一种细胞植冰冻存方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种细胞植冰冻存方法及装置，属于细胞冻存技术领域，方法包括：S1、按照预设的降温速率，通过制冷系统对装载有待冻存细胞的冻存管进行降温，并在降温过程中对冻存管的温度进行检测；S2、判断冻存管的温度是否达到预设的植冰温度，是则执行S3，否则继续执行S1；S3、制冷系统在预设的植冰温度下对冻存管进行保温；S4、通过超声波振子对冻存管施加超声波以进行植冰操作，并持续预设的阈值时间；S5、通过分析植冰操作前后冻存管的温度判断冻存管是否植冰成功，是则执行S6，否则继续执行S4；S6、通过制冷系统继续对冻存管进行降温，并在降温到预设的冻存温度后停止降温并保温。本发明专利技术通过增加判断植冰成功与否的步骤来提高细胞冻存效果。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞植冰冻存方法及装置
本专利技术涉及细胞冻存
，特别涉及一种细胞植冰冻存方法及装置。
技术介绍
低温保存是实验室和样本库保存细胞和组织的常规操作，但是细胞和组织在降温过程中常常会发生损伤。而造成细胞和组织损伤的主要因素有冷冻保护剂的毒性损伤和冷冻过程中胞内冰形成的胞内冰损伤。其中，关于胞内冰损伤的原因在于：程序冷冻过程中，溶液温度低于共晶温度但仍然没有结晶时，则造成细胞溶液过冷，过冷度较大的时候会突然成核，进而造成细胞大冰晶损伤。解决胞内冰损伤的一个关键是在细胞溶液共晶点附近恒温一定时间，然后通过加入冰核、用冷冻的金属触碰冻存管外壁、施加超声波等方法进行植冰，使胞外溶液首先形成共晶体，共晶体在该温度下生长过程中，优先结晶稀溶液，造成未冻保护液浓度的上升，而由于渗透压的作用，细胞逐渐脱水，从而可以防止/减少胞内冰的形成，避免胞内冰损伤。但是，现有技术中，在植冰操作过程中植冰是一次性进行的，因此无法确定植冰是否成功，从而使细胞出现脱水过度或者脱水不足的现象，进而影响细胞活性。
技术实现思路
针对现有技术存在的细胞植冰冻存过程中无法有效确定植冰成败以及效果的问题，本专利技术的目的在于提供一种细胞植冰冻存方法及装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一方面，本专利技术提供一种细胞植冰冻存方法，所述方法包括以下步骤，S1、按照预设的降温速率，通过制冷系统对装载有待冻存细胞的冻存管进行降温，并在降温过程中对冻存管的温度进行检测；S2、判断冻存管的温度是否达到预设的植冰温度，是则执行S3，否则继续执行S1；S3、制冷系统在所述预设的植冰温度下对冻存管进行保温；S4、通过超声波振子对冻存管施加超声波以进行植冰操作，并持续预设的阈值时间；S5、通过分析植冰操作前后冻存管的温度判断冻存管是否植冰成功，是则执行S6，否则继续执行S4；S6、通过制冷系统继续对冻存管进行降温，并在降温到预设的冻存温度后停止降温并保温。优选的，步骤S5中，所述判断冻存管是否植冰成功的步骤包括，S51、获取植冰操作开始前t1时段内冻存管的平均温度T1，以及获取植冰操作结束后t2时段内冻存管的平均温度T2；S52、判断T2＞T1+2是否成立，是则判断冻存管植冰成功，否则判断为失败。优选的，步骤S51中，t1＝t2。优选的，步骤S51中，t1＝t2＝1s。优选的，步骤S4中，所述预设的阈值时间为0.2s。另一方面，本专利技术还提供一种细胞植冰冻存装置，包括，制冷系统，所述制冷系统包括冷端，所述冷端设置有冷冻台，所述冷冻台上设置有冷冻槽，所述冷冻槽内设置有冻存管，其中，所述冷冻台上和/或所述冻存管内设置有测温元件；超声波植冰系统，所述超声波植冰系统包括超声波发生器和超声波振子，所述超声波振子安装在所述冷冻台上以通过所述冷冻台向所述冻存管发射超声波；以及控制系统，所述控制系统与所述制冷系统、所述测温元件以及所述超声波发生器电性连接。进一步的，还包括保温层和上盖；所述保温层设置在所述冷冻台上，且所述保温层围绕所述冷冻槽布置；所述上盖覆盖在所述保温层的顶部。优选的，所述超声波振子有多个，多个所述超声波振子形成至少两个工作频率。优选的，所述制冷系统为斯特林制冷机。优选的，所述控制系统包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；其中，所述处理器调用所述存储器中存储的可执行程序代码，执行如上所述的方法。采用上述技术方案，由于本专利技术提供的方法相对于现有技术增加了通过分析植冰操作前后冻存管温度并以此判断冻存管植冰是否成功的步骤，使得细胞植冰冻存的过程具有检验冻存管植冰是否成功的判断过程，进而使操作人员能够更高地掌握植冰情况，避免过度植冰或者植冰不足，从而有效地提高了细胞植冰冻存效果。附图说明图1为本专利技术一种细胞植冰冻存方法的流程图；图2为本专利技术中判断植冰是否成功的方法流程图；图3为本专利技术中一种细胞植冰冻存装置的结构示意图；图4为本专利技术中一种细胞植冰冻存装置去除外壳后的结构示意图。图中:1-主机体、2-冷端、3-散热风扇、4-散热翅片、5-电源及控制模块、6-外壳、7-冷冻台、8-冷冻槽、9-测温元件、10-超声波振子、11-控制系统、12-保护层、13-上盖。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，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本专利技术的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一一种细胞植冰冻存方法，如图1所示，该方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S4和步骤S5。步骤S1、按照预设的降温速率，通过制冷系统对装载有待冻存细胞的冻存管进行降温，并在降温过程中对冻存管的温度进行检测。制冷系统优选配置为斯特林制冷机，其包括有冷端，而装载有待冻存细胞的冻存管则布置在该冷端处以获取冷量。另外，在冻存管上设置有测温元件，例如温度传感器的探头以检测冻存管的温度。降温速率发送给斯特林制冷机后可由斯特林制冷机上搭载的控制模块对应地通过控制占空比来控制电机的功率，以便于斯特林制冷机按照该预设的降温速率进行降温作业。当然，在另一个实施例中制冷系统还可以配置为半导体制冷器。步骤S2、判断冻存管的温度是否达到预设的植冰温度，是则执行步骤S3，否则继续执行步骤S1。该步骤的实现是通过对比测量获取的冻存管的温度与预设的植冰温度的大小得到，即当测量得到的冻存管的温度等于预设的植冰温度时，执行步骤S3；而其余情况下都是大于预设的植冰温度，因此继续执行步骤S1即可。步骤S3、制冷系统在上述预设的植冰温度下对冻存管进行保温。步骤S4、通过超声波振子对冻存管施加超声波以进行植冰操作，并持续预设的阈值时间。超声波振子的工作状态是由超声波发生器控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞植冰冻存方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，/nS1、按照预设的降温速率，通过制冷系统对装载有待冻存细胞的冻存管进行降温，并在降温过程中对冻存管的温度进行检测；/nS2、判断冻存管的温度是否达到预设的植冰温度，是则执行S3，否则继续执行S1；/nS3、制冷系统在所述预设的植冰温度下对冻存管进行保温；/nS4、通过超声波振子对冻存管施加超声波以进行植冰操作，并持续预设的阈值时间；/nS5、通过分析植冰操作前后冻存管的温度判断冻存管是否植冰成功，是则执行S6，否则继续执行S4；/nS6、通过制冷系统继续对冻存管进行降温，并在降温到预设的冻存温度后停止降温并保温。/n

