一种便携式超低温细胞运输存储装置

摘要

本发明公开了一种便携式超低温细胞运输存储装置，包括一外壳，所述外壳内设有液氮存储箱，所述液氮存储箱包括外层保温箱和内层保温箱，所述外层保温箱与所述外壳之间形成一外部中空腔，所述外层保温箱与内层保温箱之间形成一内部中空腔；所述外部中空腔内填充有保温填充物，所述内部中空腔内填充有液氮吸附剂，所述内层保温箱内设有凹槽，所述凹槽内放置有一冷冻细胞盒或单只的细胞冻存管。本发明通过液氮在内层保温箱形成超低温环境实现冷冻细胞的储存和转移，显著提高冻存细胞的质量，避免冷冻细胞在转运过程中温度剧烈变化造成的对细胞的损伤，便携式的设计方便实用。设备经济，有较大的商业推广前景。

权利要求

1.一种便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，包括一外壳，所述外壳内设有液氮存储箱，所述液氮存储箱包括外层保温箱和内层保温箱，所述外层保温箱与所述外壳之间形成一外部中空腔，所述外层保温箱与内层保温箱之间形成一内部中空腔；

所述外部中空腔内填充有保温填充物，所述内部中空腔内填充有液氮吸附剂，所述内层保温箱内设有一凹槽，所述凹槽内放置有一冷冻细胞盒；

所述冷冻细胞盒的外壁贴合于所述凹槽的内壁；

所述凹槽底部设有弹性组件，所述弹性组件用于在受压时在自然状态与压缩状态之间进行切换；

所述凹槽的各个面为导热性能良好的材料或带有多孔的不锈钢网板。

2.如权利要求1所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述冷冻细胞盒内设有若干用于放置冷冻细胞冻存管的管架。

3.如权利要求1所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述便携式超低温细胞运输存储装置还设有密封盖，所述密封盖用于密封所述凹槽。

4.如权利要求1所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述液氮存储箱上覆盖所述外部中空腔的上表面设有若干用于放置冷冻细胞试管的管槽。

5.如权利要求1所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述外壳内还设有控制箱，所述控制箱与所述液氮存储箱集成于一体。

6.如权利要求5所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述控制箱内还设有报警模块、显示模块、控制模块、RAM模块和USB接口，所述报警模块、所述显示模块、所述RAM模块和所述USB接口均与所述控制模块电连接。

7.如权利要求6所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述凹槽内还设有温度传感器与液位传感器，所述温度传感器、所述液位传感器均与所述控制模块电连接。

8.如权利要求6所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述控制箱上还设有一液氮输入接口和一液氮输入导管，所述液氮输入接口通过所述液氮输入导管与所述内部中空腔接通。

9.如权利要求1所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述外壳为不锈钢外壳，所述保温填充物为保温棉填充物。

10.如权利要求1所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述便携式超低温细胞运输存储装置还包括一提手，所述提手的两端分别固定于所述液氮存储箱的两侧面。

11.如权利要求1所述的便携式超低温细胞运输存储装置，其特征在于，所述冷冻细胞盒所处的温度为-195.8℃～-130℃。

说明书

一种便携式超低温细胞运输存储装置

技术领域

[0001] 本发明涉及细胞存储转移技术领域，特别涉及一种便携式超低温细胞运输存储装置。

背景技术

[0002] 细胞生物学研究的主要实验对象是各种原代培养或传代培养的细胞或细胞株。为了避免培养细胞在长期体外培养过程中造成的污染或多次传代引起的基因突变，实验者会将所培养的细胞在生长旺盛期时进行冻存，冻存细胞储存在加入细胞冻存液的细胞冻存管中，然后放置于-196℃的液氮中，在这种超低温环境下，细胞可以长期保存。在实验需要时，实验者可以将所冻存细胞在37℃复苏进行所需要的实验，这样可以最大限度的保证细胞的遗传稳定性。

