Устройство для замораживания и хранения биологических объектов

 

Изобретение относится к криобиологии , а именно к устройствам для замораживания и хранения биологических материалов. Цель изобретения - снижение расхода хладагента и сохранение качества криоконсервируемого материала. Размещают рядом два однотипных криобиологических сосуда Дьюара, один из которых, выполняющий роль резервуара 1, заполняют жидким хладагентом, а в другой, используемый в качестве камеры 2, помещают кассеты 18 с биоматериалом. В горловины сосудов вводят пробки 3 и 4 с закреп@ :л ю (Риг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (ц 4 Р 25 Р 3/10 С 12 И 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7Ф !

Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4093107/30-13 (22) 14.07.86 (46) 30.06.88. Бюл. N - 24 (71) Украинский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии (72) Б.Т.Стегний, Г.А.Красников и В.Н.Шинкаренко (53) 621.565(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 989272, кл. Р 25 D 3/10, 1978.

Программный замораживатель биоматериалов. ЗПБ 00.00.00 ПС. Технический паспорт. Харьков: Институт проблем криобиологии и криомедицины

АН УССР, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ

И ХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (57} Изобретение относится к криобиологии, а именно к устройствам для замораживания и хранения биологических материалов. Цель изобретения снижение расхода хладагента и сохра- нение качества криоконсервируемого материала. Размещают рядом два однотипных криобиологических сосуда Дьюара, один из которых, выполняющий роль резервуара 1, заполняют жидким хладагентом, а в другой, используемый в качестве камеры 2, помещают кассеты 18 с биоматериалом. В горловины сосудов вводят пробки 3 и 4 с закреп140643? ленными на них трубопроводом 5 и элементами обеспечения подачи регулирования и распределения хладагента. 3атем включают блок 20 управления, при этом нагревательный элемент 7 обеспечивает испарение хладагента и вытеснение его по трубопроводу 5 в змеевик

15 камеры 2, где он выбрасывается из жиклеров 17 в виде газожидкостной смеси. Формированию однородной газожидкостной смеси во всем объеме камеры 2 способствуют присасывающее движение потока газа над отверстиями жиклеров 17, создаваемое вращением

Изобретение относится к области криобиологии, а именно к устроиствам для замораживания и хранения биологических объектов.

Цель изобретения — снижение расхода хладагента и сохранение качества криоконсервируемого материала путем обеспечения равномерного температурного поля в камере °

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг,2 — осевой и центробежный вентиляторы с распределителем хладагента; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2.

Устройство содержит резервуар 1 для жидкого хладагента и камеру 2 замораживания и хранения биоматериала, в качестве которых используются преимущественно криобиологические сосуды

Дьюара, закрывающиеся теплоиэолированными пробками 3 и 4, причем последняя выпопнена герметизирующей. Резервуар 1 и камера 2 соединены посредством трубопровода 5 с регулятором

6 подачи хладагента. В резервуар 1 введен электронагревательный элемент

7. На фланце 8 упрочненной пробки 3 камеры 2 смонтирован электропривод 9 с регулятором 10 оборотов. На приводном валу 11 электропривода 9 укреплен осевой вентилятор 12 с саморазворачивающимися на оси 13 лопастями. Устройство снабжено размещенным в камере 2 центробежным вентилятором, вклю- 35 чающим пластины 14, установленные на валу 11 осевого вентилятора 12. Распластин центробежного вентилятора 11, и турбулентное перемешивание этой смеси, осуществляемое в результате разноскоростного движения пересекающих потоков, формирующихся при работе центробежного и осевого вентиляторов. При этом скорость замораживания биообъекта может регулироваться посредством изменения массы хладагента, вытесняемого при нагреве электроэлемента 7, а также путем изменения скорости вращения вентиляторов, создающих разрежение над отверстиями жиклеров 17. 3 ил. пределитель хладагента в полости камеры 2 выполнен в виде змеевика 15, охватывающего пластины 14 центробежного вентилятора, при этом конец змеевика 15 представляет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку 16, торец которой размещен в верхней части камеры 2. Змеевик 15 имеет на разных уровнях по высоте калиброванные жиклеры 17 для выхода хладагента.

Замораживание и хранение биообъекта осуществляют в кассетах 18, навешенных на горловину камеры 2 посредством держателей 19. Управление работой устройства производится с помощью блока 20 управления, а контроль температуры в камере 2 и кассете 18— посредством соответствующих датчиков

21 и 22.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.

