Устройство для замораживания биоматериалов
Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройствам для замораживания биоматериалов, преимущественно эмбрионов млекопитающих. Целью изобретения является повышение выживаемости биоматериала и снижение расхода хладагента. Пары хладагента поступают из сосуда 1 через канал 9 ввода хладагента в полость 10 инициирования кристаллизации под крышку камеры 2, а затем через отверстия 12 движутся под перегородку 11 и далее через П-образные каналы б, 7 циркуляции, сообщенные через отверстия 8 и отверстия 18, выводятся в атмосферу. За счет небольших зазоров между контейнерами 5 и стенками отверстий 12 в перегородке 11 обеспечивается ламинарный поток хладагента вдоль контейнеров 5, что гарантирует зарождение кристаллов в этой части контейнеров 5. Фронт кристаллизации распространяется сверху вниз, что обеспечивает сохранность биоматериала. Хладагент трижды проходит через тело теплообменника 3 и за счет теплопроводности замораживает биоматериал в контейнерах, размещенных в рабочих каналах 4. По окончании цикла замораживания контейнеры извлекаются. 2 ил. ё
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАР СТ В Е ННЫ И КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР т -г
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2
12 (21) 4440114/13 (22) 14.06.88 (46) 07.01,92. Бюл. М 1 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством
Института проблем криобиологии и криомедицины АН УССР (72) В.П. Пясецкий и С.И. Ткаченко (53) 621.565(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N1451953,,кл. F 25 О 3/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ
БИОМАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к криогенной технике, а именно к устройствам для замораживания биоматериалов, преимущественно эмбрионов млекопитаю цих. Целью изобретения является повышение выживаемости биоматериала и снижение расхода хладагента. Пары хладагента поступают из
„„ Ы„„1703927 А1 (я)з F 25 0 3/10, С 12 N 5/00 сосуда 1 через канал 9 ввода хладагента в полость 10 инициирования кристаллизации под крышку камеры 2, а затем через отверстия 12 движутся под перегородку 11 и далее через П-образные каналы 6, 7 циркуляции, сообщенные через отверстия 8 и отверстия 18, выводятся в атмосферу, За счет небольших зазоров между контейнерами 5 и стенками отверстий 12 в перегородке
11 обеспечивается ламинарный поток хладагента вдоль контейнеров 5, что гарантирует зарождение кристаллов в этой части контейнеров 5. Фронт кристаллизации распространяется сверху вниз, что обеспечивает сохранность биоматериала. Хладагент трижды проходит через тело теплообменника 3 и за счет т1 .плопроводности замораживает биоматериал в контейнерах, размещенных в рабочих каналах 4, Ilo окончании цикла замораживания контейнеры извлекаются. 2 ил.
17С3927
20
55
Изобретение относи ся к криогенной технике, а именно к устройствам для замораживания биоматериалов, преимущественно эмбрионов млекопитающих.
Цель изобретения — повышение выживаемости биоматериала и снижение расхода хладагента.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для замораживания биоматериалов, общий вид, разрез; на фиг. 2 — разрез
А-А на фиг, 1.
Устройство содержит сосуд 1 для хладагента, сообщенную с ним камеру 2 замораживания, снабженную теплообменником 3, в теле которого выполнены изолированные рабо <ие каналы 4 для контейнеров 5 с биоматериалом, охватывающие их П-образные каналы 6, 7 для циркуляции хладагента. Рабочие каналы 4 и каналы 6 и 7 для циркуляции хладагента выполнены в виде пазов с плоскими параллельными стенками, смещены относительно центральной оси и сообщены через отверстия 8, B теле теплообменника 3 по оси камеры
2 выполнен канал 9 для ввода хладагента.
