SU1017889A1 - Камера дл замораживани биологических объектов - Google Patents

Abstract

КАМЕРА ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ВИОЛОГИЧКСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержаща  теплоизолированный корпус С крышкоЪф емкость, установленную в корпусе с образованием между их стенками зазора, размещенные в пос еднем спира:льные напр авл п1цие дл  хладагента, расположённый под емкостью вентил тор и коаксигшьно ус;гановленную в емкости {щлиндрическую кассету с контейнеранш дл  биологи- ческого объекта, от л и ч а ю «а   с   тем, что, с целью обеслечй- . НИН равномерного температурного пол  в объеме биологического при его замора сИвании, емкость выполнена двухстенной, а ton&eT вставку дл - взаимодействи  со стенками кассеты в ее верхней Части, при этом во внутренней стейке емкости и в стенке; кассеты выполнены продо ш ные пазы дл  размещени  в них торцо вых стенок контейнеров, с о6раэо вани ем при этом вокруг последних зеал кйутых теплоизолирующих полостей.

Description

Изобретение относитс  к холодиль ному оборудованию и криогенной технике , а именно к камерам дл  замораживани  биологических объектов, преимущественно клеточных суспензий костного мозга, крови и т.п. Известна камера дл  замораживани  биообъектов, включающа  теплоизолирующий корпус с коаксиально размещенным в нём контейнером дл  биообъекта и центробежный вентил тор , установленный под контейнером Недостатком данных камер  вл етс  неравномерное снижение температуры одновременно замораживаемых объектов, обусловленное недостаточно организиванной циркул ционной ох лаждаемой средой и неравномерным на сыщением ее микрокапл ми хладагента Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническлй сущности и достигаемому результату  вл етс  камера дл  замораживани  биологических объектов, содержаща  теплоизолированный корпус с крышкой, емкость , установленную в корпусе с об . разованием между их стенками зазора размещенные в последнем спиральные направл ющие дл  хладагента, расположенный под емкостью вентил тор и коаксиально установленную в емкости цилиндрическую кассету с контейнера ми дл  биологического объекта 2. Однако в такой камере вследствие более интенсивного теплоотвода от торцовых стенок контейнеров, возникает перепад температур в объеме би объекта по ширине контейнера, что приводит к значительным потер м жиз неспособных клеток. Цель изобретени  - обеспечение равномерного температурного пол  в объеме биологического объекта при его замораживании. Поставленна  цель достигаетс  тем, что камера дл  замораживани  биологических объектов, содержаща  теплоизолированный корпус с крышкой емкость, установленную с образовани ем между их; стенками зазора, размещенные в последнем спиральные напра л ющие дл  хладагента, расположенные под емкостью вентил тор и коаксиально установленную в емкости цилиндрическую кассету с контейнерами дл  биологического объекта, ем-. кость выполнена двухстенной, а крыш ка имеет вставку дл  взаимодействи  со стенками кассеты в ее верхней части, при этом во внутренней стенке емкости и в стенке кассеты выполнены продольные пазы Дл  размеще ни  в них торцовых стенок контейнеров с образованием при этом вокруг последних замкнутых теплоизолирующих полостей. На фиг. 1 изображена предлагаема  камера, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, поперечное сечение контейнера дл  биообъекта,, установленного в камеру. Камера дл  замораживани  биологического объекта содержит теплоизолированный корпус 1, с крышкой 2, двустенную цилиндрическую емкость 3 со Скругленным днищем установленную в корпусе 1 с образованием зазора между их стенками. Центробежный вентил тор 4 и цилиндрическую кассету 5. Во внутренней стенке емкости 3 и стенке кассеты 5 выполнены про до ль ньае пазы 6, в которые устанавливают контейнеры 7 дл  биологического объекта. К крышке 2 крепитс  цилиндрическа  вставка 8, закры-вающа  сверху кассету 5. Регулирующий орган 9 служит дл  подачи хладагента, например, жидкого азота, в емкость 3, а выхлопной клапан 10 - дл  удалени  отрабртаи;Ных паров хладагента. На внутренней стенке корпуса 1 выполнены в виде полосы спиральные направл ющие 11, образующие винтовую поверхность и равноотстающие друг от друга. Указанные направл ющие обеспечивают подъем по ним неиспарившегос  хладагента до входа в кольцевую полость 12 между стенками ем-, кости 3 и кассеты 5 и способствует уменьшению потери энергии при движении охлаждающего потока. С целью упрощени  элементы креплени  кассеты 5 к стенке емкости 3 и последней к корпусу 1 на фиг. 1 не показана. Диаметр кассеты 5 определ етс  конструктивными соображени ми и составл ет например, дл  предлагаемой камеры 120 мм. Ширина зазора между стенками емкости 3 устанавливаетс  из услови  отсутстви  свободной конвекции в замкнутой полости и составл ет 10-12 мм. Камера работает следующим образом. При установке контейнеров 7с биообъектом в кольцевую полость 12 камеры торцевые стороны 13 контейнеров попадают в продольные, пазы 6 кассеты 5 и емкости 3, образу  замкнутую полость 14. Жидкий хладагент подаетс  по трубе через регулирующий орган 9 на вращающуюс  крыльчатку вентил тора 4, При закрытии корпуса 1 крышкой 2 вставка 8 накрывает цилиндр кассеты 5, образу  замкнутую полость 15, формиру  контур дл  непрерывной циркул ции парожидкостной смеси хладагента (показано стрелками). В процессе замораживани  отвод тепла от контейнера осуществл етс  циркулирующим парожидкостным пото- , ком хладагента. Замкнутые полости 14