Размещают рядом два однотипных криобиологических сосуда Дьюара, один из которых, выполняющий роль резервуара 1, заполняют жидким хладагентом, а в другой, используемый как камера 2, помещают кассеты 18 с биологическим материалом. В горловины сосудов вводят пробки 3 и 4 с закрепленными на них трубопроводом 5 и элементами обеспечения подачи, регулирования и распределения хладагента.

Введение осевого вентилятора 12 в относительно узкую горловину камеры

2 обеспечивается тем, что лопасти

его, навешенные на осях 13, склады1406432 ваются и в таком виде имеют небольшое поперечное сечение. Затем включают блок 20 управления, при этом нагревательный элемент 7 обеспечивает

5 кипение жидкого хладагента и вытеснение его по трубопроводу 5 в змеевик

15 камеры 2, откуда он выбрасывается через жиклеры 17 в виде газожидкостной смеси. 10

Формированию однородной газожидкостной смеси во всем объеме камеры 2 способствуют присасывающее движение потока газа над отверстиями жиклеров 17, создаваемое вращением пластин 15 центробежного вентилятора, и турбулентное перемешивание газожидкостной смеси, которое осуществляется в результате разноскоростного движения пересекающихся потоков, формирующих- 20 ся при работе центробежного и осевого вентиляторов. Выброс гаэожидкостной смеси на разных уровнях змеевика 15 из жиклеров 17, отбор тепла телом змеевика 15 при энергичном пере- 25 мешивании массы хладагента обеспечивают.равномерный отбор тепла во всем объеме емкости камеры 2, а следовательно, и программируемое охлаждение эамораживаемого биоматериала. При Зп этом скорость замораживания биообъекта может регулироваться посредством изменения массы хладагента, вытесняемого при электронагреве элемента 7, а также путем изменения скоРости вра- З5 щения осевого и центробежного вентиляторов, создающих разрежение над отверстиями жиклеров 17.

После замораживания биоматериала емкость камеры 2 заполняется недо- 40 стающим количеством хладагента из резервуара 1. При этом вентиляторы отключают, а нагревательный элемент 7 ставят на режим быстрого вытеснения хладагента. После перекачки хладаген- 45 та пробку 3 с закрепленными на ней узлами и приспособлениями извлекают из камеры 2, горловину которой закрывают стандартной пробкой, и хранят материал как в обычном криобиологическом сосуде.

Предлагаемое устройство позволяет в значительной мере улучшить технологию криоконсервации биоматериала благодаря использованию емкости Дьюара как для программного охлаждения, так и для длительного хранения замороженного биоматериала. Кроме того, уст-! ройство позволяет проводить замораживание большого объема биоматериала, полностью заполняя полезный объем криобиологического сосуда. Наряду с улучшением условий работы предлагаемое устройство позволяет предупредить возможное снижение качества замороженного биоматериала вследствие частичного отогрева в процессе перемещения из камеры 2 замораживания в хранилище для длительного хранения.

При этом полностью исключены потери хладагента, так как поступивший -в камеру жидкий азот в дальнейшем используется для реализации последующего этапа криоконсервации — длительного хранения. Таким образом, расход жидкого хладагента на осуществление процедуры замораживания и длительного хранения единицы биоматериала сокращается по меньшей мере в 2 раза.

Формула изобретения

Устройство для замораживания и хранения биологических объектов, содержащее резервуар для жидкого хладагента с нагревательным элементом, соединенную с резервуаром. посредством трубопровода камеру замораживания и хранения с установленным в ней на приводном валу осевым вентилятором и распределителем хладагента, и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода хладагента и сохранения качества криоконсервируемого материала путем обеспечения равномерного температур-. ного поля в камере, устройство снабжено размещенным в камере центробежным вентилятором, включающим пластины, установленные на валу осевого вентилятора, а распределитель хладагента выполнен в виде змеевика, охватывающего пластины центробежного вентилятора и имеющего на разных уровнях калиброванные жиклеры для выхода хладагента, при этом конец змеевика представляет собой вертикальную подпорно-выпускную трубку, торец которой размещен в верхней части камеры.

1406432

Составитель В.Чантурия

Техред М.Ходанич Корректор В,Бутяга

Редактор И.Рыбченко

Заказ 3180/36 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11-3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4