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 расположенной а 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 * мпературы и нагревателем, установленным в полости сосуда Дьюара, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что корпус снабжен инициатором кристаллизации, выполненным в виде вкладыша из материала с низкой теплоемкостью и высокой теплопроводностью, установленного над укладкой и отделенного от нее теплоизоляционной прокладкой, при этом инициатор кристаллизации имеет сквозные отверстия, соответствующие по размерам и расположению гнездам и каналам для циркуляции паров азота, выполненным в укладке. Изобретение относится к области криогенной техники, а именно, к устройствам для замораживания биоматериалов, в частности, эмбрионов животных в контейнерах. Известна установка для замораживания эмбрионов животных [1], содержащая теплоизолированную емкость для размещения в ней контейнеров с эмбрионами, держателей контейнеров, приспособления для перемешивания промежуточного теплоносителя, устройства для поддержания температуры теплоносителя, систему управления процессом замораживания и крышку, в которой закреплены держатели. Недостатками этой установки является ручное инициирование начала кристаллизации в узком диапазоне температур, в извле ченном из рабочей зоны контейнере. Процесс кристаллообразования не контролируется, может начаться спонтанно, сопровождается резким отогревом криопротектора, что приводит к снижению выживаемости биоматериала. В качестве прототипа выбрано устройство для управляемого охлаждения биообъектов [2]. 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 цирку ел о 6591 ляции паров азота, регулятор температуры, соединенный с датчиком температуры и нагревателем. В этом устройстве с целью обеспечения управляемого охлаждения биообъекта, 5 в частности, автоматически по заданной программе, без механического вмешательства в зоне контейнера, дополнительное охлаждение (индукция кристаллизации и отвод латентного тепла) осуществляется 10 пропусканием электрического тока в зоне ограниченного контакта с контейнером - за счет эффекта Пельтье. Недостатками этого устройства является сложность конструкции, вызванная необ- 15 ходимостью введения в систему управления контура подачи напряжения на элемент Пельтье при температуре кристаллообразования криопретектора для осуществления дополнительного охлаждения (индукция 20 кристаллизации и отвод латентного тепла), а также значение точной величины температуры кристаллообразования во избежание шокового повреждения биообъекта. В основу изобретения поставлена зада- 25 ча создания устройства для замораживания биоматериалов в контейнерах, в котором повышается выживаемость биоматериалов в процессе кристаллизации. Поставленная задача решается тем, что 30 в устройстве для замораживания биоматериалов в контейнерах, состоящем из сосуда Дьюара с жидким азотом, установленный в его горловине теплоизолированный корпус с расположенной в нем с зазором укладкой 35 из материала с высокой теплопроводностью и низкой теплоемкостью, имеющей гнезда для размещения контейнеров с биоматериалом и датчик температуры и каналы для циркуляции паров азота» регулятор темпера- 40 туры, соединенный с датчиком температуры и нагревателем, установленным в полости сосуда Дьюара, согласно изобретению, корпус снабжен инициатором кристаллизации, выполненным в виде вкладыша из материа- 45 ла с низкой теплоемкостью и высокой теплопроводностью, установленного над укладкой и отделенного от нее теплоизоляционной прокладкой, при этом инициатор кристаллизации имеет сквозные отверстия, 50 соответствующие по размерам и расположению гнездам и каналам для циркуляции паров азота, выполненным в укладке. Вследствие этого температура инициатора значительно ниже температуры кристалло- 55 образования биоматериала, что обеспечивает возникновение кристаллов, в верхней части контейнеров,соприкасающейся с инициатором, и их рост в рабочую зону контейнера без температурного скачка при достижении в ней температуры естественного начала кристаллообразования. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид в продольном разрезе. Устройство для замораживания биоматериалов включает сосуд 1 Дьюара для жидкого азота, установленный в его горловине теплоизолированный корпус 2, в котором расположена с зазором укладка 3, выполненная из материала с высокой теплопроводностью и низкой теплоемкостью и имеющая гнезда для размещения контейнеров 4 с биоматериалом и датчика 5 температуры и каналы 6 для циркуляции паров азота. Над укладкой 3 расположен инициатор 7 кристаллизации в виде вкладыша, отделенного от укладки 3 теплоизолированной прокладкой 8. Инициатор 7 выполнен из материала с низкой теплоемкостью и высокой теплопроводностью и имеет сквозные отверстия, соответствующие по размерам и расположению гнездам и каналам 6 для циркуляции паров азота, выполненным в укладке 3. Устройство снабжено также регулятором 9 температуры, соединенным с датчиком 5 температуры и нагревателем 10, установленным в полости сосуда 1 Дьюара. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на нагреватель 10 газообразный азот из сосуда 1 Дьюара поступает внутрь корпуса 2 через отверстия в его верхней части, омывает по наружной поверхности инициатор 7 кристаллизации и укладку 3 сначала по наружной, а затем по внутренней поверхности. Скорость охлаждения контейнеров 4 с биоматериалом определяется мощностью, подаваемой на нагреватель 10 от регулятора 9, и контролируется датчиком 5 температуры. Поскольку инициатор 7 кристаллизации расположен в верхней части корпуса 6 и отделен от укладки 3 теплоизоляционной прокладкой 8, его температура значительно ниже температуры кристаллообразования биоматериала, что обеспечивает возникновение кристаллов в соприкасающейся с инициатором верхней части контейнеров 4, сопровождаемое температурным скачком. Пдследний не распространяется на нижнюю часть контейнеров 4 с размещенным в ней биоматериалом, т.к. рост кристаллов в этой части, расположенной в укладке 3, начинается после достижения биоматериалом температуры естественного кристаллообразования. Использование предложенного устройства в отличие от известного обеспечивает образование кристаллов в верхней части 6591 контейнеров 4 при температуре в рабочей зоне, значительно превышающей температуру накала кристаллизации. Рост кристаллов в рабочей зоне контейнеров 4 Упорядник З.Райтруб Замовлення 635 происходит при достижении в ней температуры естественного начала кристаллизации биоматериалов, что в конечном счете повышает их выживаемость. Техред М.Моргентал Коректор М.Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101