一种液氮过滤装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种液氮过滤装置。所述液氮过滤装置包括均由耐低温材料制成的液氮导流装置和过滤器；所述液氮导流装置的进口端用于与液氮运输罐出口端对接，所述液氮导流装置的出口端与所述过滤器的进口端连通。由此，含杂质的液氮由液氮导流装置导流至过滤器内进行过滤，滤掉杂质后的液氮流入储存配子和胚胎的液氮储存罐中。本实用新型有效地将液氮中的杂质过滤掉，显著的降低了人类配子和胚胎在冷冻保存的过程中受到液氮杂质污染的风险。
【专利说明】
一种液氮过滤装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种液氮过滤装置，属于生物实验设备领域。
【背景技术】
[0002]据世界卫生组织(WHO)估计，发达国家中10-15%的育龄夫妇受不孕症困扰。发展中国家中(包括中国在内)，至2002年有1.86亿的育龄妇女患不孕症。2014年的统计数据显示，我国育龄人群不孕症的发生率为12.5%，不孕症人数大于4000万。体外受精-胚胎移植(in-vitro fertilizat1n and embryo transfer，IVF-ET)技术是目前治疗不孕症的重要手段。自1978年在英国诞生世界上首例“试管婴儿”以来，目前发达国家通过IVF-ET助孕出生的婴儿已占出生婴儿总数的1-3%，估计全世界试管婴儿的出生人数已超过500万人。人类配子(精子和卵母细胞)以及胚胎的冷冻保存，也是一项重要的IVF-ET衍生技术。从1981年第一例冷冻保存试管婴儿成功以来，目前在全世界各地已经建立了数以千计的人类冷冻胚胎库，精子库以及卵母细胞库，通过冷冻保存技术诞生的婴儿数量也超过了 100万人。
[0003]人类配子和胚胎一般是冷冻保存在-196°C的液氮中，此时它们的代谢活动接近停止，能够长期保存。液氮的工业生产过程是在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后逐渐加温分馏，此过程中氮气首先从液态空气中蒸发出来，继续收集就可以得到氮气，接着对收集得到的氮气降温加压，即可得到液氮。目前用于人类配子和胚胎冷冻保存的液氮也是同样是按照工业生产的过标准制备的，目前国内尚无医用级别的液氮生产商。在液氮生产，灌装，储存和运输的过程中都难以避免的会产生各种杂质，包括各种灰尘，金属碎肩，有机物，冰渣等等。当这些液氮灌装到储存人类配子和胚胎的液氮储存罐内，杂质也会沉积在液氮储存罐底部。由于液氮的不断挥发，需要定期的不断添加新的液氮，因此这些杂质也将不断的在液氮储存罐内积累。这些杂质成分复杂，长期积累可能存在以下风险:首先，杂质中可能含有病原微生物。有研究显示，在液氮内的低温环境中，细菌和病毒处于休眠状态，在复温后可以再次复苏和繁殖。配子和胚胎的冷冻载杆大多数是采用开放式结构，即样品直接接触液氮，因此液氮中的这些病原微生物可能直接接触胚胎。少数冷冻载杆虽然为封闭式结构，但是液氮能够接触载杆的外表面以及封口处，当解冻时样品从开口处取出时，同样可能接触到病原微生物。其次，液氮内的杂质直径大小不一，物理性质复杂，搬运液氮罐或添加液氮的过程中，这些杂质可能对液氮罐内壁，吊桶以及冷冻载杆产生机械损伤，也可能堵塞输送液氮的管道;最后，液氮内的杂质化学性质也很复杂，可能具有腐蚀性或毒性，可能对液氮罐内壁，吊桶以及冷冻载杆产生腐蚀作用，或是对配子和胚胎的产生毒性。
[0004]目前，对于液氮污染的担忧已经越来越受到广泛的重视，部分实验室使用普通的不锈钢筛网对液氮进行过滤，这可以一定程度的去除体积较大的杂质，如冰渣，断裂的冷冻载杆等，然而对于体积微小(直径小于1_)的杂质则无能为力。某些低温和制冷工程的研究所能够制造出滤过精度为0.5μπι的金属丝网液氮过滤器(见参考文献:李娟，石玉梅，王荣顺，谢伟;上海交通大学制冷与低温工程研究所;液氮过滤器的过滤和再生特性研究;《第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集》)，然而其制造工艺复杂，仅能作为特种设备用于特殊场合，无法在实验室广泛普及。
[0005]因此，如何能够简单有效的去除液氮中的杂质，最大程度的降低在冷冻保存的过程中，液氮内的杂质对人类配子和胚胎产生病原微生物感染，以及机械性或化学性危害的风险，是大多数需要开展配子和胚胎冷冻保存技术的体外受精实验室急需解决的难题。
【实用新型内容】
