质为金属材质，长度为2-25cm，宽度为0.3-6cm。

优选地，所述框架还包括底板和/或下前板，所述底板位于框架底部，与侧板和背板分别连接，所述下前板位于平板下方，与平板、侧板和底板分别连接；所述底板上设置有渗漏孔。进一步优选地，所述底板的长度小于平板的长度。

优选地，所述框架的下部分为倒梯形的六面体或长方体，其中，底板的长度为2-25cm，宽度为2-25cm，平板的长度为2-26cm，宽度为2-25cm，框架下部分的背板的高度为1-10cm，长度为2-25cm，侧板的长度为2-26cm，高度为1-10cm，下前板的长度为2-25cm，宽度为1-11cm，框架上部分的背板和侧板的长度与下部分的相应板面相同，高度为0.5-7cm；所述框架为金属材质。

优选地，所述手持杆和样品夹持杆为棍状、管状或条状等结构；所述手持杆为金属材质，手持杆位于背板外侧部分的外周包裹有塑料或橡胶层，隔绝低温，用于手部握持；手持杆位于背板外侧部分的长度为3-20cm，直径为0.5-6cm；手持杆位于背板内侧部分长度为1.5-24.5cm，直径范围为0.5-6cm，套筒的内直径略大于轨道轴的直径，范围为0.5-6cm；所述样品夹持杆为金属材质，样品夹持杆在平板上方部分的外周包裹有塑料或者橡胶层，隔绝低温；样品夹持杆位于平板上方部分的高度为0.5-7cm，连接部分长度为1.5-24cm，直径为0.5-6cm。样品夹持杆位于平板下方的部分与手持杆位于背板内侧部分紧密连接，通过手持杆的定向位移带动样品夹持杆向同方向位移，并将例如冷冻盒等物品夹持住。

优选地，所述背板上的镂空滑槽与平板上的镂空滑槽平行且对齐，用于将样品夹持组件的手持杆和样品夹持杆分别伸出框架，能定向的往复位移并夹持物品。进一步优选地，所述滑槽为长条状，长度为1-10cm，宽度为0.5-7cm。

所述手柄的形状为圆柱或长方体，为金属材质，与背板紧密连接，外周包裹塑料或橡胶材质，主要用作手部的握持并防止液氮的低温冻伤，圆柱的直径或长方体的边长为1-7cm，手柄的长度为3-20cm。

优选地，所述渗漏孔为单个或多个镂空的方形或圆形孔洞，用于将通过平板的两个滑槽流入框架内部的液氮排出；渗漏孔的边长或者直径为0.5-5cm。

优选地，所述轨道轴为金属材质管状或柱状体，长度为2-25cm，直径为0.4-5.8cm。

优选地，所述弹簧为金属材质，用于将样品夹持杆复位；弹簧内圈直径为0.5-6cm，松弛状态长度为2-25cm。

所述的金属材质为铜、铁、不锈钢、铝镁合金、铝、锡等金属材质之一。

所述的塑料材质为聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙稀(pvc)、聚苯乙烯(ps)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(abs树脂)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚酰胺(pa)等塑料材质之一。

所述的橡胶材质为天然橡胶(nr)、丁苯橡胶(sbr)、顺丁橡胶(br)、异戊橡胶(ir)、氯丁橡胶(cr)、丁基橡胶(iir)、丁晴橡胶(nbr)、氢化丁晴橡胶(hnbr)、乙丙橡胶(epm\epdm)、硅橡胶(q)、氟橡胶(fpm)、聚氨酯橡胶(au\eu)、丙烯酸酯橡胶(acm\aem)、氯磺化聚乙烯橡胶(csm)、氯醚橡胶(co\eco)、氯化聚乙烯橡胶(cm或cpe)之一。