[0003] 细胞生物学研究表明冻存细胞储存温度最好始终控制在-130℃以下，冻存细胞内的水不会形成结晶，细胞结构不会受到破坏，从而最大限度保证冻存细胞的质量，使复苏后的细胞活率较高。此外，研究表明细胞内的新陈代谢在温度降低到-130℃时几乎会完全停止，细胞内部高度有序的结构状态不会被打乱，细胞内部蛋白质、酶以及其他细胞器不会被破坏。冻存细胞复苏后不仅具有正常的细胞形态，更重要的是保持了细胞的完整生物学特征。因此在对冻存状态下细胞的存取必须保证始终处于-130℃以下的超低温环境中，只有这样存储的冻存细胞在将来科学研究或治疗回输时才能保证所需要的质量。

[0004] 目前市面上没有专门的冷冻细胞运输存储装置。因此在当前的操作条件下，提取、使用冻存细胞或者进行细胞库整理时，或者冷冻细胞进行运输时，一般将细胞冻存管置于干冰或者普通冰块中以维持低温或者使用程序降温盒，但是这样的温度条件会使冻存细胞经历不必要的升温，即从-196℃低温环境中拿到-20℃以上的环境中，再由这样的环境温度回到-196℃的液氮中。这样剧烈的温度变化会使冷冻细胞活性和质量带来严重的影响。即使暴露时间很短，冷冻细胞还是经历了一次剧烈的温度变化，只要冷冻细胞温度从-196℃升高到接近玻璃化的温度，即-130℃以上，细胞冻存液溶液内部会发生缓慢持续的变化，发生重结晶。绝大多数细胞在-5℃～-60℃时，胞内形成冰晶，导致细胞死亡，因此-5℃～-60℃称作细胞的危险温度区。

[0005] 有些操作人员使用装有液氮的保温杯来进行上述操作，虽然保证了低温环境，但是这样的措施不适合长距离或者颠簸状态下的运输，而且在用镊子取冻存管时，容易发生冻伤。此外由于冻存管是直接投到液氮中，如果出现冻存管上信息在存取中丢失，将出现冻存管内细胞混淆。

[0006] 公开号为CN103988836A的专利“一种细胞存储盒”的储存细胞装置，用于不同的细胞在复苏后需要存储在所需要的温度环境中进行保存运输，满足了细胞冷冻盒不能够达到的要求，但是这仅限于复苏后的保存运输，如果细胞还未复苏，需要在冷冻状态下短距离转移，该发明达不到要求。

发明内容

[0007] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中将冷冻细胞进行转移时由于没有专门的转移存储装置而导致破坏冷冻细胞活性、容易造成冻伤以及容易出现冻存管信息丢失而导致冻存管内细胞混淆的缺陷，提出了一种可用于冷冻细胞短距离存储转移并方便取用的冷冻细胞的存储装置。

[0008] 本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：

[0009] 一种便携式超低温细胞运输存储装置，其特点在于，包括一外壳，所述外壳内设有液氮存储箱，所述液氮存储箱包括外层保温箱和内层保温箱，所述外层保温箱与所述外壳之间形成一外部中空腔，所述外层保温箱与内层保温箱之间形成一内部中空腔；

[0010] 所述外部中空腔内填充有保温填充物，所述内部中空腔内填充有液氮吸附剂，所述内层保温箱内设有一凹槽，所述凹槽内放置有一冷冻细胞盒。

[0011] 在本方案中，通过液氮吸附剂吸附的液氮使冷冻细胞盒处于液氮环境中，保证了冷冻细胞处于超低温环境。此外，在外层中空腔中填充有保温填充物，通过隔离内外部温度进行保温，延长了冷冻细胞处于超低温环境中的时间，保证了冷冻细胞在转移过程中的细胞活性。

