细胞冷冻保存活性提升箱及冷冻保存系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种细胞冷冻保存活性提升箱和一种具有细胞冷冻保存活性提升功能的冷冻保存系统，所述活性提升箱设有用于形成电场和/或磁场的电磁干扰装置，所述电磁干扰装置所形成的电场空间和/或磁场空间内包含能够容纳冷冻物体的冷冻空间，当设有多个电磁干扰装置时，各所述电磁干扰装置对应的冷冻空间相同。所述冷冻保存系统包括冷冻设备及活性提升箱，所述活性提升箱采用本实用新型专利技术的细胞冷冻保存活性提升箱并设置在所述冷冻设备的冷冻空间内。本实用新型专利技术能够在冷冻过程中向生物体施加电场和/或磁场干扰，抑制了生物体中纯水冰晶的形成和盐质的偏析，减小细胞组织在降温和复温过程中的破坏，提高各类生物材料低温保存时的细胞存活率。

【技术实现步骤摘要】
细胞冷冻保存活性提升箱及冷冻保存系统
本技术涉及一种细胞冷冻保存活性提升箱，还涉及一种采用该冷冻保存箱的细胞冷冻保存系统。
技术介绍
许多生物体需要采用冷冻箱或冷冻系统在低温下保存以维持其生物活性，但在生物低温保存降温和复温的过程中，因冰晶的形成，生物细胞组织会被不同程度地破坏，其中冰晶的形状大小是决定损伤程度的主要因素之一。目前常用的方法是采用极高的冷却速率或使用高浓度的低温保护剂，但前者方法对设备要求较高，实现起来较困难，而后者方法在复温时将低温保护剂彻底分离出来比较困难，并且会对生物材料造成一定的损伤。因此，人们期望能够有一种新的技术，可以在相对低的冷却速率下实现生物体材料的冷冻保存，无需过于庞大的冷冻设备系统，也无需施加低温保护剂。研究发现，在冷冻过程中，对生物体施加电场和/或磁场干扰，或者说将生物体置于电场和/或磁场中，将抑制生物体中纯水冰晶的形成和盐质的偏析，促进非晶冰和含盐冰的生成，进而减轻甚至消除因冰晶导致的生物损伤。因此，在冷冻设备中设置电场和/或磁场装置，向降温和复温过程的生物体施加电场和/或磁场，能够避免为实现极高速率冷冻而导致过于庞大和复杂的冷冻设备。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种细胞冷冻保存活性提升箱，还提供了一种采用该冷冻保存箱的细胞冷冻保存系统，以便向冷冻设备中的生物体施加电场和/或磁场，降低对冷冻速率的要求，简化冷冻设备。本技术的技术方案是：一种细胞冷冻保存活性提升箱，其设有用于形成电场和/或磁场的电磁干扰装置，所述电磁干扰装置所形成的电场空间和/或磁场空间内包含能够容纳冷冻物体的冷冻空间，所述冷冻空间设有与箱外空间连通的通风道。当设有多个电磁干扰装置时，各所述电磁干扰装置对应的冷冻空间优选相同，以对位于同一冷冻空间的冷冻物体施加各种干扰。所述电磁干扰装置可以包括用于形成电场的电场装置。所述电场装置至少包括一个电极板对，所述电极板对包括两个电极板，同一电极板对中的两个电极板分别连接驱动电源模块相应的两个输出中的一个，当设有多个电极板对时，不同电极板对的设置方向优选不同，由此形成不同方向的电场，同一电极对的两个电极板之间的均匀电场空间（电场空间中场强相对均匀的区域）为相应的冷冻空间。所述电极板对可以采用现有技术，例如，可以由两个相同面积的平面电极板组成，两平面电极板相互平行，通电后能够在相互之间的空间内形成有效的电场。所述驱动电源模块可以采用任意适宜的现有技术，将外部接入的交流电转换为适宜的直流电驱动和/或交流电驱动输出，由此形成适宜的静电场或交变电场，电场强度及交变电场的交变频率可以根据需要设定，可以通过实验获得或验证适应于具体冷冻物体的优化参数。