细胞冷冻装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物活细胞冷冻技术，尤其涉及一种细胞冷冻装置和方法。
【背景技术】
[0002] 生物制药是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研宄成果，从生物体、生 物组织、细胞、器官、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的 原理和方法制造出用于预防、治疗和诊断疾病的生物药物。
[0003]随着生物技术的发展，有目的的人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的主 要来源。如用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等。以 人工制得的生物原料为来源生产的生物药物具有药理活性高、毒副作用小、营养价值高、适 合大规模和低成本生产等优点，得到了越来越广泛的应用。
[0004] 另一方面，由于生物药物的主要原料和成分是生物活细胞，因而还具有稳定性较 差的特点。以重组基因的乙肝疫苗为例，其在2-8°C的温度下能保存36个月，但当温度升高 后，效力很快降低。在37°C下，很多疫苗只能稳定几天或者几个小时，非常不利于在室温下 运输和保存。
[0005] 现有技术中，冷冻生物制药活细胞等瓶装料液的方法主要有两种：一种是将瓶 装料液放入以酒精和干冰作为冷媒介质的细胞冷冻装置中冷冻后保存。酒精的凝固点 是-117°c，干冰是固态的二氧化碳，其温度是-78. 6°C，二者混合相当稳定，不会重组生成 新的分子，酒精还是液态存在，干冰升华吸热，达到降温的目的；另一种是直接放入超低温 冰柜（如-20°C、-40°C、-86°C)中保存。对于多数生物制药活细胞等瓶装料液需要在超低 温中保存，且冷冻过程需要快速而均匀。上述两种方法中，第二种方法需要很长时间的冷冻 过程；第一种方法所需要的时间虽然较短，但其冷冻过程是由外到内完成，料液瓶的中心区 域比外部区域需要更长时间完成冻结。因此，通过上述两种方法虽然能进行冷冻，但所需时 间长，不能由外到内均匀快速地完全冻结，特别是不能在短时间内完成对料液瓶的中心区 域料液的完全冻结，从而影响整瓶料液的稳定性。
【发明内容】
[0006] 本发明所解决的技术问题是，提供一种细胞冷冻装置，该装置不仅可达到快速冷 冻的效果，还可保证经过该装置冷冻的料液的均匀性和稳定性、并能达到更好的解冻效果。
[0007] 本发明进一步所解决的技术问题是，提供一种细胞冷冻方法，该方法不仅可达到 快速冷冻的效果，还可保证其冷冻的料液的均匀性和稳定性、并能达到更好的解冻效果。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明公开了以下方案：
[0009] 一种细胞冷冻装置，用于对分装于料液瓶内的生物活细胞进行冷冻，包括有壳体， 壳体表面设有投料口，壳体内设有用于放置料液瓶和冷媒介质的反应腔体，且：
[0010] 所述壳体内还设有电机驱动区，该电机驱动区内设有至少一台旋转驱动电机；
[0011] 所述反应腔体内设有用于放置料液瓶的样品架，所述样品架上可旋转地固定有若 干平行排列的支撑轴，所述支撑轴与所述旋转驱动电机之间通过旋转传动机构相连；
[0012] 该装置还包括有若干在工作状态下套设于所述料液瓶外部并置于所述支撑轴上 与其同步旋转的料液瓶容置筐。
[0013] 优选地，所述旋转传动机构包括有若干组第一齿轮组件、若干组第二齿轮组件和 若干组第三齿轮组件，其中，所述第一齿轮组件与所述旋转驱动电机轴向连接，所述第二齿 轮组件与所述第一齿轮组件同轴连接，所述第三齿轮组件与所述第二齿轮组件啮合连接， 而所述第三齿轮组件和所述支撑轴同轴连接。
[0014] 优选地，每两根所述支撑轴为一组，放置一个料液瓶旋转筐，而所述第三齿轮组件 的组数与所述支撑轴的根数一一对应；所述第二齿轮组件的组数与所述支撑轴的组数一一 对应，每组第二齿轮组件带动两组第三齿轮组件；每组第二齿轮组件与一组所述第一齿轮 组件相连。
[0015] 优选地，所述电机驱动区和反应腔体相邻设置，所述第一齿轮组件设于所述电机 驱动区内，所述第二齿轮组件和第三齿轮组件设于所述反应腔体内。
[0016] 优选地，所述反应腔体通过排气管道连接到排气装置。
[0017] 优选地，所述料液瓶容置筐为一端开口的空心圆柱筐体结构，其包括有两个平行 设置且大小相当的圆环，两个圆环之间通过若干根框条固定连接，其中一个圆环内设有底 板。