[0006]为了避免液氮中的杂质对人类配子和胚胎产生病原微生物感染，以及机械性或化学性危害的风险，本实用新型旨在提供一种液氮过滤装置，该过滤装置可以有效地将液氮中的杂质过滤掉，能够显著的降低人类配子和胚胎在冷冻保存的过程中受到液氮杂质污染的风险。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0008]—种液氮过滤装置，其结构特点是，包括均由耐低温材料制成的液氮导流装置和过滤器;所述液氮导流装置的进口端用于与液氮运输罐出口端对接，所述液氮导流装置的出口端与所述过滤器的进口端连通。
[0009]由此，含杂质的液氮由液氮导流装置导流至过滤器内进行过滤，滤掉杂质后的液氮流入储存配子和胚胎的液氮储存罐中。
[0010]根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案:
[0011]为了提高导流效果，所述液氮导流装置为漏斗，该漏斗的进口端的外径不小于液氮运输罐出口端的内径，所述过滤器进口端的外径小于液氮储存罐罐口内径。
[0012]优选地，所述液氮导流装置和过滤器的外壳为不锈钢、铝合金或纯铝制成的壳状件。
[0013]优选地，所述壳状件的厚度为1.5mm-4mm。
[0014]为了提高过滤效率，根据本实用新型的实施例，所述过滤器内自上而下装有过滤网和活性炭颗粒。过滤网用于过滤大颗粒杂质，活性炭用于吸附小颗粒杂质，从而提高了过滤效率。
[0015]优选地，所述过滤网的孔径不大于0.9mm，由此，小于0.9mm的杂质由活性炭颗粒吸附。
[0016]优选地，所述过滤器的底部装有开有出液孔的底盖，可以防止活性炭颗粒掉出。
[0017]优选地，所述过滤器的底部与底盖螺纹连接，该底盖上开有多个出液孔，且所述活性炭颗粒的直径均大于过滤网的孔径和出液孔的孔径。
[0018]为了方便取出滤网和活性炭，所述液氮导流装置的出口端与所述过滤器的进口端螺纹连接。
[0019]根据实施例，优选所述漏斗为圆锥形漏斗，该漏斗的进口端外径为280mm-320mm，进口端内径为276mm-316mm，漏斗深度为180mm-220mm，该漏斗底部为管状部件;所述管状部件的外径为40mm-60mm，管状部件的内径为36mm-56mm，管状部件的长度为30mm-50mm;所述过滤器为管状，过滤器外径为44mm-64_，过滤器内径为40mm_60_，过滤器长为50mm-80mm。
[0020]液氮运输罐内的液氮是工厂直接生产且未经过滤的，通常只在使用前进行过滤，过滤后的液氮直接流入存放样品的液氮储存罐，这是因为液氮极易挥发，反复周转消耗较大。在添加液氮时，将液氮运输罐内的液氮倒入本实用新型的漏斗内，然后经过滤器过滤，从过滤器出口端流出洁净的液氮进入液氮储存罐。过滤的过程中，漏斗在液氮储存罐罐口以上，过滤器的出口端放在液氮储存罐罐口以下，通过重力作用使液氮经过过滤器后流入液氮储存罐内。液氮储存罐内存放冷冻保存的人类配子和胚胎，或其他样品。
[0021]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型的液氮过滤装置能够对液氮内的各种杂质进行过滤，最大程度的降低在冷冻保存的过程中，液氮内的杂质对人类配子和胚胎产生病原微生物感染，以及机械性或化学性危害的可能性。克服了普通不锈钢筛网无法过滤细微杂质的缺陷。其结构简单，使用方便，成本低廉，能够显著的降低人类配子和胚胎在冷冻保存的过程中，受到液氮污染的风险。
[0022]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型一个实施例的结构原理图。
[0024]在图中
[0025]1、漏斗;2、过滤器;3、滤网；4、活性炭颗粒;5、外盖。
【具体实施方式】
[0026]—种液氮过滤装置，参见图1，包括漏斗和过滤器，所述漏斗和过滤器均为耐低温金属材料加工而成。所述漏斗口外径大于液氮运输罐罐口内径，过滤器外径小于液氮储存罐罐口内径。所述耐低温金属材料厚度为2mm，所述耐低温金属材料为不锈钢、铝合金或纯铝，优选为不锈钢。所述漏斗为圆锥形，其底部管状，可与过滤器通过螺纹相连。所述过滤器为管状，可以从漏斗上拆卸，以便对筛网进行清理。过滤器的中上部嵌有滤网。底盖的底面上遍布孔径2mm小孔，底盖与过滤器下端通过螺纹相连。滤网与底盖之间是大量活性炭颗粒，其直径大于滤网及底盖小孔的孔径。通过打开底盖，可以对活性炭颗粒进行更换。所述滤网的目数为20目(孔径为0.9mm)，材料为相同的耐低温金属丝及金属框。