使用本发明的取物工具时，将物品，如存放装有样本的液氮存储盒的提芯从液氮存储罐中提出，一手持握手柄，将框架前端的定位片卡在所要拿取的冷冻盒的下方，另一只手利用镊子或者钳子，将冷冻盒推入工具框架上部有三面围挡的特定区域，将框架连同冷冻盒放置在平台上，握持手柄的手将样品夹持组件的手持杆拉向手柄方向，从而使样品夹持杆组件的样品夹持杆同方向运动，利用样品夹持杆将冷冻盒紧紧固定住。将冷冻盒打开，用镊子或者钳子快速拿取特定位置的冷冻管，再将冷冻盒盖好，一只手持握手柄，将框架前端的定位片卡在所要放回冷冻盒的提芯搁板上并松开拉紧的样品夹持组件的手持杆，另一只手利用镊子或者钳子将冷冻盒推回提芯相应的位置。

本发明的低温环境下的取物工具具有以下突出的有益效果：1、设计合理，简洁美观；2、手柄便于持握，前部有定位片，增加稳定性、拿取迅速；3、框架三面有围挡，通过样品夹持杆夹持样品冷冻盒，确保转移安全；4、操作全程无需接触液氮，避免液氮冻伤风险。

附图说明

图1是本发明取物工具一种实施方式的主视图；

图2是本发明取物工具一种实施方式的仰视和内部结构示意图；

图3是本发明取物工具一种实施方式的俯视图；

图4是本发明取物工具一种实施方式的侧面图；

图5是本发明取物工具一种实施方式的背面图；

图6是本发明取物工具的样品夹持组件结构示意图；

其中：1：手柄，2：框架，3-1：样品夹持组件的手持杆，3-2：样品夹持组件的样品夹持杆，4-1：背板上的滑槽，4-2：平板上的滑槽，5：定位片，6：渗漏孔，7：轨道轴，8：弹簧，9：背板，10：侧板，10’：侧板，11：平板，12：下前板，13：套筒，14：底板。

具体实施方式

本发明中，涉及方位的名词具有常规的含义，例如，内侧指背板与两块侧板连接后形成的围挡的内部，外侧即围挡的外部，上部和下部指在使用时分别在上和在下的部分，围挡内上部有样品夹持组件的样品夹持杆，下部设有轨道轴、弹簧、手持杆等；前侧指使用时框架向前的一侧；背面指使用时靠近使用者的一面；侧面指使用时常规意义的两侧。本领域技术人员根据本发明的内容可以毫无疑义地知道这些方位所代表的含义以及各部件的位置。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

如图1和图2所示，本发明的低温环境下的取物工具包括手柄1、框架2、样品夹持组件、轨道轴7和弹簧8，框架2包括两块侧板10和10’、一块背板9和一块平板11，背板9与两块侧板10、10’分别连接，形成一个三面围挡，平板11与背板9和侧板10、10’的内侧分别连接，将围挡内侧空间分成上下两部分，上部分形成一个簸箕样空间，用于取物时放置物品，如冷冻盒；平板11上靠近一面侧板10’的位置上设置有两个平行于背板9的镂空滑槽4-2。如图5所示，位于平板下方的背板上设置有一个镂空滑槽4-1。

围挡内侧空间分成上下两部分主要是将内侧空间分为两个功能区，上部分用于放置需要拿取的物品，下部分用于设置其它必要结构。因此，上下两部分的大小、形状等都可以根据实际情况设计，只要满足上述需求即可。

平板11上的镂空滑槽用于使样品夹持杆贯穿平板，在平板上方固定物品。因此，镂空滑槽个数与样品夹持杆相对应。在本实施方式中，平板上设置有2个镂空滑槽4-2；在其它实施方式中，可以有1个、3个、4个等。本领域技术人员可以根据需要设置滑槽数量，使足够数量的样品夹持杆从中伸出，固定及拿取物品。

如图2所示，轨道轴7的两端分别固定在平板11下方的两块侧板10、10’内侧，轨道轴7与平板上的滑槽4-2平行，轨道轴上套有弹簧8。

轨道轴使样品夹持组件能够在框架内定向移动，从而固定和拿取不同尺寸的物品。因此，为稳定考虑，轨道轴至少为两根。在本实施方式中，轨道轴7为两根，分别与平板上的滑槽平行，分别套有弹簧。在其它实施方式中，也可以使用更多根轨道轴。