[0012] 较佳地，所述凹槽的各个面为铝板或带有多孔的不锈钢网板。

[0013] 在本方案中，凹槽的各个面为带有多孔的不锈钢网板，有利于内层保温盒的热对流，保证了细胞处于超低温环境；而铝板由于导热性能良好，保证了细胞处于超低温环境，而且防止了直接接触液氮导致被冻伤的情形。

[0014] 较佳地，所述冷冻细胞盒内设有若干用于放置冷冻细胞试管的管架。

[0015] 较佳地，所述冷冻细胞盒的外壁贴合于所述凹槽的内壁。

[0016] 在本方案中，冷冻细胞盒的外壁与凹槽的内壁贴合，减少了液氮挥发后氮气的泄漏。

[0017] 较佳地，所述便携式超低温细胞运输存储装置还设有密封盖，所述密封盖用于密封所述凹槽。

[0018] 在本方案中，通过所述密封盖对凹槽进行密封，可以有效防止转移过程中的振动和冲击，并减少液氮的挥发，使整个冷冻细胞盒处于均匀的超低温环境中。

[0019] 较佳地，所述液氮存储箱上覆盖所述外部中空腔的上表面设有若干用于放置冷冻细胞试管的管槽。

[0020] 在本方案中，所述管槽可用于放置冷冻细胞试管，便于冷冻细胞盒中冷冻细胞试管的取放和整理，而且避免了取放过程中各冷冻细胞试管的混淆。

[0021] 较佳地，所述凹槽底部设有弹性组件，所述弹性组件用于在受压时在自然状态与压缩状态之间进行切换。

[0022] 在本方案中，通过按压冷冻细胞盒改变弹性组件的状态，便于冷冻细胞盒的取放，提高了用户体验。

[0023] 较佳地，所述外壳内还设有控制箱，所述控制箱与所述液氮存储箱集成于一体。

[0024] 较佳地，所述控制箱内还设有报警模块、显示模块、控制模块、RAM(Random Access Memory，随机存储器)模块和USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口，所述报警模块、所述显示模块、所述RAM模块和所述USB接口均与所述控制模块电连接。

[0025] 较佳地，所述凹槽内还设有温度传感器与液位传感器，所述温度传感器、所述液位传感器均与所述控制模块电连接。

[0026] 在本方案中，温度传感器用于监测温度，液位传感器用于监测液位，若监测到的温度和液位超过了预设范围，则会报警。

[0027] 较佳地，所述控制箱上还设有一液氮输入接口和一液氮输入导管，所述液氮输入接口通过所述液氮输入导管与所述内部中空腔接通。

[0028] 较佳地，所述外壳为不锈钢外壳，所述保温填充物为保温棉填充物。

[0029] 所述便携式超低温细胞运输存储装置还包括一提手，所述提手的两端分别固定于所述液氮存储箱的两侧面。

[0030] 在本方案中，该提手可以使该装置方便携带，提高了用户体验。

[0031] 较佳地，所述冷冻细胞盒所处的温度为-195.8℃～-130℃。

[0032] 本发明的积极进步效果在于：通过本发明的便携式超低温细胞运输存储装置，可以在保证冷冻细胞活性的情况下对冷冻细胞进行一定距离的存储转移，同时可以监测温度和液位信息，若监测到的温度和液位超过预设范围，则会报警，提醒用户及时采取相关措施。

附图说明

[0033] 图1为本发明实施例1的便携式超低温细胞运输存储装置的结构示意图。

[0034] 图2为本发明实施例1的便携式超低温细胞运输存储装置俯视的平面结构示意图。

[0035] 图3为本发明实施例1的便携式超低温细胞运输存储装置内的电连接示意图。

[0036] 图4为本发明实施例2的便携式超低温细胞运输存储装置的结构示意图。

[0037] 图5为本发明实施例2的便携式超低温细胞运输存储装置俯视的平面结构示意图。

[0038] 图6为使用本发明实施例2的便携式超低温细胞运输存储装置和传统运输盒存取冷冻细胞30次后复苏细胞的活率比较图。

[0039] 图7为使用本发明实施例2的便携式超低温细胞运输存储装置和传统运输盒存取冷冻细胞30次后复苏细胞的72小时倍增率比较图。

具体实施方式

[0040] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

[0041] 实施例1

[0042] 如图1所示，一种便携式超低温细胞运输存储装置，包括一外壳0和密封盖4，该外壳内设有液氮存储箱和控制箱3，该液氮存储箱和控制箱3集成于一体，该外壳为导热性能较好的材料，该材料可以为不锈钢。

