專(zhuān)利名稱(chēng)：方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，尤其是一種用于方向性冰晶生 長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置。
背景技術(shù)：
低溫顯微鏡系統(tǒng)是低溫生物學(xué)中的最重要工具之一。低溫顯微鏡 可以直接觀察和攝錄生物體在降溫過(guò)程中的形態(tài)變化，進(jìn)而常用于研 究冷凍過(guò)程中冷卻速率和每一時(shí)刻溫度下降率的影響，從而建立冷卻 速率對(duì)低溫保存方案結(jié)果的重要影響，促進(jìn)對(duì)冷凍過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象 的質(zhì)和量的研究。大多數(shù)低溫顯微鏡中，低溫臺(tái)用于放置欲冷凍的細(xì) 胞懸浮液，大多設(shè)計(jì)成這樣樣品和低溫臺(tái)的溫度在空間分布上是一 致的，在預(yù)定冷卻速率下的冷凍是通過(guò)及時(shí)改變控制模式中低溫臺(tái)和 樣品的相同溫度而獲得，主要優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)時(shí)連續(xù)觀察某個(gè)細(xì)胞的物理 現(xiàn)象。然而在冷凍生物材料樣品的過(guò)程中，冷凍過(guò)程始于樣品外表面， 通過(guò)固液界面?zhèn)魉椭羶?nèi)部，其溫度分布在空間上很不一致，冷凍過(guò)程 是沿著溫度梯度方向進(jìn)行的。上述相同溫度的低溫臺(tái)在個(gè)體細(xì)胞冷凍 過(guò)程研究中極其重要，但無(wú)法模擬定向冷凍過(guò)程。為更好地理解大型 生物材料樣品中的冷凍過(guò)程，觀察低溫顯微鏡下的定向冷凍過(guò)程是很 重要的，故而需研制用以觀察定向冷凍過(guò)程的實(shí)用新型低溫顯微鏡系目前，已有不少用以觀察定向冷凍過(guò)程的實(shí)用新型低溫顯微鏡系 統(tǒng)，主要由顯微鏡下的固定載玻片組成的。欲冷凍的樣品置于載玻片 上，通過(guò)降低固定載玻片的邊緣溫度來(lái)冷凍，載玻片上會(huì)出現(xiàn)由時(shí)間 決定的溫度梯度，從而使樣品發(fā)生定向冷凍。這些系統(tǒng)中，冷凍樣品 的溫度預(yù)處理由強(qiáng)加于載玻片邊緣的熱邊界條件決定，且由載玻片的 熱物理特性控制，故而會(huì)導(dǎo)致冷凍時(shí)易變的不受控制的冷卻速率遍及 整個(gè)樣品。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn) 臺(tái)裝置，該裝置的低溫臺(tái)由溫度恒定的高、低溫兩部分組成，兩者間 的距離是可以自由調(diào)節(jié)的，以使冷卻速率在冷凍過(guò)程中得到精確控 制，從而生物材料樣品可在一穩(wěn)定的、可控制的冷卻速率下發(fā)生定向 冷凍。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 一種方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，包括低溫臺(tái)、步進(jìn)電動(dòng)缸，其 特點(diǎn)是-
a)低溫臺(tái)為長(zhǎng)方體，由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)長(zhǎng)方體銅塊和一塊絕緣底板組成， 兩銅塊內(nèi)分別設(shè)環(huán)形冷源通道和溫水通道，其中一銅塊上開(kāi)有冷源 進(jìn)、出口，另一銅塊上開(kāi)有溫水進(jìn)、出口，且在兩銅塊上開(kāi)有放置載 玻片凹槽；絕緣底板上設(shè)有卡緊兩銅塊的凹槽，并開(kāi)有用于采光的圓 形透光孔；內(nèi)設(shè)環(huán)形冷源通道的銅塊固定在絕緣底板上，且壓住透光 孔邊緣，用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的采光和減少冷源傳熱所引起的顯微鏡色溫片表面結(jié)露；內(nèi)設(shè)環(huán)形溫水通道的銅塊置于絕緣底板凹槽內(nèi)，并可在 絕緣底板凹槽內(nèi)滑動(dòng)，用于調(diào)節(jié)兩銅塊之間的距離；
b)步進(jìn)電動(dòng)缸與載玻片相連，載玻片通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)缸的調(diào)速推進(jìn)實(shí)
現(xiàn)由高溫端向低溫端移動(dòng)，用于不同冷卻速度下的要求；
C)銅-康銅熱電偶一端貼在銅塊內(nèi)側(cè)以標(biāo)定各自溫度，用于確保兩銅
塊之間的溫差。
低溫臺(tái)上兩銅塊之間的距離調(diào)節(jié)范圍為0 20毫米；步進(jìn)電動(dòng)缸
的推進(jìn)速度調(diào)節(jié)范圍為0. 00027 1毫米/秒，冷卻速率為1. 5 1000 TV分鐘。
本實(shí)用新型的有益效果是該裝置的低溫臺(tái)由溫度恒定的高、低 溫兩部分組成，兩者間的距離是可以自由調(diào)節(jié)的，以使冷卻速率在冷 凍過(guò)程中得到精確控制，從而生物材料樣品可在一穩(wěn)定的、可控制的 冷卻速率下發(fā)生定向冷凍。
