一种生物样本的干式低温储存系统的制作方法

本发明涉及生物样本储存，具体而言，涉及一种生物样本的干式低温储存系统。

背景技术：

1、现目前玻璃化温度以下的生物样品储存方式有以下几种方式：

2、1、通过液氮罐储存；液氮罐是一种被动式的制冷设备，通常5-10天加注一次液氮，需要建设液氮补充管网或者每台设备就近配置补液罐；要求有较大安装空间，液氮加注有低温伤害和氮气窒息的风险，通常需要气体公司专业人员操作并配置专业防护设备，对于液氮价格高和保密要求高的用户更不友好；液氮运输会经过多次中转倒腾才能进入样本储存罐，会使液氮接触很多有害微生物，这些微生物随液氮进入储存罐，样本解冻复苏后难免会受到这些微生物的影响，对样本复苏率有影响。

3、2、通过超低温冰箱通过超低温冰箱是主动式制冷设备，但发泡保温导致漏热大，特别是储存温度在玻璃化温度以下时，制冷机功耗大且稳定性不佳，相比液氮罐而言其没有蓄冷剂，制冷机故障断电后几个小时就会导致样本升温失效，开门时空气直接进入储存区，低温水汽容易导致内部结冰，降低制冷效率和占用空间，需要定期除冰。

4、3、通过自维持液氮罐通过，自维持液氮罐是主动式制冷设备，使用真空绝热的罐体保温，把液氮充装在保温罐内部的小罐内，使用制冷机的冷量平衡漏热，从而维持住液氮量，正常情况下充装一次液氮可使用1-2年，但同样开盖空气内窜导致内部结霜，设备取放样本麻烦全靠手动操作，没有完全摆脱对加注液氮的依赖；制冷机故障或停电后还是会需要补充液氮。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种生物样本的干式低温储存系统，以解决现有的生物样品储存方式存在依赖加注液氮、加注液氮影响样本、不具备蓄冷功能的问题。

2、本发明是采用以下的技术方案实现的：

3、本发明提供一种生物样本的干式低温储存系统，包括储存罐，所述储存罐采用真空绝热罐体；

4、所述储存罐内部设置有液氮罐；

5、所述液氮罐连接有制冷系统和氮气气源，所述氮气气源用于向所述液氮罐内通入氮气；所述制冷系统用于将冷量传递至所述液氮罐，将氮气液化成液氮，进而将冷量传递至所述储存罐内的样本。

6、本发明的干式低温储存系统用于生物样本在玻璃化温度(≤-136℃)以下的储存。

7、本发明通过向液氮罐内通入氮气，并配合制冷系统对液氮罐降温，使液氮罐内的氮气液化为液氮，摆脱了对加注液氮的依赖，无需专用设备和专业人员进行加注液氮，避免了加注液氮对样品的影响，改善了液氮微生物污染情况；并且在停电时，利用液氮罐内的液氮可持续维持低温约个星期，具备蓄冷能力。

8、作为优选的技术方案：

9、所述储存罐包括外壳和内胆，所述内胆位于所述外壳中，所述内胆与所述外壳之间为真空层；

10、所述内胆内设置有旋转托盘，所述旋转托盘上设置有内外两层环壁，分别为旋转托盘内环壁和旋转托盘外环壁，两层环壁之间的空间用于放置样本，所述液氮罐位于所述旋转托盘内环壁内。

11、作为优选的技术方案：

12、所述液氮罐的外侧面安装有限位滑块。

13、作为优选的技术方案：

14、所述液氮罐内还设置有液位计。

15、作为优选的技术方案：

16、所述液氮罐的中心设置有中心轴，所述中心轴内设置有旋转托盘传动机构，所述旋转托盘与所述旋转托盘传动机构连接，所述旋转托盘传动机构的上部伸出所述储存罐外，并与电动驱动机构连接，所述电动驱动机构能够通过所述旋转托盘传动机构带动所述旋转托盘发生转动。

17、作为优选的技术方案：

18、所述电动驱动机构包括步进电机、皮带、皮带轮一和皮带轮二，所述步进电机的输出轴连接所述皮带轮一，所述皮带轮一和所述皮带轮二之间通过所述皮带连接，所述皮带轮二与所述旋转托盘传动机构连接；

