Пристрій для заморожування біоматеріалів у контейнерах

Устройство для замораживания биоматериалов в контейнерах, содержащее сосуд Дьюара для жидкого азота, установленный в его горловине теплоизолированный корпус с расположенными в нем с образованием кольцевого зазора и установленными один над другим инициатором кристаллизации, теплоизоляционной прокладкой и укладкой из материала с высокой теплопроводностью, имеющей гнезда для размещения контейнеров с биоматериалом и датчика температуры, центральный канал, сообщенный радиальными каналами с кольцевым зазором для циркуляции паров азота, регулятор температуры, соеди юнный с датчиком температуры и нагревателем, установленным в полости сосуда Дьюара, о т личающееся тем, что устройство снабжено трубчатым элементом, нижняя часть которого размещена в сосуде Дьюара ниже предполагаемого уровня жидкого азота в нем и имеет днище со сквозным отверстием, а верхняя часть расположена выше предполагаемого уровня жидкого азота в сосуде и имеет крышку с каналом для сообщения с центральным каналом в укладке, при этом нагреватель расположен в полости трубчатого элемента, а радиальные каналы для сообщения центрального канала с кольцевым зазором выполнены между прокладкой и инициатором кристаллизации С Изобретение относится к области криогенной техники, а именно, к устройствам для замораживания биоматериалов, в частности, эмбрионов в контейнерах В качестве прототипа выбрано устройство по заявке № 4160156/13 с приоритетом от 11 12 86 г , по которой вынесено положительное решение о выдаче от 30 06 87 г Это устройство содержит сосуд Дьюара для жидкого азота, установленный в его горловине теплоизолированный корпус с расположенной в нем с зазором укладкой из материала с высокой теплопроводностью и низкой теплоемкостью, имеющей гнезда для размещения контейнеров с биоматериалом и датчика температуры, и каналы для циркуляции паров азота, регулятор температуры, соединенный с датчиком температуры и нагревателем, установленным в полости сосуда Дьюара Устройство содержит инициатор кристаллизации, выполненный в виде вкладыша из материала с низкой теплоемкостью и высокой теплопроводностью, установлен 6590 ный над укладкой и отделенный от нее теплоизоляционной прокладкой, при этом инициатор кристаллизации имеет сквозные отверстия, соответствующие по размерам и расположению гнездам и каналам для цир- 5 куляции азота, выполненным в укладке. В известном устройстве точность ведения программ замораживания, определяемой мощностью, подводимой регулятором к нагревателю, установленному в полости со- 10 суда Дьюара, в значительной степени искажает нерегулируемая испаряемость азота за счет внешних теплопритоков к наружным поверхностям сосуда Дьюара, так как весь испарившийся азот омывает укладку с рас- 15 положенными в ней контейнерами с биоматериалом и обеспечивает ее охлаждение с некоторой скоростью без управляющих воздействий регулятора иа нагреватель В основу изобретения поставлена зада- 20 ча создания устройства для замораживания биоматериалов в контейнерах, в котором за счет исключения омывания укладки испарішшимся от воздействия внешних теплолритоков азотом, повышается качество 25 ведения программ замораживания, что в итоге повышает выживаемость биоматериалов Поставленная задача решается тем, что устройство для замораживания биоматериа- 30 лов в контейнерах, содержащее сосуд Дьюара для жидкого азота, установленный в его горловине теплоизолированный корпус с расположенными в нем с образованием кольцевого зазора и установленные один 35 под другим инициатором кристаллизации, теплоизоляционной прокладкой и укладкой из материала с высокой теплопроводностью, имеющей гнезда для размещения контейнеров с биоматериалом и датчика 40 температуры, центральный канал, сообщенный радиальными каналами с кольцевым зазором для циркуляции паров азота, регулятор температуры, соединенный с датчиком температуры и нагревателем; уста- 45 новленным в полости сосуда Дьюара, согласно изобретению, снабжено трубчатым элементом, нижняя часть которого размещена в сосуде Дьюара ниже предполагаемого уровня жидкого азота в нем и име- 50 ет днище со сквозным отверстием, а верхняя часть расположена выше предполагаемого уровня жидкого азота в сосуде и имеет крышку с каналом для сообщения с центральным каналом в укладке, при этом нагре- 55 ватель расположен в полости трубчатого элемента, а радиальные каналы для сообщения центрального канала с кольцевым зазором выполнены между прокладкой и инициатором кристаллизации. Такое конструктивное решение позволяет уменьшить количество азота, омывающего укладку за счет внешних теплопритоков, пропорционально отношению сечения внутренней полости сосуда Дьюара к сечению трубчатого элемента, в котором размещен нагреватель, т.