本实用新型专利技术公开了一种生物材料低温保存用装置。该装置包括多个溶液储罐、多路切换阀、液氮容器、蠕动泵、电磁阀、废液收集桶、换热器、工业控制计算机、数据采集控制接口板、搅拌风机、电加热器、冻存容器、支架、保温箱、喷嘴、温度传感器、溶液输送管、液氮输送管等。双通道的蠕动泵经多路切换阀将低温保护剂溶液从溶液储罐泵出，在换热器中溶液被液氮提供的冷量降温，随后进入处于保温箱中的冻存容器，蠕动泵同时将容器内原有液体排出至废液收集桶，工业控制计算机通过采集液氮输送管表面、低温保护剂溶液、保温箱内空气等多处温度进行控制，实现生物材料所处低温保护剂溶液温度和浓度的协同控制，达到提高生物材料低温保存质量的目的。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种生物材料低温保存用装置。该装置包括多个溶液储罐、多路切换阀、液氮容器、蠕动泵、电磁阀、废液收集桶、换热器、工业控制计算机、数据采集控制接口板、搅拌风机、电加热器、冻存容器、支架、保温箱、喷嘴、温度传感器、溶液输送管、液氮输送管等。双通道的蠕动泵经多路切换阀将低温保护剂溶液从溶液储罐泵出，在换热器中溶液被液氮提供的冷量降温，随后进入处于保温箱中的冻存容器，蠕动泵同时将容器内原有液体排出至废液收集桶，工业控制计算机通过采集液氮输送管表面、低温保护剂溶液、保温箱内空气等多处温度进行控制，实现生物材料所处低温保护剂溶液温度和浓度的协同控制，达到提高生物材料低温保存质量的目的。【专利说明】生物材料低温保存用装置
本技术涉及一种低温保存装置，用于复温后活性要求较高、常规技术难以满足要求的生物材料的低温保存。
技术介绍
对于有活性要求的细胞和组织的保存，低温可能是必要条件。为了建立库存，一般使用_80°C以下的低温冰箱或_196°C的液氮，从现有数据来看后者可以提供几乎无限长的保存期。到目前为止，人们已经能够成功地保存多种有用的人体细胞和薄层组织(如血液细胞、精子、卵子、胚胎、各种干细胞、骨髓、皮肤、角膜、血管及心脏瓣膜等)，这些材料的保存给临床医学技术带来了巨大变化，影响到了整个社会。此外，在农林畜牧行业，动植物优良品种的快速繁殖，在环境保护方面，濒危动植物种质资源的保存和人工繁育，在食品制造和酿酒行业，优良菌株的保存和延续，在生物医学科学研究中，典型培养物的保持，低温保存都有着十分广泛的应用。 在低温保存的过程中，细胞会经历从室温到低温、从低温再到室温的温度变化，为避免细胞在低温下受到伤害，添加一定量的低温保护剂(如甘油、二甲亚砜等小分子，白蛋白、羟乙基淀粉等大分子)是常规做法，从室温到低温前加载低温保护剂，从低温恢复到室温后洗脱低温保护剂。低温保护剂对细胞往往具有毒副作用，这种毒性作用与保护剂的理化性质、温度、浓度和时间等因素都有关系，一般规律是，温度越高、浓度越大、细胞在其中的时间越长，细胞所受的毒性损伤越大。在温度低于零度时，细胞内外可能结冰，冰晶会带来胞内结构破坏、蛋白质变性等一系列使得细胞受损的后果，对于有一定体积的生物组织，冰晶还可能使得组织出现微裂纹，细胞间的联系受到破坏。玻璃化法是一种通过使用高浓度低温保护剂来避免冰晶形成的低温保存方法，其成功保存生物材料的关键在于，如何减少在向生物材料内部加载低温保护剂以及从生物材料内部洗脱低温保护剂的过程中低温保护剂对细胞的毒性损伤。对于有一定尺寸的生物组织，低温保护剂进入其中心位置细胞相比进入薄层组织或悬浮细胞所花的时间要长得多，毒性损伤问题更为严重。为了减轻毒性损伤，可利用低温保护剂毒性随浓度和温度降低而减少的特点，在向生物材料内部加载低温保护剂时采取边降温边提高浓度的方式，最终达到玻璃化所需浓度，而在从生物材料内部洗脱低温保护剂时采取边升温边降低浓度的方式，最终使浓度接近为零。本技术为上述操作的自动化装置实现提供一种技术方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种生物材料低温保存用装置，该装置能够使生物材料在可控的温度和浓度条件下进行低温保护剂的加载和洗脱，从而最大程度地实现保存其活性。 一种生物材料低温保存用装置，它主要包括溶液浓度控制部分以及溶液温度控制部分，溶液浓度控制部分包括多个溶液储罐、多路切换阀、蠕动泵、冻存容器、废液收集桶、数据采集控制接口板、工业控制计算机、溶液输送管； 溶液温度控制部分包括所述的冻存容器、温度传感器、液氮罐、换热器、电磁阀、搅拌风机、电加热器、所述的数据采集控制接□板、所述的工业控制计算机、保温箱、液氮输送管、喷嘴；溶液储罐、多路切换阀、蠕动泵、换热器的溶液侧、冻存容器、废液收集桶顺次用溶液输送管连接；液氮罐、电磁阀、换热器的液氮侧顺次用液氮输送管连接；工业控制计算机与数据采集控制接口板相连，数据采集控制接口板与多路切换阀、电磁阀、电加热器、温度传感器相连；喷嘴位于保温箱的底部，搅拌风机位于保温箱的顶部。 