19、所述旋转托盘传动机构包括位于所述中心轴内的主轴，所述主轴连接有过渡管，所述过渡管的下端位于所述内胆中，所述过渡管的上端位于所述内胆与所述外壳之间，所述过渡管用于通过其导热率减少所述液氮罐漏热；所述过渡管连接有传动轴，所述传动轴与所述皮带轮二连接。

20、作为优选的技术方案：

21、所述传动轴的下端位于所述内胆与所述外壳之间，所述传动轴的上端位于所述外壳外部，所述传动轴与所述储存罐之间具有密封结构。

22、作为优选的技术方案：

23、所述传动轴上设置有轴承固定座，所述轴承固定座与所述传动轴之间安装有调心轴承。

24、作为优选的技术方案：

25、所述主轴的上端连接内花键轴，所述内花键轴连接外花键轴，所述外花键轴连接所述过渡管。

26、作为优选的技术方案：

27、所述过渡管采用环氧玻璃钢材质。

28、作为优选的技术方案：

29、所述过渡管不限于采用上述材质，采用其他导热率低的材质也可。

30、作为优选的技术方案：

31、所述电动驱动机构不限于上述形式，其他能够驱动所述传动轴转动的结构也可。

32、作为优选的技术方案：

33、所述外壳的顶部安装有固定台架，所述固定台架的两侧板上对称安装有一组滑轨，所述滑轨内安装有活动平板，所述步进电机安装在所述活动平板上，所述活动平板能够沿所述滑轨运动，使所述皮带张紧或放松，从而使所述皮带轮二与所述传动轴连接或脱离。

34、作为优选的技术方案：

35、所述固定台架上安装有螺母座，所述活动平板安装有挡块，所述挡块与所述螺母座同心，所述挡块上连接有调节螺栓，所述调节螺栓的一端穿过所述挡块与所述螺母座螺纹连接，通过旋转所述调节螺栓，可将所述活动平板实现前后移动。

36、作为优选的技术方案：

37、所述制冷系统包括制冷机、冷头、冷带以及冷板，所述冷板设置在所述液氮罐的内部，所述冷板通过所述冷带连接至所述冷头，所述冷头与所述制冷机连接。

38、作为优选的技术方案：

39、所述氮气气源包括氮气存储罐或氮气制造系统。

40、作为优选的技术方案：

41、所述氮气制造系统包括氮发生器和空压机，所述液氮罐通过进氮管路依次连接所述氮发生器和所述空压机，所述进氮管路上设置有控制阀门。

42、作为优选的技术方案：

43、所述进氮管路连接有支路一，所述支路一上也设置有控制阀门，所述支路一连接外置液氮补给罐，所述外置液氮补给罐用于直接向所述液氮罐内通入液氮。

44、作为优选的技术方案：

45、所述液氮罐还连接有氮气排出管路，所述氮气排出管路上也设置有控制阀门，所述氮气排出管路连接有支路二，所述支路二的端部伸入所述储存罐中，所述支路二上也设置有控制阀门，所述液氮罐内的氮气能够通过所述支路二进入所述储存罐内。

46、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

47、本发明的干式低温储存系统中的储存罐采用真空绝热的设计，能够实现低功耗，延长制冷机寿命；本发明的干式低温储存系统通过制冷机降低液氮罐内的温度，通过空压机、氮发生器生成氮气通入液氮罐中，氮气在低温环境下液化为液氮，彻底摆脱对加注液氮的依赖；本发明的干式低温储存系统通过自动化控制，无需专用设备和专业人员，改善了液氮微生物污染情况；本发明的干式低温储存系统具备蓄冷能力，可在制冷机故障停电时继续维持温度；本发明将液氮罐内的高压低温氮气通入储存罐中，使储存罐内保持微正压，解决了开盖空气窜入导致储存罐内部结霜的问题；本发明的干式低温储存系统在储存罐外部设置有电动旋转系统，实现设备自动旋转和开盖，实现智能化操作。