轨道轴与平板上的滑槽可以上下对应，此时样品夹持杆固定在套筒上；也可以不与滑槽上下对应，此时样品夹持杆固定在手持杆的非套筒部位。本领域技术人员可以根据需要设计轨道轴和滑槽的位置。只要能够满足手持杆带动样品夹持杆往复运动、固定住待拿取物品即可。

如图1、图2和图6所示，样品夹持组件包括手持杆3-1和样品夹持杆3-2，手持杆3-1从背板9上的镂空滑槽4-1穿过，一部分位于背板9外侧，用于手动操作，一部分位于背板9内侧，其中位于背板内侧的部分具有套筒结构13，套在轨道轴上；样品夹持杆3-2的一端固定在手持杆3-1的位于背板内侧的部分上，另一端从平板11的镂空滑槽4-2中伸出，并在平板上方连接；手柄1设置在背板9外侧。

如上所述，样品夹持杆用于固定待拿取物品，因此样品夹持杆的数量可以为一根、两根、三根，甚至更多根，这取决于实际需要。当样品夹持杆的数量大于或等于两根时，多根样品夹持杆可以在平板上方连接，形成更稳定的固定物品的连接结构。如图所示，本实施方式中设置有两根样品夹持杆3-2，分别从两个镂空滑槽4-2中伸出，两根样品夹持杆在平板上方连接。

如图1和图3所示，在本发明的一种实施方式中，平板11的前侧设置有定位片5，位于前侧远离样品夹持杆的一端。定位片5用于卡位或固定在需要拿取的物品(如冷冻盒)的存储位置附近，便于将冷冻盒等平移推入框架2形成的围挡的上部空间之中。

定位片5的材质为金属材质。其长度可以小于平板的长度，能够实现卡位或固定作用即可。在具体实施方式中，定位片的长度可以为2-25cm，宽度可以为0.3-6cm。在本实施方式中，定位片的长度为18cm，宽度为1cm，定位片材质为不锈钢。

如图2和图4所示，在本实施方式中，框架2还包括底板14和下前板12。底板14位于框架2的底部，与侧板10、10’和背板9分别连接。下前板12位于平板11下方，与平板11、侧板10、10’和底板14分别连接，使框架的下部空间形成一个相对封闭的结构，封闭空间内部有轨道轴、弹簧、手持杆等结构，从而保护这些结构。本领域技术人员可以明白，下部空间可以开放(框架不包括底板和下前板)、半开放(仅包括底板)和封闭(包括下前板和底板)。根据具体需要和实际情况，可以选择不同形式的下部空间。当下部空间为封闭空间时，如图2所示，底板14上设置有渗漏孔6，渗漏孔用于使进入至下部空间内的液氮等冷却物质从这里流出。

在一种实施方式中，底板的大小与平板大小相同，使得框架内侧的下部空间为长方体；在本实施方式中，底板的长度小于平板的长度，使得下部空间为侧面为倒梯形的六面体。

在具体实施方式中，底板的长度为2-25cm，宽度为2-25cm，平板的长度为2-26cm，宽度为2-25cm，框架下部分的背板的高度为1-10cm，长度为2-25cm，侧板的长度为2-26cm，高度为1-10cm，下前板的长度为2-25cm，宽度为1-11cm，框架上部分的背板和侧板的长度与下部分的相应板面相同，高度为0.5-7cm。在本具体实施方式中，底板的长度为23cm，宽度为25cm；平板的长度为26cm，宽度为25cm；背板的高度为6cm，长度为25cm，其中平板以下部分的背板高度为4cm，以上部分的背板高度为2cm；侧板的最长部分长度为26cm，最底端长度为23cm，高度为6cm，其中平板以下部分的侧板高度为4cm，以上部分的侧板高度为2cm；下前板的长度为25cm，宽度为5cm。