所述的溶液储罐根据生物材料的低温保存方案确定，数量为2-10个，多路切换阀的最大路数为10。 所述的冻存容器放在支架上，可以从支架上取出，支架放在保温箱内。 本技术的有益效果: 本技术通过两方面的措施来调节冻存容器内溶液的温度，一方面通过液氮供冷的换热器使低温保护剂溶液在注入冻存容器前降至设定温度，另一方面将液氮喷入保温箱使样品容器周围的空间温度维持在设定温度附近。 本技术中冻存容器内溶液的浓度随时间呈梯度变化，浓度升高的方法是将更高浓度的低温保护剂溶液泵入冻存容器，同时将冻存容器内原有溶液泵出，浓度降低的方法是将更低浓度的低温保护剂溶液泵入冻存容器，同时将冻存容器内原有溶液泵出，新的溶液进入冻存容器后都会保持事先设定的一段时间。 本技术中生物材料被放在冻存容器内进行降温，在生物材料内部低温保护剂溶液浓度达到玻璃化所需浓度后，一般应将冻存容器转移至低温冰箱或储存用液氮罐，但条件不具备时也可以增大喷入保温箱的液氮量，使得箱内温度达到低温冰箱的温度位。 【专利附图】【附图说明】 图1是一种生物材料低温保存用装置结构示意图， 图中:溶液储罐(1-1、1_2、1-5、1-6)、多路切换阀2、液氮罐3、蠕动泵4、电磁阀(5-1、5-2)、废液收集桶6、换热器7、工业控制计算机8、数据采集控制接口板9、搅拌风机 10、电加热器11、冻存容器12、支架13、保温箱14、喷嘴15、第一温度传感器Tl、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3、第四温度传感器T4。 【具体实施方式】 如附图所示，一种生物材料低温保存用装置包括多个溶液储罐(1-1、1_2、1-5、1-6，这里仅示4个，可以多至10个)、多路切换阀2 (最大路数为10)、液氮罐3 (为自增压型或电增压型液氮罐，罐上配置有厂家装好的压力表和安全阀)蠕动泵4 (为双通道型，在使用同种规格的蠕动泵管时，这两个通道的溶液流量相等)、电磁阀5-1 (为低温型，即在液氮温度下能够长期无故障运行)、电磁阀5-2、废液收集桶6、换热器7、工业控制计算机8、数据采集控制接口板9、保温箱14、电加热器11、冻存容器12、温度传感器Tl (为能够测量液氮温度的传感器，如钼电阻、T型热电偶、K型热电偶，经数据采集控制接口板转换后，其综合测温准确度应达到±0.5°C)、温度传感器T2、温度传感器T3、温度传感器T4 ;液氮罐3顶端设有安全阀，保温箱14内设有安放冻存容器12的支架，溶液储罐并行与多路切换阀2相连，多路切换阀2的出口接入双通道蠕动泵4的其中一个通道，该通道出口接换热器7的溶液侧入口，换热器7的溶液侧出口连接冻存容器12，冻存容器12的溶液出管连接双通道蠕动泵4的另一个通道，该通道出口接废液收集桶6 ;液氮罐3并行连接电磁阀，其中一个电磁阀5-1出口连接喷嘴15，将液氮喷入保温箱14，另外一个电磁阀5-2出口连接至换热器7的液氮侧，液氮在冷却溶液后变成氮气排至大气；第一温度传感器Tl布置于换热器7的溶液侧出口，第二温度传感器T2布置于冻存容器12的溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物材料低温保存用装置，其特征在于：它主要包括溶液浓度控制部分以及溶液温度控制部分，溶液浓度控制部分包括多个溶液储罐、多路切换阀（2）、蠕动泵（4）、冻存容器（12）、废液收集桶（6）、数据采集控制接口板（9）、工业控制计算机（8）、溶液输送管；溶液温度控制部分包括所述的冻存容器（12）、温度传感器、液氮罐（3）、换热器（7）、电磁阀（5）、搅拌风机（10）、电加热器（11）、所述的数据采集控制接口板（9）、所述的工业控制计算机（8）、保温箱（14）、液氮输送管、喷嘴（15）；溶液储罐、多路切换阀（2）、蠕动泵（4）、换热器（7）的溶液侧、冻存容器（12）、废液收集桶（6）顺次用溶液输送管连接；液氮罐（3）、电磁阀、换热器（7）的液氮侧顺次用液氮输送管连接；工业控制计算机（8）与数据采集控制接口板（9）相连，数据采集控制接口板（9）与多路切换阀（2）、电磁阀、电加热器（11）、温度传感器相连；喷嘴（15）位于保温箱（14）的底部，搅拌风机（10）位于保温箱（14）的顶部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜红强，张绍志，蒋青，吕维敏，
申请(专利权)人：浙江省医疗器械研究所，浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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