[0027]所述装置用厚度2mm耐低温金属材料加工，圆锥形漏斗外径为300mm，内径为296mm，深度为200mm，漏斗底部为管状，外径为50mm，内径为46mm，长度为40mm;过滤器为管状，外径为54mm，内径为50mm，长为60mm，与漏斗底部通过螺纹连接。滤网嵌于过滤器中上部，目数为20目(孔径为0.9mm)，材料为相同的耐低温金属丝及金属框。底盖外径为58mm，内径为54mm，底面遍布孔径2mm小孔，底盖与过滤器下端通过螺纹相连。滤网与底盖之间是直径约5mm活性炭颗粒。
[0028]本实用新型使用耐低温金属材料加工而成，尽量使用铸造及一次性冲压制成，避免接缝，结构坚固，耐受超低温能力强。所有边缘部位均采用打磨钝化处理，防止割伤操作者皮肤。将漏斗与过滤器可靠连接后，将过滤装置稳定放置于储存配子和胚胎的液氮储存罐出口处，漏斗位于上方，过滤器位于下方。将液氮缓慢灌注至漏斗内，由于重力作用通过漏斗下部进入过滤器内部，过滤器内的滤网将能够过滤直径大于0.9_的杂质，过滤器内的活性炭颗粒将能够继续吸附直径更小的细微杂质。过滤完的液氮通过底盖上的小孔，流入储存配子和胚胎的液氮储存罐内。过滤完成待液氮过滤装置复温以后，可以将过滤器拆下，并清理滤网内的杂质，以免影响下次使用时液氮的流速。通过打孔底盖，也可以定期更换活性炭颗粒，保持其吸附能力。
[0029]由此，本实施例的过滤装置能够在添加液氮的过程中，将液氮内的杂质进行过滤和清除，避免这些杂质中携带的有害物质及微生物对液氮中保存的人类配子和胚胎产生不良影响。克服了普通不锈钢筛网只能过滤较大杂质，无法清除微小杂质的缺点。其结构简单、使用方便、成本低廉，能够显著的降低人类配子和胚胎在冷冻保存的过程中，受到液氮污染的风险。
[0030]上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种液氮过滤装置，其特征在于，包括均由耐低温材料制成的液氮导流装置和过滤器(2);所述液氮导流装置的进口端用于与液氮运输罐出口端对接，所述液氮导流装置的出口端与所述过滤器(2)的进口端连通，将含杂质的液氮由液氮导流装置导流至过滤器(2)内进行过滤。2.根据权利要求1所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述液氮导流装置为漏斗(I)，该漏斗(I)的进口端的外径不小于液氮运输罐出口端的内径，所述过滤器(2)出口端的外径小于液氮储存罐罐口内径。3.根据权利要求1所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述液氮导流装置和过滤器(2)的外壳为不锈钢、铝合金或纯铝制成的壳状件。4.根据权利要求1所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述壳状件的厚度为1.5mm-4mm。5.根据权利要求1-4之一所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述过滤器(2)内自上而下装有过滤网(3)和活性炭颗粒(4)。6.根据权利要求5所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述过滤网(3)的孔径不大于0.9mmo7.根据权利要求5所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述过滤器(2)的底部装有开有出液孔的底盖(5)。8.根据权利要求7所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述过滤器(2)的底部与底盖(5)螺纹连接，该底盖(5)上开有多个出液孔，且所述活性炭颗粒(4)的直径均大于过滤网(3)的孔径和出液孔的孔径。9.根据权利要求1-4之一所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述液氮导流装置的出口端与所述过滤器(2)的进口端螺纹连接。10.根据权利要求2所述的液氮过滤装置，其特征在于，所述漏斗为圆锥形漏斗，该漏斗的进口端外径为280mm-320mm，进口端内径为276mm-316mm，漏斗深度为180mm-220mm，该漏斗底部为管状部件;所述管状部件的外径为40mm-60mm，管状部件的内径为36mm-56mm，管状部件的长度为30mm-50mm;所述过滤器为管状，过滤器外径为44mm-64mm，过滤器内径为40mm-60mm，过滤器长为 50mm-80mm。
【文档编号】C01B21/04GK205435160SQ201521127156
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】顾亦凡, 欧阳琦, 林戈, 卢光琇
【申请人】中南大学