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低温存放装置和用于其运行的方法

2025-10-29 13:20:06 634次浏览
冷却剂瓶由低温存放装置的存放容器构成。有利地,在这种情况下,存放容器中的液氮不但用于冷却存放容器中的样品而且用于提供用于冷却罩室中的冷却区段的冷却剂流。替代地或附加地,在存放容器外部可以设置用于接收液氮的附加容器,该附加容器构成冲洗装置的冷却剂瓶。附加容器的提供具有用于根据本发明的、具有常规存放装置的可用组件的低温存放装置的结构的优点。根据一种替代的变型方案,冷却剂可以包括不同于氮的其他气体、尤其无水的气体一一例如氧、惰性气体或二氧化碳。在这种情况下,优选在冷却剂瓶和/或在冷却剂导管中设置冷却剂的热电冷却。本发明的该实施方式可以在低温存放装置的紧凑性和冷却区段中的温度调节的速度方面具有优点。
[0021]为了在将氮蒸气用作冷却剂时能够影响冲洗装置在冷却区段中的冷却作用,根据本发明的另一种实施方式,在存放容器中和/或在用于接收液氮的附加容器中设置加热装置一一例如电阻加热装置是有利的。通过加热装置的操作可以支持氮蒸气的形成并且因此增大至冷却区段的冷却剂流。
[0022]如果冷却剂瓶由根据本发明的低温存放装置的存放容器(低温罐)构成,则至少一个冷却剂导管优选从存放容器的内室经过其顶盖区段延伸至冷却区段。冷却剂导管的内部的端部优选直接位于存放容器中的液氮的表面上方,而冷却剂导管在罩室中的外部的端部朝向冷却区段、尤其朝向设置在所述冷却区段中的样品。为了增强冷却剂导管的方向性,该冷却剂导管在其外部的端部上可以装配有喷嘴。
[0023]根据本发明的另一种变型方案,罩装置可以装配有样品支架,该样品支架设置在冷却区段中并且设置用于接收样品。样品支架可以固定例如至少一个单个样品或一组样品或架子的一部分,以便能够实现例如用于进一步样品处理或样品加工的准备。
[0024]根据本发明的另一种有利的实施方式,可以实现用于改进冷却区段中的、尤其样品支架上的局部受限的冷却作用的以下措施中的一种或多种。根据第一措施,可以在冷却区段处设置转向装置,可以借助于该转向装置将从冷却剂导管中流出的冷却剂偏转到冷却区段中。转向装置包括例如具有转弯的或弯曲的表面(转向元件)的组件,所述组件在冷却剂导管的外部的端部和冷却区段之间引导冷却剂流。借此,有利地减小冷却剂到环境中的流出。根据另一种措施,可以设置屏蔽装置,该屏蔽装置在冷却区段上方延伸。该屏蔽装置包括弯曲的面式构件,借助于该面式构件使罩室中的下沉气体从冷却区段偏转开。在根据本发明的低温存放装置的运行中,可以冷却尤其冷却区段上方的罩室。冷却气体可以在冷却区段的方向上下沉,然而通过屏蔽装置从冷却区段中的样品支架侧面导出,从而避免残余湿气的不期望的冷凝或样品上的污染。根据另一种变型方案,冷却区段中的样品支架可以通过导热元件与热沉、尤其与存放容器的内室连接。有利地,因此使样品支架上的样品与材料或热容热接触并且附加地支持存放温度上的冷却。
[0025]优选地,冷却区段装配有温度传感器。为了测量冷却区段中、尤其样品支架上的温度设置有温度传感器一一例如热电传感器。有利地,通过温度传感器支持低温存放装置的自动化。低温存放装置尤其可以装配有调节回路,在该调节回路中根据冷却区段中的当前温度和额定温度控制冲洗装置、尤其冷却剂流的数量和/或温度。
[0026]根据本发明的低温存放装置的存放容器借助于顶盖区段封闭。优选地,顶盖区段设有可封闭的顶盖开口,该顶盖开口小于顶盖区段。提供例如设有盖子或滑板的顶盖开口能够实现样品从存放容器中取出或样品供给到存放容器中,而不打开整个顶盖区段。因此,有利地使存放容器中的冷却剂消耗最小化。为了改进冲洗装置的冷却作用,顶盖开口和罩室中的冷却区段优选相对于彼此直接相邻地设置。本发明的该实施方式减小以其他气体加载在存放容器的内室和罩室之间运输的样品并且同时改进样品在运输期间的持续冷却。
[0027]当低温存放装置装配有用于在存放容器的内室和罩室中的冷却区段之间的样品运送的第一转运装置和/或装配有用于在罩室中的冷却区段和罩装置的环境之间的样品运送的第二转运装置时,得出用于根据本发明的低温存放装置的自动化的其他优点。有利地,第一和/或第二转运装置的驱动装置在罩室中与冷却区段间隔开地设置。有利地避免低的温度对驱动装置的不利影响,并且改进样品运输的可靠性。以下变型方案是特别优选的:在该变型方案中第二转运装置包括运输容器,该运输容器设置用于接收样品并且可借助于冷却区段中的冲洗装置冷却。样品在冷却区段中可以直接设置在运输容器中并且在所述样品接着被运输到存放容器的内室中或罩装置的外部环境中之前被冷却。