[0018] 优选地，所述框条的外表面为外宽内窄的凹槽结构。
[0019] 优选地，所述料液瓶包括有方柱形的瓶体和圆柱形的瓶口，所述瓶体的横截面为 类正方形结构。
[0020] 相应地，本发明还公开了一种细胞冷冻方法，包括以下步骤：
[0021] 将浓度为95%以上的酒精加入反应腔体内，并开启旋转驱动电机驱动支撑轴旋 转；
[0022] 将温度为2?8 °C的待冷冻的料液分装入料液瓶后，将所述料液瓶置入料液瓶旋 转筐内待用；
[0023] 往所述反应腔体内加入干冰；
[0024] 待反应腔体内温度降至-45?-60°C后，将所述料液瓶旋转筐放入所述反应腔体 内样品架的支撑轴上；
[0025] 继续往所述反应腔体内加入干冰，并保持所述支撑轴为旋转状态；
[0026] 待反应腔体内温度上升至接近_45°C?-60°C时，继续加入干冰，并保持所述支撑 轴为旋转状态，直到温度降至-45?-60°C以下，冷冻完成。
[0027] 优选地，在上述步骤中，以重量份记，加入酒精的份量为100份、第一次加入干冰 的份量为28份、第二次加入干冰的份量为14份，且每次加入干冰的份量逐次减少；在每个 料液瓶装分装2. 5?2. 75份料液；控制所述旋转驱动电机的转速为24-32转/分钟。
[0028] 本发明的有益效果是：
[0029] 本发明的实施例通过在冷冻装置的反应腔体内设置旋转驱动机构，在瓶装料液冷 冻的同时对其进行旋转，摇匀料液，使其受热均匀，并使瓶中的料液中心区域成空心状态， 更快地进行冷热交换，从而不但达到了快速冷冻的效果，还保证了料液的稳定性和均匀性、 并达到了更好的解冻效果。
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0031] 图1是本发明的旋转冷冻装置一个实施例的外观示意图。
[0032]图2是本发明的旋转冷冻装置一个实施例沿反应腔体位置的水平剖视图。
[0033]图3是本发明的旋转冷冻装置一个实施例的反应腔体内部的齿轮组件的正面结 构示意图。
[0034]图4是本发明的旋转冷冻装置一个实施例中料液瓶的工作状态示意图。
[0035]图5是本发明的旋转冷冻装置一个实施例中料液瓶的结构示意图。
[0036]图6是本发明的旋转冷冻装置一个实施例中料液瓶旋转筐的结构示意图。
[0037] 附图标号说明：
[0038] 10、壳体；20-投料口；30-电机驱动区；40-反应腔体；50-排气管道；60-排 液口；70 -视窗；80-控制柜；90-存物柜；
[0039] 1-旋转驱动电机；2-料液瓶；3-料液瓶旋转筐；4-样品架；5-支撑轴； 6一旋转驱动机构；61 -第一齿轮组件；62 -第二齿轮组件；63 -第二齿轮组件。
【具体实施方式】
[0040] 下面参考图1-图6详细描述本发明提供的旋转冷冻装置的一个实施例，本实施例 用于对分装于料液瓶内的生物活细胞进行冷冻；如图1-图4所示，本实施例主要包括有：
[0041] 壳体10,壳体10表面设有投料口 20,壳体10内设有用于放置料液瓶2和填充冷 媒介质的反应腔体40,且：
[0042] 所述壳体10内还设有电机驱动区30,该电机驱动区30内设有至少一台旋转驱动 电机1 ;
[0043] 所述反应腔体20内设有用于放置料液瓶2的样品架4,所述样品架4上可旋转地 固定有若干平行排列的支撑轴5,所述支撑轴6与所述旋转驱动电机1之间通过旋转传动机 构6相连。
[0044]另外，本实施例还包括有若干在工作状态下套设于所述料液瓶2外部并置于所述 支撑轴4上与其同步旋转的料液瓶容置筐3。
[0045] 具体实现时，所述旋转传动机构6可具体包括有若干组第一齿轮组件61、若干组 第二齿轮组件62和若干组第三齿轮组件63，其中，所述第一齿轮组件61与所述旋转驱动电 机1轴向连接，所述第二齿轮组件62与所述第一齿轮组件61同轴连接，所述第三齿轮组件 63与所述第二齿轮组件62啮合连接，而所述第三齿轮组件63和所述支撑轴5同轴连接。
[0046]其中，每两根所述支撑轴5为一组，放置一个料液瓶旋转筐3,而所述第三齿轮组 件63的组数与所述支撑轴5的根数一一对应；所述第二齿轮组件62的组数与所述支撑轴 5的组数一一对应，每组第二齿轮组件62带动两组第三齿轮组件63;每组第二齿轮组件62 与一组所述第一齿轮组件61相连。本实施例中，旋转驱动电机1的数量可设置为两个，每 个旋转驱动电机1可带动第一齿轮组件61数量的一半。具体实现时，旋转驱动电机1的数 量还可根据实际功率需要具体设置；第一齿轮组件的数量也可根据旋转驱动电机1的数量 适当设置。<