[0043] 该液氮存储箱包括外层保温箱1和内层保温箱2，外层保温箱1与外壳0之间形成一外部中空腔10，外层保温箱1与内层保温箱2之间形成一内部中空腔12。该便携式超低温细胞运输存储装置俯视的平面结构示意图如图2所示。

[0044] 外部中空腔10内填充有保温棉填充物，所述保温棉填充物可以通过隔离内外部温度的交换实现保温功能。

[0045] 内部中空腔12内填充有液氮吸附剂，该液氮吸附剂用于吸附液氮，从而保证了内层保温箱2的超低温环境，该超低温环境是指冷冻细胞盒所处的温度为-130℃以下的环境，比如冷冻细胞盒处的温度可以为-195.8℃～-130℃。

[0046] 该内层保温箱2内还设有一凹槽21，该凹槽21内放置有一冷冻细胞盒210，该冷冻细胞盒210内设有若干管架2101，所述管架2101用于放置冷冻细胞试管。即使在存取冷冻细胞试管时，冷冻细胞试管上信息不慎丢失，只要按顺序摆放冷冻细胞试管，也可知道对应冷冻细胞试管相关信息。通过液氮吸附剂吸附的液氮保证了冷冻细胞试管均处于-130℃以下。

[0047] 该内层保温箱2的箱板即凹槽21的前后左右和底面为带有多个小孔的不锈钢网板，从而有利于内层保温箱2的热对流，保证了冷冻细胞处于超低温环境。该凹槽21的前后左右也可为铝板，该铝板为无通孔的铝板，由于铝板导热性能良好，可以保证冷冻细胞处于超低温环境。凹槽各面的材质并不限于以上所述，可以根据实际情况进行选择，这里不再一一赘述。

[0048] 冷冻细胞盒210的外壁贴合于凹槽21的内壁，减少了液氮挥发后氮气的泄漏。

[0049] 在装有冷冻细胞的便携式超低温细胞运输存储装置在转移过程中，该便携式超低温细胞运输存储装置的密封盖4可以有效密封凹槽21，使冷冻细胞盒210保持固定，从而有效避免了在转移过程中冷冻细胞盒210的振动和冲击可能造成冷冻细胞试管破裂的风险，并进一步减少了液氮挥发后氮气的泄漏，使整个冷冻细胞盒210处于均匀的超低温环境中。

[0050] 因此，在将冷冻细胞保存于该液氮储存箱中，可以方便实现存储转移并且不破坏冷冻细胞的活性，方便实用。

[0051] 此外，该控制箱3上还设有一液氮输入导管31和一液氮输入接口32，该液氮输入接口32通过液氮输入导管31与内部中空腔12接通，该液氮输入导管31用于将液氮输入到内部中空腔12中。该液氮输入接口32与外壳0通过螺接固定，该液氮输入接口32与液氮输入导管31通过胶接密封固定。通过该液氮输入接口32和液氮输入导管31可以实时输入液氮，方便实用，极大地提高了用户体验。

[0052] 如图3所示，该控制箱3还设有报警模块303、控制模块304、显示模块305、RAM模块306以及USB接口307，凹槽21内还设有液位传感器301和温度传感器302，其中，液位传感器
301、温度传感器302、报警模块303、显示模块305、RAM模块306及USB接口307均与控制模块
304电连接。

