专利名称：方向性冰晶生长实验台装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验台装置，尤其是一种用于方向性冰晶生 长的实验台装置。
背景技术：
低温显微镜系统是低温生物学中的最重要工具之一。低温显微镜 可以直接观察和摄录生物体在降温过程中的形态变化，进而常用于研 究冷冻过程中冷却速率和每一时刻温度下降率的影响，从而建立冷却 速率对低温保存方案结果的重要影响，促进对冷冻过程中发生的现象 的质和量的研究。大多数低温显微镜中，低温台用于放置欲冷冻的细 胞悬浮液，大多设计成这样样品和低温台的温度在空间分布上是一 致的，在预定冷却速率下的冷冻是通过及时改变控制模式中低温台和 样品的相同温度而获得，主要优点是能实时连续观察某个细胞的物理 现象。然而在冷冻生物材料样品的过程中，冷冻过程始于样品外表面， 通过固液界面传送至内部，其温度分布在空间上很不一致，冷冻过程 是沿着温度梯度方向进行的。上述相同温度的低温台在个体细胞冷冻 过程研究中极其重要，但无法模拟定向冷冻过程。为更好地理解大型 生物材料样品中的冷冻过程，观察低温显微镜下的定向冷冻过程是很 重要的，故而需研制用以观察定向冷冻过程的实用新型低温显微镜系目前，已有不少用以观察定向冷冻过程的实用新型低温显微镜系 统，主要由显微镜下的固定载玻片组成的。欲冷冻的样品置于载玻片 上，通过降低固定载玻片的边缘温度来冷冻，载玻片上会出现由时间 决定的温度梯度，从而使样品发生定向冷冻。这些系统中，冷冻样品 的温度预处理由强加于载玻片边缘的热边界条件决定，且由载玻片的 热物理特性控制，故而会导致冷冻时易变的不受控制的冷却速率遍及 整个样品。 发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种方向性冰晶生长实验 台装置，该装置的低温台由温度恒定的高、低温两部分组成，两者间 的距离是可以自由调节的，以使冷却速率在冷冻过程中得到精确控 制，从而生物材料样品可在一稳定的、可控制的冷却速率下发生定向 冷冻。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种方向性冰晶生长实验台装置，包括低温台、步进电动缸，其 特点是-
a)低温台为长方体，由两个对称长方体铜块和一块绝缘底板组成， 两铜块内分别设环形冷源通道和温水通道，其中一铜块上开有冷源 进、出口，另一铜块上开有温水进、出口，且在两铜块上开有放置载 玻片凹槽；绝缘底板上设有卡紧两铜块的凹槽，并开有用于采光的圆 形透光孔；内设环形冷源通道的铜块固定在绝缘底板上，且压住透光 孔边缘，用于实验过程中的采光和减少冷源传热所引起的显微镜色温片表面结露；内设环形温水通道的铜块置于绝缘底板凹槽内，并可在 绝缘底板凹槽内滑动，用于调节两铜块之间的距离；
b)步进电动缸与载玻片相连，载玻片通过步进电动缸的调速推进实
现由高温端向低温端移动，用于不同冷却速度下的要求；
C)铜-康铜热电偶一端贴在铜块内侧以标定各自温度，用于确保两铜
块之间的温差。
低温台上两铜块之间的距离调节范围为0 20毫米；步进电动缸
的推进速度调节范围为0. 00027 1毫米/秒，冷却速率为1. 5 1000 TV分钟。
本实用新型的有益效果是该装置的低温台由温度恒定的高、低 温两部分组成，两者间的距离是可以自由调节的，以使冷却速率在冷 冻过程中得到精确控制，从而生物材料样品可在一稳定的、可控制的 冷却速率下发生定向冷冻。
本实用新型可同时获得降温过程中样品的显微图像。
图1是本实用新型的结构示意图2是图1中沿A-A的剖视图； 图3是图1中沿B-B的剖视图4是步进电动缸结构示意图5是本实用新型系统整体结构示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1至图3所示，本实用新型的方向性冰晶生长实验台装置，
包括低温台、步进电动缸13。