优选设有壳体，以形成对其他件的安装基础和对冷冻空间的防护，也所述壳体可以采用面状形成，也可以采用支架形式，当设置螺旋线圈时，还可以将螺旋旋转作为壳体的主体部分，在螺旋线圈外侧设置防护层，所述壳体的前端通常应开口或者设有门，所述壳体应设置与外部气流交换的通风道，通风道的面积和分布应尽可能减少因壳体设置对气流的影响，以保证冷冻效果，例如，在壳体的两端和侧壁上均设置通道道，当壳体整体上或者局部适于采用支架（框架）形式时，利用支架本身构造形成良好的通风效果。通常，至少在所述壳体的两端设置通风道，特别是当在壳体的一端设有强制通风设备时。所述壳体优选呈横向设置的正柱体形，所述正柱体形的横截面优选为矩形、圆形或椭圆形，所述壳体的两端优选敞口或者设有通风口（通风孔洞），可以在所述壳体的一端（通常为壳体正面）设门，所述门上设有通风口或者在门周围设有通风孔。所述电极板对至少包括第一电极对，所述第一电极对的两个电极分别位于所述壳体的两端端部，所述第一电极对的两个电极均采用平面孔板，所述平面孔板上分布有若干通孔和/或所述通风壳体为网格状壳体或者设有通风孔的壳体，所述第一电极对的两个电极之间的空间包含所述的冷冻空间，所述第一电极对的两个电极板上的通孔、所述网格状壳体上的网格孔和所述设有通风孔的壳体上的通风孔均构成所述冷冻空间与箱外空间连通的通风道。所述电极对还可以包括第二电极对，或者不包括第二电极对，所述第二电极对的两个电极板均为平面电极板，设有或者不设有通孔，所述第二电极对的两个电极分别设置在所述壳体的两个相对的侧面部位。当所述正柱体形为长方体形时且设有第二电极对时，所述电极对还可以包括第三电极对，或者不包括第三电极对，所述第三电极对的两个电极板均为平面电极板，设有或者不设有通孔，所述第三电极对的两个电极分别设置在未设置第二电极板对的电极板的所述壳体的两个相对的侧面部位。由所述第二电极对形成的电场垂直于所述第一电极对形成的电场，由第三电极对形成的电场垂直于所述第一电极对形成的的电场和第二电极对形成的的电场。通过这种多电极对的设置，可以形成与被冷冻生物体的细胞组织特点相适应的电场干扰，形成不同方向的电场干扰，形成不同的电场干扰方向或形成电场主干扰方向（电场强度最强的方向）的交替变化，由此可以更好的阻止冰晶的形成和生长，对生物体起到更好的保护作用。在设有电场装置时，所述电磁干扰装置可以还包括或者不包括用于形成磁场的磁场装置。当包括磁场装置时，一种优选的方式为，所述磁场装置设有用于励磁的螺旋线圈，所述螺旋线圈的轴线与所述壳体的主轴线（穿过所述壳体两端端面的轴线）相同或者相互平行，两者之间允许有一定的偏差，但要保证由电场装置形成的均匀电场空间和磁场装置形成的均匀磁场空间的重叠区域足以形成能够放置冷冻物体的冷冻空间，所述螺旋线圈位于所述壳体内或者围绕在所述壳体外，当所述螺旋线圈位于所述壳体内时，所述螺旋线圈优先透气螺旋线圈，所述透气螺旋线圈上设有允许气体通过的间隙，在缠绕线圈时可以通过控制绕线或绕线束之间的间距在线圈上形成基本均衡分布的间隙，由此允许壳体内的气流穿过线圈，避免因线圈设置妨碍壳体应有的气体流通和温度均衡。采用同时设置电场装置和磁场装置的方式，可以对生物体形成电场和磁场的双重干扰，更好地抑制冰晶形成和生长。上述各种实施方式，特别是对于上述各种设有壳体的实施方式，还可以根据实际需要设有或者不设用于强制通风的风机。当设有用于强制通风的风机时，所述风机优选采用轴流风机，所述风机的数量至少为一个，安装在所述壳体的一端，以在壳体内形成基本为轴向的气流，各部位冷冻温度的均衡性并加快冷冻速度。