一种细胞程序冷冻方法、系统、设备、介质及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种细胞程序冷冻方法、系统、设备、介质及装置，属于细胞冷冻技术领域，方法包括：S1获取降温速率k以及盛放有液氮的保温腔的温度分布函数T＝a×h

【技术实现步骤摘要】
一种细胞程序冷冻方法、系统、设备、介质及装置
本专利技术涉及细胞冷冻
，特别涉及一种细胞程序冷冻方法、系统、设备、介质及装置。
技术介绍
近年来，随着现代生物医学全面迈向分子医学，个体化诊疗时代，对于大规模、高质量的生物标本及相关信息资源的需求也急剧增长。许多发达国家高度重视人类遗传资源的保护与开发，建立各类生物样本库和以人口为基础的生物银行及虚拟生物银行，并将其视为发展生物医药领域核心竞争力的战略举措。建立生物细胞资源库，保存生物细胞(目前多为精细胞、胚胎或卵细胞和干细胞)，对于物种资源保存、育种与繁殖等领域具有重要的意义。程序降温作为一种有效的降温手段被广泛应用于细胞的冷冻保存过程中，其中液氮熏蒸法由于设备简单，被广泛采用。该方法利用液氮表面不同气层温度不同对液氮进行预冷，当预冷完成后，样品浸入液氮完成冷冻。但是，由于液氮表层温度不固定，所以冷冻过程中，细胞样品的降温速率以及预冷温度不一致，从而造成细胞保存效果千差万别。
技术实现思路
针对现有技术存在的细胞程序冷冻过程中降温速率与预冷温度不一致的问题，本专利技术的目的在于提供一种细胞程序冷冻方法、系统、设备、介质及装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：第一方面，本专利技术提供一种细胞程序冷冻方法，包括以下步骤：S1、获取降温速率k以及盛放有液氮的保温腔的温度分布函数T＝a×h2+b×h+c，其中，h为测温点到保温腔上边沿的距离，T为所述测温点位置处的温度，a、b、c均为常数；S2、控制细胞保存管按照v＝(k-b)/2ah的实时速度在所述保温腔内下降，并在所述细胞保存管下降的过程中，实时获取在同一时刻、同一高度位置上所述细胞保存管内、外的温度T1和T2；S3、判断所述T1与所述T2的差值Δt是否超过预设的温差阈值，是则进入S4，否则继续S2，直至控制所述细胞保存管到达预设的保温温度T0的位置；S4、控制所述细胞保存管停止，直至所述T1与所述T2的差值Δt小于等于所述温差阈值时，继续S2。优选的，在S2中，所述T1温度的获取步骤包括：在与所述细胞保存管同一高度的位置布置对照管；在所述对照管内盛放热物理性质与所述细胞保存管内的液体的热物理性质一致的对照溶液，或者在所述对照管内盛放与所述细胞保存管相同的液体；通过测温元件采集所述对照管内液体的温度为所述T1温度。优选的，在S3中，所述预设的保温温度T0的位置h0通过所述保温腔的温度分布函数T＝a×h2+b×h+c计算获得。另一种优选的，在S3中，所述控制所述细胞保存管到达预设的保温温度T0的位置通过以下步骤实现：将实时获取到的T1与T0对比，判断T1是否小于T0，是则控制所述细胞保存管继续下降，否则控制所述细胞保存管停止。进一步的，在S3中控制所述细胞保存管到达预设的保温温度T0的位置后，还包括S5，S5、等待预设的保温时长后，控制所述细胞保存管在所述保温腔中上升直至移出所述保温腔。第二方面，本专利技术还提供一种细胞程序冷冻系统，所述系统用于执行如上所述的方法，所述系统包括：获取模块，所述获取模块用于获取降温速率k、保温腔的温度分布函数、同一时刻、同一高度位置上所述细胞保存管内、外的温度T1和T2、预设的保温温度TO、预设的温差阈值以及预设的保温时长；判断模块，所述判断模块用于判断所述T1与所述T2的差值Δt是否超过预设的温差阈值，以及用于判断所述细胞保存管是否到达预设的保温温度T0的位置；以及升降控制模块，所述升降控制模块用于根据所述判断模块的判断结果生成升降指令，以便于通过所述升降指令控制升降装置带动所述细胞保存管在所述保温腔内升降。第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器；以及与存储器耦合的处理器；其中，处理器调用存储器中存储的可执行程序代码，执行如上所述的方法。第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述的方法。第五方面，本专利技术还提供一种细胞程序冷冻装置，其特征在于：包括底座；保温腔，所述保温腔安装在所述底座上，所述保温腔内盛放有液氮；管架，所述管架上安装有细胞保存管；测温元件，所述测温元件至少配置有两个以分别在同一时刻测量所述细胞保存管内、外两侧同一高度位置的温度；升降装置，所述升降装置安装在所述底座上，所述升降装置的输出端与所述管架固定连接，以带动所述管架在所述保温腔内升降；以及控制装置，所述控制装置包括如上所述的电子设备，且所述电子设备与所述测温元件以及所述升降装置电性连接。进一步的，还包括对照管，所述对照管固定安装在所述管架上，且所述对照管与所述细胞保存管等高布置；其中，在所述对照管内布置有所述测温元件以间接地获得所述细胞保存管内侧的温度。采用上述技术方案，由于在控制细胞保存管在盛有液氮的保温腔内下降的过程中，通过不断地获取细胞保存管内、外两侧的温度，确保下降过程中细胞保存管内、外两侧的温差始终低于预设的温差阈值，以及在温差超过该温差阈值时停止下降，在温差低于该温差阈值时继续下降，直至达到预设的保温温度位置，从而提高程序冷冻过程中细胞的保存效果。附图说明图1为本专利技术一种细胞程序冷冻装置的结构示意图；图2为本专利技术一种细胞程序冷冻方法的流程图；图3为本专利技术一种细胞程序冷冻方法中获取细胞保存管内侧温度的方法流程图；图4为本专利技术一种细胞程序冷冻方法的流程示意图；图5为本专利技术一种细胞程序冷冻系统的结构示意图；图6为本专利技术一种电子设备的结构示意图。图中:1-控制装置、2-显示屏、3-保温腔、4-管架、5-对照管、6-细胞保存管、7-第一测温元件、8-第二测温元件、9-弯臂、10-滑块、11-螺杆、12-导轨、13-电机、14-底座。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本专利技术结构的说明，仅是为了便于描述本专利技术的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞程序冷冻方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、获取降温速率k以及盛放有液氮的保温腔的温度分布函数T＝a×h