低温台为长方体，由两个对称长方体铜块l， 4和一块绝缘底板 5组成。两铜块1， 4内分别设环形冷源(-15(TC)通道2和温水(37 。C)通道3， 一铜块1上开有冷源进口8和出口7，另一铜块4上开 有温水进口 IO和出口 11，两铜块l， 4上另设有一凹槽6，绝缘底板 5开有一圆形透光孔9。内设环形冷源通道2的铜块1固定在绝缘底 板5上，且压住透光孔9边缘，用于实验过程中的采光和减少冷源传 热所引起的显微镜色温片表面结露；内设环形温水通道3的铜块4置 于绝缘底板5凹槽内，并可在绝缘底板5凹槽内滑动，用于调节两铜 块l， 4之间的距离；
步进电动缸13与载玻片12相连，载玻片12通过步进电动缸13 的调速推进实现由高温端向低温端移动，用于不同冷却速度下的要 求；
铜-康铜热电偶14一端贴在铜块内侧以标定各自温度，用于确保 两铜块l， 4之间的温差。
本实用新型低温显微镜系统整体结构(图5所示)，液氮容器中 的液氮在压力作用下由冷源进口 8进入环形冷源通道2，使长方体黄 铜块1的温度降低至-150°C (温度可通过铜-康铜热电偶14标定)， 换热后的冷源经出口 7排放，恒温水浴箱中的温水(37°C)在循环泵 作用下由温水进口 10进入环形温水通道3，使长方体黄铜块4的温度升高至37°C (温度可通过铜-康铜热电偶14标定)，换热后的温 水经温水出口 11回到恒温水浴箱中；因内设环形冷源通道2的铜块 1固定在绝缘底板5上，故通过在绝缘底板5凹槽上自由滑动内设环 形温水通道3的铜块4，将两铜块l， 4之间的距离调节到所需要求； 调整步进电动缸13的推进速度以达到所需冷却速率的要求，缓慢地 推动载玻片12由高温短向低温端移动，从而实现样品16中冰晶的定 向生长。
低温台上两铜块l， 4之间的距离可在0 20毫米内调节。步进 电动缸13的推进速度可在0. 00027 1毫米/秒的范围内调节，冷却 速率可以精确控制，且可在1. 5 100(TC/分钟内调节。
权利要求1.一种方向性冰晶生长实验台装置，包括低温台、步进电动缸(13)，其特征在于所述低温台为长方体，由两个对称长方体铜块(1，4)和一块绝缘底板(5)组成，两铜块(1，4)内分别设环形冷源通道(2)和温水通道(3)，其中一铜块(1)上开有冷源进、出口(8，7)，另一铜块上开有温水进、出口(10，11)，且在两铜块(1，4)上开有放置载玻片凹槽(6)；绝缘底板(5)上设有卡紧两铜块的凹槽，并开有用于采光的圆形透光孔(9)；内设环形冷源通道(2)的铜块(1)固定在绝缘底板(5)上，且压住透光孔(9)边缘，用于实验过程中的采光和减少冷源传热所引起的显微镜色温片表面结露；内设环形温水通道(3)的铜块(4)置于绝缘底板(5)凹槽内，并可在绝缘底板(5)凹槽内滑动，用于调节两铜块(1，4)之间的距离；所述步进电动缸(13)与载玻片(12)相连，载玻片(12)通过步进电动缸(13)的调速推进实现由高温端向低温端移动，用于不同冷却速度下的要求；所述铜-康铜热电偶(14)一端贴在铜块(1，4)内侧以标定各自温度，用于确保两铜块(1，4)之间的温差。
2. 根据权利要求l所述的方向性冰晶生长实验台装置，其特征在于， 所述低温台上两铜块(1， 4)之间的距离调节范围为0 20毫米。
3. 根据权利要求l所述的方向性冰晶生长实验台装置，其特征在于，所述步进电动缸(13)的推进速度的调节范围为0.00027 1毫米/ 秒，冷却速率为1.5 100(TC/分钟。
专利摘要本实用新型涉及一种方向性冰晶生长实验台装置，包括低温台、步进电动缸。低温台由两个对称长方体铜块和一块绝缘底板组成，两铜块内分别设环形冷源通道和温水通道，其中一铜块上开有冷源进、出口，另一铜块上开有温水进、出口，且在两铜块上开有放置载玻片凹槽；一块铜块固定在绝缘底板上，且压住透光孔边缘，另一铜块置于绝缘底板凹槽内，并可在绝缘底板凹槽内滑动，步进电动缸与载玻片相连。该装置的两铜块两者间的距离可以自由调节的，以使冷却速率在冷冻过程中可以大幅度调节并得到精确控制，从而使生物材料样品可在一稳定的、可控制的冷却速率下发生定向冷冻。本实用新型可同时获得降温过程中样品的显微图像。
文档编号B01L9/02GK201143432SQ200720199329
公开日2008年11月5日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者刘宝林, 萍 林, 邓琬子 申请人:上海理工大学