и 15 изолируют торцовые стенки 13 контейнеров 7 от потока хладагента, и теплоотвод осуществл етс  только от плоских боковых стенок контейнера 7, чем достигаетс  равномерность теплоотвода по его ширине, Верхний торец контейнера 7 не теплоизолирован, поскольку при заливке биообъекта 20% объема контейнера 7 не заполн ютс  дл  компенсации теплового расширени  биообъекта при фазовом переходе. При обтекании контейнеров потоком хладагента за нижними торцами контейнеров 7 образуетс  застойна  область с пониженным давлением, лишенна  капель хладагента аэродинамичекий след , в которой интенсивность теплообмена значительно меньше, чем на плоских стенках и торцовых стенках 13 контейнеров 7. Вследствие этго нет необходимости в теплоизол ции нижних торцов контейнеров 7.

Благодар  тому, что при установке контейнеров 7 в камеру по их торцовым сторонам.13 образуютс  замкнутые полости 14 и 15, уменьшакхцие теплоотвод от этих поверхностей, обеспечиваетс  равенство количества тепла, отводимого от единицы массы биологи-

0 ческого объекта по всему объекту

контейнера 7. В результате этого вс  масса биообъекта в контейнере 7 с посто нной тохвциной сло  объекта охлаждаетс  равномерно.по заданной оптимальной программе. При этом перепад температуры по ишрине контейнера 7 не превышает 2-3, что обеспечивает повышение количества жизнеспособных клеток в криоконсервированных образцах.

Claims (1)

1. • (57 ) КАМЕРА ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащая теплоизолированный корпус с крышкой, емкость, установленную в корпусе с образованием между их стенками зазора, размещенные в последнем спиральные направляющие для хладагента, расположённый под емкостью вентилятор и коаксиально установленную в емкости цилиндрическую кассету с контейнерами для биологического объекта, от лича ю Щ а .яся тем, что, с целью обеспече- , ния равномерного температурного поля в объеме биологического объекта при его замораживании, емкость выполнена двухстенной, а крышка имеет вставку для- взаимодействия со стенками кассеты в ее верхней части, при этом во внутренней стенке емкости и в стенке кассеты выполнены продольные пазы для размещения в них торцо______________ ______________ _ ? вых стенок контейнеров, с образовани· ΛΛ ем при этом вокруг последних замкнутых теплоизолирующих полостей.