【技术特征摘要】
1.一种细胞程序冷冻方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、获取降温速率k以及盛放有液氮的保温腔的温度分布函数T＝a×h2+b×h+c，其中，h为测温点到保温腔上边沿的距离，T为所述测温点位置处的温度，a、b、c均为常数；
S2、控制细胞保存管按照v＝(k-b)/2ah的实时速度在所述保温腔内下降，并在所述细胞保存管下降的过程中，实时获取在同一时刻、同一高度位置上所述细胞保存管内、外的温度T1和T2；
S3、判断所述T1与所述T2的差值Δt是否超过预设的温差阈值，是则进入S4，否则继续S2，直至控制所述细胞保存管到达预设的保温温度T0的位置；
S4、控制所述细胞保存管停止，直至所述T1与所述T2的差值Δt小于等于所述温差阈值时，继续S2。


2.根据权利要求1所述的细胞程序冷冻方法，其特征在于：在S2中，所述T1温度的获取步骤包括：
在与所述细胞保存管同一高度的位置布置对照管；
在所述对照管内盛放热物理性质与所述细胞保存管内的液体的热物理性质一致的对照溶液，或者在所述对照管内盛放与所述细胞保存管相同的液体；
通过测温元件采集所述对照管内液体的温度为所述T1温度。


3.根据权利要求1所述的细胞程序冷冻方法，其特征在于：在S3中，所述预设的保温温度T0的位置h0通过所述保温腔的温度分布函数T＝a×h2+b×h+c计算获得。


4.根据权利要求1所述的细胞程序冷冻方法，其特征在于：在S3中，所述控制所述细胞保存管到达预设的保温温度T0的位置通过以下步骤实现：
将实时获取到的T1与T0对比，判断T1是否小于T0，是则控制所述细胞保存管继续下降，否则控制所述细胞保存管停止。


5.根据权利要求1所述的细胞程序冷冻方法，其特征在于：在S3中控制所述细胞保存管到达预设的保温温度T0的位置后，还包括S5，
S5、等待预设的保温时长后，控制所述细胞保存管在所述保温腔中上升直至移出所述保温腔。

【专利技术属性】
技术研发人员：李维杰，申敬，秦延斌，李智新，颜宏利，漆琴，刘宝林，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31