[0053] 将冷冻细胞盒210从液氮罐中取出置于该便携式超低温细胞运输存储装置的内层保温箱2内时，温度传感器302和液位传感器301检测内部保温箱2的温度和液位是否超出了预设的范围，若超出了预设的范围，则控制模块304控制报警模块303进行报警。并且温度传感器302和液位传感器301将检测到的温度和液位信息实时通过控制模块304发送给显示模块305进行显示，以及存储于RAM模块306内部，保证了数据的原始、真实、准确、安全和可追溯。

[0054] 此外，用户可以通过USB接口307实时获取冷冻细胞转移装置内的以往温度和液位信息进行数据分析和事故原因追踪。

[0055] 实施例2

[0056] 如图4和图5所示，实施例2在实施例1的基础上做了进一步的改进，改进之处在于：凹槽2底部设有弹性组件7，该弹性组件7用于在受压时在自然状态与压缩状态之间进行切换；液氮存储箱上与密封盖4贴合的端面设有若干管槽6；以及便携式超低温细胞运输存储装置还包括一提手5，该提手的两端分别固定于液氮存储箱的两侧面。

[0057] 在本方案中，凹槽2底部设置的弹性组件7在被按压时会在自然状态与压缩状态之间进行切换，在冷冻细胞盒21处于凹槽2中时，当弹性组件7处于自然状态时，用户按压冷冻细胞盒21，由于力的相互作用，该弹性组件7受压，当压力达到阈值时，弹性组件7由自然状态切换到压缩状态，此时，冷冻细胞盒21完全进入凹槽2内；当用户想取出该冷冻细胞盒21时，再次按压该冷冻细胞盒21，当压力达到阈值时，弹性组件7由压缩状态切换为自然状态，由于力的相互作用，冷冻细胞盒21被弹起，用户可以方便取用，而且避免了接触液氮环境导致冻伤的情形，极大提高了用户体验。所述自然状态是指该弹性组件7为自然屈伸的状态，压缩状态是指该弹性组件7收到压力后收缩的状态。该弹性组件可以为弹簧。

[0058] 此外，通过在液氮存储箱上覆盖外部中空腔的上表面设有若干用于放置冷冻细胞试管的管槽6，比如6个管槽6，可以将冷冻细胞盒中的冷冻细胞试管放入管槽6中，方便用户对冷冻细胞和21中冷冻细胞试管的取放、整理和使用，提高了用户体验。该便携式超低温细胞运输存储装置还包括一提手5，提手5的两端分别固定于所述液氮存储箱的两侧面，使该装置方便携带，提高了用户体验。

[0059] 在本方案中，使用本专利较佳实施例的便携式超低温细胞运输存储装置存取细胞时，将液氮罐中冻存盒取出置于该便携式超低温细胞运输存储装置中2分钟，而后放回液氮罐中，每日重复一次该操作，共30天，总计30次。对比组按照现行的细胞存取和整理方式，将冻存盒置于室温中2分钟，而后放回液氮罐中，每日重复一次该操作，共30天，总计30次。实验结果(图6和图7所示)表明SMMC 7721和hybridoma两种细胞按上述两种不同方法存取30次以后，在细胞的活率和复苏72小时后细胞扩增率上存在明显的差异(应用双因子方差分析，P<0.0001)。按照本发明较佳实施例的便携式超低温细胞运输存储装置在30次反复存取后，冻存细胞的活率基本维持在95％左右，而按照现行的细胞存取和整理方式(室温下)在30次反复存取后，冻存细胞的活率由95％下降至35％左右。在存取过程中对环境温度有严格控制的细胞存取方式(本发明专利)，可有效地保证冷冻细胞反复存取后复苏细胞的活率，30次存取后的活率接近原来的细胞活率，且这种保护的效果不受细胞类型影响的(应用双因子方差分析，P＝0.4782)。这个实验清楚地证明了在细胞冻存过程中避免温度剧烈变化对保护细胞活率和复苏后细胞扩增率的必要性，体现本专利的价值所在。

[0060] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。