[0028]根据本发明的另一种有利的实施方式,低温存放装置可以装配有清洁装置,所述清洁装置设置用于移除冷却区段中的表面、尤其样品表面的冷凝物。清洁装置对待清理的表面机械地和/或热地起作用,以便通过机械作用一一例如借助于摆动的刷子和/或热作用一一例如短时间的局部加热来移除冷凝物。提供清洁装置具有以下优点:在冲洗装置的可能故障的情况下或样品在冷却区段中可能不完全屏蔽环境气体的情况下除去尤其样品的表面的不期望的沉淀物。
[0029]根据本发明的低温存放装置有利地能够以与常规技术相比更高的可靠性实现自动化的运行。因为众多的组件设置在罩装置的未冷却或仅仅微不足道地冷却的部分区域中并且运行,所以减小了低温存放装置的易受影响性。优选地设置有控制装置,借助于该控制装置可控制冲洗装置(尤其通过使用所提到的调节回路)、顶盖开口、第一转运装置、第二转运装置和/或清洁装置。所述控制装置可以根据预先确定的、与保藏任务相关的程序实施所提到的组件的操作。
【附图说明】
[0030]以下参照附图描述本发明的其他细节和优点。附图示出:
[0031]图1至4:根据本发明的低温存放装置的优选实施方式的示意性立体视图;
[0032]图5和6:清洁装置的示意性图解,根据本发明的低温存放装置可以装配有所述清洁装置;
[0033]图7:根据本发明的具有控制装置的低温存放装置的另一实施方式的示意性侧视图;
[0034]图8:根据本发明的低温存放装置的顶盖区段的其他细节的示意性图解。
【具体实施方式】
[0035]以下示例性地尤其参照冲洗装置和其运行描述本发明的实施方式。只要样品的低温保藏、尤其样品制备和低温罐的结构和运行的细节从常规技术已知,就不描述它们。
[0036]图1示出根据本发明的低温存放装置100的第一实施方式,其具有在这里为图解目的以立体示意图示出的存放容器10、罩装置20和冲洗装置30。
[0037]存放容器10为具有在侧面和朝向底部由环绕的容器壁封闭的内室11的低温罐(杜瓦瓶),所述内室向上由顶盖区段13封闭。顶盖区段13具有可封闭的顶盖开口 16,示意性地示出的样品I可以通过该顶盖开口从内室11转运到邻近的罩装置20中。在例如大约_200°C的温度下的液氮池12位于内室11的底部上。在池12上方,内室11以氮蒸气填充,在所述氮蒸气中得到例如-150°C的温度。氮蒸气中的温度为存放容器10中的存放温度。为了存放低温保藏的样品,呈架子形状的、承载多种生物样品的支架装置(未示出,见图4和7)位于内室11中,典型地位于液氮池12上方。
[0038]存放容器10在图1中仅仅示意性地示出。在低温罐的实际构型中,该低温罐附加地设有用于供给液氮和必要时用于导出过剩的氮蒸气的导管。此外,存放容器10装配有加热装置14,该加热装置14包括设置在液氮池12中的电阻加热装置。加热装置14通过电连接导线15与外部的电流源(未示出)连接并且必要时与控制装置(见图7)连接。
[0039]罩装置20包括例如圆柱形或长方体形的罩21,该罩放置在顶盖区段13的上侧上,从而顶盖开口 16由罩遮盖。罩21包围罩室22,该罩室主要以环境空气或氮填充。过剩的气体可以从罩室22例如通过可选地设置的虹吸管23向外部排出。借助于通过虹吸管23流出,避免罩室22由于从外部流入的空气引起的污染。
[0040]冲洗装置30包括冷却剂瓶32,该冷却剂瓶在所示出的实施方式中由具有液氮池12的存放容器10构成。此外,冲洗装置30具有冷却剂导管31,该冷却剂导管从冷却剂瓶32(存放容器10)通过顶盖区段13导向罩室22中。冷却剂导管31的内部的端部在存放容器10的内室11中在液氮池12上方打开,而冷却剂导管31的外部的端部朝向罩室22中的冷却区段24(虚线圈出)。冷却剂导管31这样定向,使得由冷氮组成的冷却剂流直接在冷却区段24中的样品I上冲洗。借此实现如下冷却区段24:在该冷却区段中,在罩室22中也局部受限地提供在存放容器10的内室11中存在的存放温度。这能够实现冷却区段24中的样品I经受与在存放容器10的内室11中相同的低温保藏条件。
[0041]为了使用根据本发明的方法例如以便将样品I从内室11运送到低温存放装置100的环境中,借助第一转运装置(未示出,见例如图4和7)将样品I通过顶盖区段13的顶盖开口 16运输到冷却区段24中。因为通过冷却
文档序号 : 【 8515136 】

技术研发人员:G·R·富尔,H·齐默尔曼
技术所有人:弗劳恩霍弗应用技术研究院

备 注:该技术已申请专利,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。
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G·R·富尔H·齐默尔曼弗劳恩霍弗应用技术研究院
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