框架为金属材质，如铜、铁、不锈钢、铝镁合金、铝、锡等。在本实施方式中，框架2的材质为不锈钢。

手持杆3-1和样品夹持杆3-2为棍状、管状或条状等结构。在本实施方式中，为棍状结构，便于操作。手持杆为金属材质，如铜、铁、不锈钢、铝镁合金、铝、锡等。在本实施方式中，手持杆的材质为不锈钢材质。手持杆位于背板外侧部分的外周包裹有塑料或橡胶层，以隔绝低温，用于手握。手持杆位于背板外侧部分的长度为3-20cm，直径为0.5-6cm；手持杆位于背板内侧部分长度为1.5-24.5cm，直径范围为0.5-6cm；套筒套在轨道轴上，其内直径略大于轨道轴的直径，内直径范围为0.5-6cm。在本实施方式中，手持杆3-1位于背板外侧部分的长度为10cm，直径为2cm；位于背板内侧部分的长度为20cm，直径为2cm；套筒的内直径为2.5cm。

样品夹持杆为金属材质，在本实施方式中，样品夹持杆3-2的材质为不锈钢材质。样品夹持杆在平板上方部分的外周包裹有塑料或者橡胶层，隔绝低温。样品夹持杆位于平板上方部分的高度为0.5-7cm，(多根样品夹持杆)连接部分长度为1.5-24cm，直径为0.5-6cm。在本实施方式中，样品夹持杆位于平板上方部分的高度为2cm，连接部分长度为12cm，直径为2cm。样品夹持杆位于平板下方的部分与手持杆位于背板内侧部分紧密连接，通过手持杆的定向位移带动样品夹持杆向同方向位移，并将例如冷冻盒等物品夹持住。

在本实施方式中，背板上的镂空滑槽4-1与平板上的两个镂空滑槽4-2平行且对齐，用于使手持杆3-1和样品夹持杆3-2分别伸出框架，能定向地往复位移并夹持物品。滑槽为长条状，长度为1-10cm，宽度为0.5-7cm。在本实施方式中，滑槽的长度为8cm，宽度为3cm。

在本实施方式中，手柄1为金属材质，与背板紧密连接，外周包裹塑料或橡胶材质，用作手部的握持并防止液氮的低温冻伤；手柄的形状为圆柱体，圆柱的直径为3cm，手柄的长度为10cm。在其它实施方式中，手柄的形状也可以是长方体，长方体的边长为1-7cm，长度为3-20cm。本领域技术人员可以根据实际需要选择不同的形状和长度。

在本实施方式中，渗漏孔6为多个镂空的圆形孔洞，用于将通过框架平板的两个滑槽流入框架下部分的液氮排出；渗漏孔的直径为1cm。

在本实施方式中，轨道轴7为不锈钢材质的管状体，长度为25cm，直径为2cm。

在本实施方式中，弹簧8为不锈钢材质，用于将样品夹持杆复位；弹簧内圈直径为2.5cm，松弛状态长度为18cm。

在具体情况下，本领域技术人员可以根据需要选择合适的材质和尺寸制备出本发明的取物工具。上述各部件的形状、尺寸、材质等可以以任何形式组合，凡是结构上与本发明所述的取物工具的结构相符，都是本发明的取物工具的范畴。

使用本发明的取物工具的过程为：

将存放装有样本的液氮存储盒的提芯从液氮存储罐中提出；

一手持握框架背面的手柄1，将框架前端的定位片5固定在所要拿取的冷冻盒的下方；

另一只手利用镊子或者钳子，将冷冻盒推入框架2上部有三面围挡的特定区域；

将框架连同冷冻盒放置在平台上，握持手柄的手将样品夹持组件的手持杆3-1拉向手柄方向，从而使样品夹持杆3-2同方向运动，利用样品夹持杆将冷冻盒紧紧固定住；

将冷冻盒打开，用镊子或者钳子快速拿取特定位置的冷冻管置于事先准备好的装有液氮的装置中；

将冷冻盒盖好，一只手持握手柄，将定位片卡在所要放回冷冻盒的提芯搁板上并松开拉紧的手持杆，另一只手利用镊子或者钳子将冷冻盒推回提芯相应的位置；

将存放装有样本的液氮存储盒的提芯放回液氮存储罐中。

通过使用本发明的取物工具，可以在不接触液氮的情况下快捷、方便地拿取物品，提高效率，大大减少了操作者的受伤风险。