е. на несколько порядков. На чертеже схематически изображено предполагаемое устройство, общий вид в продольном разрезе. Устройство содержит сосуд 1 Дьюара для жидкого азота, установленный в его горловике теплоизолированный корпус 2, в котором расположены с образованием кольцевого зазора 3 установленные один над другим инициатор 4 кристаллизации в виде вкладыша, теплоизоляционная прокладка 5 и укладка 6 из материала с высокой теплопроводностью и низкой теплоемкостью. В укладке 6 выполнены гнезда 7 для размещения контейнеров 8 с биоматериалом и датчика 9 температуры. Так же в укладке 6 выполнен центральный канал 10 для прохождения паров азота. Инициатор 4 кристаллизации выполнен из материала с низкой теплоемкостью и высокой теплопроводностью, при этом инициатор 7 и прокладка 5 имеют сквозные отверстия, соответствующие по размерам и расположению гнездам 7 и центральному каналу 10. Для сообщения центрального канала 10 с кольцевым зазором 3 между прокладкой 5 и инициатором 4 кристаллизации выполнены радиальные каналы 11. Устройство содержит регулятор 12 температуры, соединенный с датчиком 9 температуры, нагревателем 13, установленным в полости сосуда 1 Дьюара, и трубчатый элемент 14. Нижняя часть элемента 14 размещена в сосуде Дьюара ниже предполагаемого уровня жидкого азота в нем и имеет днище 15 со сквозным отверстием 16, а верхняя часть расположена выше предполагаемого уровня жидкого азота в сосуде 1 и имеет крышку 17 с каналом 18 для сообщения с центральным каналом 10 в укладке 6. При этом нагреватель 13 расположен в полости трубчатого элемента 14. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на нагреватель 13 испарившийся азот поступает в камеру через трубчатый элемент 14, канал 18 и канал 10, омывает инициатор 4 кристаллизации, проходит по каналам 11, по зазору 3, омывая наружную поверхность укладки 6, и удаляется из камеры через отверстия в нижней части теплоизолированного корпуса 2. 6590 Количество испарившегося азота непрерывно компенсируется поступлением жидкого азота в полость трубчатого элемента 14 через отверстие 16 и днище 15. Скорость охлаждения контейнеров 8 с 5 биоматериалом определяется мощностью, подаваемой на нагреватель 13 от регулятора 12 и контролируется датчиком 9 температуры. Поскольку инициатор 4 кристаллизации 10 расположен в верхней части корпуса 2 и отделен от укладки 6 теплоизоляционной прокладкой 5, его температура значительно ниже температуры кристаллообразования биоматериала, что обеспечивает возникно- 15 вение кристаллов в соприкасающейся с инициатором 4 верхней части контейнеров 8, сопровождаемое температурным скачком. Последний не распространяется на нижнюю часть контейнеров 8 с размещенным в ней 20 биоматериалом, так как рост кристаллов в этой части, расположенной в укладке 6, на чинается после достижения биоматериалом температуры естественного кристаллообразования. Образование кристаллов в верхней части контейнеров 8 происходит при температуре в рабочей зоне, значительно превышающей температуру начапа кристаллизации. Рост кристаллов в рабочей зоне контейнеров 8 происходит при достижении в ней температуры естественного начапа кристаллизации биоматериалов, что в конечном счете повышает их выживаемость. Использование предложенного устройства обеспечивает омывание укладки 6 азотом, испарившимся за счет внешних теплопритоков к сосуду 1 Дьюара, только с поверхности жидкого азота, ограниченной трубчатым элементом 14, что повышает качество ведения программ замораживания и в конечном счете повышает выживаемость биоматериалов. 6590 Упорядник 3 Райтруб Замовлення 635 Техред М.Моргентал Коректор Н.МІлюкова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиГв-53, Львівська пл , 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м Ужгород, вул Гагаріна, 101