Между крышкой камеры 2 и теплообменником 3 выполнена полость 10 инициировния кристаллизации, в которой размещена горизонтальная перегородка 11. В крышке камеры 2 и в перегородке 11 выполнены сквозные отверстия 12 для введения контейнеров 5 с биоматериалами. Канал 9 для ввода хладагента сообщен с каналами 7 для циркуляции хладагента через полость 10 инициирования кристаллизации. На обечайке 13 теплообменника 3 выполнены пазы 14. На обечайке 13 укреплен нагреватель
15, соединенный с регулятором температуры, включающим датчики 16 температуры, и с приспособлением 17 подачи хладагента. В стенках камеры 2 и теплообменника 3 выполнены отверстия 18 для отвода паров хлада гента.
Устройство работает следующим образом, При пуске программы замораживания регулятор температуры осуществляет программное изменение температуры теплообменника 3, управляя приспособлением 17 подачи хладагента и нагревателем 15 по показателям датчика 16 температуры. Пары хладагента поступают в канал 9 ввода хладагента, после чего в полость 10 инициирования кристаллизации сначала под перегородкой 11, а затем через отверстие
12 под ней, При этом эа счет небольших зазоров между контейнерами 5 и стенками отверстий 12 в перегородке 11 обеспечивается ламинарный поток хладагента вдоль контейнеров 5, что гарантирует зарождение кристаллов в той части контейнеров, которая находится в этом отверстии 12. Дальше хладагент поступает последовательно в каналы 7 и через отверстия 8 в каналы 6, откуда через отверстие 18 хладагент выходит в атмосферу. При этом хладагент трижды проходит через теплообменник 3, энергия хладагента за счет теплопроводности переносится в рабочие каналы 4 и биоматериал замораживается в контейнерах 5 до заданной температуры.
Когда температура теплообменника 3, а значит, и контейнеров 5 с биоматериалом достигает критической точки фазового перехода, фронт кристаллизации гарантированно распространяется сверху вниз, так как переохлажденный участок контейнера 5, находящийся в отверстии 12, инициирует кристаллизацию в контейнере. Такой режим кристаллизации обеспечивает сохранность биоматериала. По окончании цикла замораживания подача хладагента прекращается, контейнеры извлекаются, а устройство готово к следующему циклу, В предлагаемом устройстве температура переохлаждаемого участка контейнера 5. находящегося в отверстии 12, ниже температуры контейнера 5 в рабочем канале 4 на несколько десятков градусов. Такой градиент температур стабильно обеспечивает кристаллизацию в верхней части контейнеров 5, что при устойчивой равномерности температурного поля по всем рабочим каналам 4 гарантирует одновременное и идентичное инициирование кристаллизации во всех контейнерах сверху вниз, Кроме того, данное устройство обеспечивает более высокую равномерность охлаждения, что обусловлено плоской формой рабочих каналов в виде пазов и устранением разнотолщин ности стенок между каналами.
В устройстве обеспечена развитая площадь каналов теплообменника и многократная последовательная циркуляция хладагента, Все это позволяет повысить выживаемость биоматериала и снизить расход хладагента, Формула изобретения
Устройство для замораживания биоматериалов, содержащее сосуд для хладагента, сообщенную с ним камеру замораживания с пазами в крышке для введения контейнеров с биоматериалами, размещенный в камере теплообменник, в теле которого выполнены изолированные рабочие каналы для контейнеров с биоматериалом, охватывающие их П-образные каналы для циркуляции и канал для ввода хладагента, 1т-"„39>7
A-А
Фиг. 2
Составитель И.Шабалина
Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревская
Редактор В,Петраш
Заказ 52 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 укрепленный на обечайка теплообменника нагреватель, соединенный с регулятором температуры и приспособлением подачи хлада ента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выживаемости биоматериала и снижения расхода хладагента, между крышкой камеры и теплообменником выполнена полость инициирования кристаллизации, в которой размещена горизонтальная перегородка со сквозными отверстиями для контейнеров, а канал для ввода хладагента выполнен на оси камеры и сообщен с каналами для циркуляции хладагента
5 через указанную полость, при этом рабочие каналы и каналы для циркуляции хладагента выполнены в виде пазов с плоскими параллельными стенками и смещены относительно центральной оси.