【技术特征摘要】
1.一种细胞植冰冻存方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
S1、按照预设的降温速率，通过制冷系统对装载有待冻存细胞的冻存管进行降温，并在降温过程中对冻存管的温度进行检测；
S2、判断冻存管的温度是否达到预设的植冰温度，是则执行S3，否则继续执行S1；
S3、制冷系统在所述预设的植冰温度下对冻存管进行保温；
S4、通过超声波振子对冻存管施加超声波以进行植冰操作，并持续预设的阈值时间；
S5、通过分析植冰操作前后冻存管的温度判断冻存管是否植冰成功，是则执行S6，否则继续执行S4；
S6、通过制冷系统继续对冻存管进行降温，并在降温到预设的冻存温度后停止降温并保温。


2.根据权利要求1所述的细胞植冰冻存方法，其特征在于：步骤S5中，所述判断冻存管是否植冰成功的步骤包括，
S51、获取植冰操作开始前t1时段内冻存管的平均温度T1，以及获取植冰操作结束后t2时段内冻存管的平均温度T2；
S52、判断T2＞T1+2是否成立，是则判断冻存管植冰成功，否则判断为失败。


3.根据权利要求2所述的细胞植冰冻存方法，其特征在于：步骤S51中，t1＝t2。


4.根据权利要求3所述的细胞植冰冻存方法，其特征在于：步骤S51中，t1＝t2＝1s。


5.根据权利要求1所述的细胞植冰冻存方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维杰，申敬，刘宝林，漆琴，姚延禄，李中华，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31