优选将风机设置在电极板的外侧，通过电极板的阻风和匀压作用，可以使气流更为均衡和柔和。所述电磁干扰装置可以包括用于形成磁场的磁场装置。所述磁场装置可以为电磁场装置和/或永磁体装置。所述电磁场装置优选包括用于励磁的螺旋线圈，可以依据现有技术设置螺旋线圈的电输入。所述永磁体装置优选包括永磁体，所述永磁体至少设有一个磁极对，所述磁极对包括相对设置的平面状S极和平面状N极，构成所述电极对的S极和N极可以是同一个C形永磁体的两极，也可以是相对分布的两片永磁体中相对的两极，当采用两片永磁体时，两片永磁体之间可以连接轭铁或者不连接轭铁。当所述螺旋线圈采用亥姆霍兹型螺旋线圈（依据亥姆霍兹磁场要求分布的螺旋线圈，通常为同轴相间分布的双线圈）时，所述亥姆霍兹磁场的均匀磁场空间（磁场空间中场强相对均匀的区域）可以用作相应的冷冻空间；当采用非亥姆霍兹型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞冷冻保存活性提升箱，其特征在于设有用于形成电场和/或磁场的电磁干扰装置，所述电磁干扰装置所形成的电场空间和/或磁场空间内包含能够容纳冷冻物体的冷冻空间，所述冷冻空间设有与箱外空间连通的通风道，当设有多个电磁干扰装置时，各所述电磁干扰装置对应的冷冻空间相同。

【技术特征摘要】
1.一种细胞冷冻保存活性提升箱，其特征在于设有用于形成电场和/或磁场的电磁干扰装置，所述电磁干扰装置所形成的电场空间和/或磁场空间内包含能够容纳冷冻物体的冷冻空间，所述冷冻空间设有与箱外空间连通的通风道，当设有多个电磁干扰装置时，各所述电磁干扰装置对应的冷冻空间相同。2.如权利要求1所述的细胞冷冻保存活性提升箱，其特征在于所述电磁干扰装置包括用于形成电场的电场装置，所述电场装置至少包括一个电极板对，所述电极板对包括两个电极板，同一电极板对中的两个电极板分别连接驱动电源模块相应的两个输出中的一个，当设有多个电极板对时，不同电极板对的设置方向不同。3.如权利要求2所述的细胞冷冻保存活性提升箱，其特征在于设有壳体，所述壳体呈横向设置的正柱体形，所述电极板对包括第一电极对，所述第一电极对的两个电极分别位于所述壳体的两端端部，所述第一电极对的两个电极均采用平面孔板和/或所述壳体采用通风壳体，所述平面孔板上分布有若干通孔和/或所述通风壳体为网格状壳体或者设有通风孔的壳体，所述第一电极对的两个电极之间的空间包含所述的冷冻空间，所述第一电极对的两个电极板上的通孔、所述网格状壳体上的网格孔和所述设有通风孔的壳体上的通风孔均构成所述冷冻空间与箱外空间连通的通风道。4.如权利要求3所述的细胞冷冻保存活性提升箱，其特征在于所述电极对还包括第二电极对，包括或者不包括第三电极对，所述第二电极对的两个电极板均为平面电极板，设有或者不设有通孔，所述第二电极对的两个电极分别设置在所述壳体的两个相对的侧面部位，所述第三电极对的两个电极板均为平面电极板，设有或者不设有通孔，所述第三电极对的两个电极分别设置在未设置第二电极板对的电极板的所述壳体的两个相对的侧面部位。5.如权利要求3所述的细胞冷冻保存活性提升箱，其特征在于所述电磁干扰装置还包括用于形成磁场的磁场装置，所述磁场装置设有用于励磁的螺旋线圈，所述螺旋线圈的轴线与所述壳体的主轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠英，张瑞峰，刘文，
申请(专利权)人：北京麦邦光电仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11