Устройство для замораживания и хранения биологических объектов

/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Украинский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии(56) Авторское свидетельство СССР У 989272, кл. Р 25 Р 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 ЗАМОРАЖИВАНИЯИ ХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к криобиологии, а именно к устройствам длязамораживания и хранения биологических материалов, Цель изобретенияснижение расхода хладагента и сохра-нение качества криоконсервируемогоматериала. Размещают рядом два однотипных криобиологических сосуда Дьюара, один из которых, выполняющийроль резервуара 1, заполняют жидкимхладагентом, а в другой, используемыйв качестве камеры 2, помещают кассеты 18 с биоматериалом, В горловинысосудов вводят пробки 3 и 4 с закреп1406432 ленными на них трубопроводом 5 и элементами обеспечения подачи регулирования и распределения хладагента. Затем включают блок 20 управления, приэтом нагревательный элемент 7 обеспечивает испарение хладагента и вытеснение его по трубопроводу 5 в змеевик15 камеры 2, где он выбрасывается изжиклеров 17 в виде газожидкостнойсмеси. Формированию однородной газожидкостной смеси во всем объеме камеры 2 способствуют присасывающеедвижение потока газа над отверстиямижиклеров 17, создаваемое вращением1 Изобретение относится к области криобиологии, а именно к устроиствам для замораживания и хранения биологических объектов. Целу изобретения - снижение расхода хладагента и сохранение качества криоконсервируемого материала путем обеспечения равномерного температурного поля в камереНа 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 чающим пластины 14, установленные на валу 11 осевого вентилятора 12. Распластин центробежного вентилятора 11,и турбулентное перемешивание этойсмеси, осуществляемое в результатеразноскоростного движения пересекающих потоков, формирующихся при работе центробежного и осевого вентиляторов, При этом скорость замораживаниябиообъекта 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, склады 1406432ваются и в таком виде имеют небольшое поперечное сечение. Затем включают блок 20 управления, при этомнагревательный элемент 7 обеспечивает5кипение жидкого хладагента и вытеснение его по трубопроводу 5 в змеевик15 камеры 2, откуда он выбрасываетсячерез жиклеры 17 в виде газожидкостной смеси. 10Формированию однородной газожидкостной смеси во всем объеме камеры 2способствуют присасывающее движениепотока газа над отверстиями жиклеров 17, создаваемое вращением пластин 15центробежного вентилятора, и турбулентное перемешивание газожидкостнойсмеси, которое осуществляется в результате разноскоростного движенияпересекающихся потоков, формирующихся при работе центробежного и осевого вентиляторов. Выброс гаэожидкостной смеси на разных уровнях змеевика 15 из жиклеров 17, отбор тепла те.лом змеевика 15 при энергичном перемешивании массы хладагента обеспечивают.равномерный отбор тепла во всемобъеме емкости камеры 2, а следовательно, и программируемое охлаждениеэамораживаемого биоматериала. При ЗОэтом скорость замораживания биообъекта может регулироваться посредствомизменения массы хладагента, вытесняемого при электронагреве элемента 7,а также путем изменения скорости вращения осевого и центробежного вентиляторов, создающих разрежение над отверстиями жиклеров 17,После замораживания биоматериалаемкость камеры 2 заполняется недостающим количеством хладагента из резервуара 1. При этом вентиляторы отключают, а нагревательный элемент 7ставят на режим быстрого вытесненияхладагента, После перекачки хладагента пробку 3 с закрепленными на нейузлами и приспособлениями извлекаютиз камеры 2, горловину которой закрывают стандартной пробкой, и хранятматериал 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 ка" меру 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 изобретенияУстройство для замораживания и хранения биологических объектов, содержащее резервуар для жидкого хлад- агента 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 хлад- агента 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,Ча Техред М.Ходанич урия Корр ек Редактор И.Рыбче В.Бутяга аказ 3180/36 ктная,зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у Ти ВНИИПИ Госуда по делам и 3035, Москва, рственного зобретенийЖ, Рауш Подписноеомитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5