本實(shí)用新型可同時(shí)獲得降溫過(guò)程中樣品的顯微圖像。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中沿A-A的剖視圖； 圖3是圖1中沿B-B的剖視圖4是步進(jìn)電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)示意圖5是本實(shí)用新型系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，
包括低溫臺(tái)、步進(jìn)電動(dòng)缸13。
低溫臺(tái)為長(zhǎng)方體，由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)長(zhǎng)方體銅塊l， 4和一塊絕緣底板 5組成。兩銅塊1， 4內(nèi)分別設(shè)環(huán)形冷源(-15(TC)通道2和溫水(37 。C)通道3， 一銅塊1上開(kāi)有冷源進(jìn)口8和出口7，另一銅塊4上開(kāi) 有溫水進(jìn)口 IO和出口 11，兩銅塊l， 4上另設(shè)有一凹槽6，絕緣底板 5開(kāi)有一圓形透光孔9。內(nèi)設(shè)環(huán)形冷源通道2的銅塊1固定在絕緣底 板5上，且壓住透光孔9邊緣，用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的采光和減少冷源傳 熱所引起的顯微鏡色溫片表面結(jié)露；內(nèi)設(shè)環(huán)形溫水通道3的銅塊4置 于絕緣底板5凹槽內(nèi)，并可在絕緣底板5凹槽內(nèi)滑動(dòng)，用于調(diào)節(jié)兩銅 塊l， 4之間的距離；
步進(jìn)電動(dòng)缸13與載玻片12相連，載玻片12通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)缸13 的調(diào)速推進(jìn)實(shí)現(xiàn)由高溫端向低溫端移動(dòng)，用于不同冷卻速度下的要 求；
銅-康銅熱電偶14一端貼在銅塊內(nèi)側(cè)以標(biāo)定各自溫度，用于確保 兩銅塊l， 4之間的溫差。
本實(shí)用新型低溫顯微鏡系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)(圖5所示)，液氮容器中 的液氮在壓力作用下由冷源進(jìn)口 8進(jìn)入環(huán)形冷源通道2，使長(zhǎng)方體黃 銅塊1的溫度降低至-150°C (溫度可通過(guò)銅-康銅熱電偶14標(biāo)定)， 換熱后的冷源經(jīng)出口 7排放，恒溫水浴箱中的溫水(37°C)在循環(huán)泵 作用下由溫水進(jìn)口 10進(jìn)入環(huán)形溫水通道3，使長(zhǎng)方體黃銅塊4的溫度升高至37°C (溫度可通過(guò)銅-康銅熱電偶14標(biāo)定)，換熱后的溫 水經(jīng)溫水出口 11回到恒溫水浴箱中；因內(nèi)設(shè)環(huán)形冷源通道2的銅塊 1固定在絕緣底板5上，故通過(guò)在絕緣底板5凹槽上自由滑動(dòng)內(nèi)設(shè)環(huán) 形溫水通道3的銅塊4，將兩銅塊l， 4之間的距離調(diào)節(jié)到所需要求； 調(diào)整步進(jìn)電動(dòng)缸13的推進(jìn)速度以達(dá)到所需冷卻速率的要求，緩慢地 推動(dòng)載玻片12由高溫短向低溫端移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)樣品16中冰晶的定 向生長(zhǎng)。
低溫臺(tái)上兩銅塊l， 4之間的距離可在0 20毫米內(nèi)調(diào)節(jié)。步進(jìn) 電動(dòng)缸13的推進(jìn)速度可在0. 00027 1毫米/秒的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，冷卻 速率可以精確控制，且可在1. 5 100(TC/分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，包括低溫臺(tái)、步進(jìn)電動(dòng)缸(13)，其特征在于所述低溫臺(tái)為長(zhǎng)方體，由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)長(zhǎng)方體銅塊(1，4)和一塊絕緣底板(5)組成，兩銅塊(1，4)內(nèi)分別設(shè)環(huán)形冷源通道(2)和溫水通道(3)，其中一銅塊(1)上開(kāi)有冷源進(jìn)、出口(8，7)，另一銅塊上開(kāi)有溫水進(jìn)、出口(10，11)，且在兩銅塊(1，4)上開(kāi)有放置載玻片凹槽(6)；絕緣底板(5)上設(shè)有卡緊兩銅塊的凹槽，并開(kāi)有用于采光的圓形透光孔(9)；內(nèi)設(shè)環(huán)形冷源通道(2)的銅塊(1)固定在絕緣底板(5)上，且壓住透光孔(9)邊緣，用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的采光和減少冷源傳熱所引起的顯微鏡色溫片表面結(jié)露；內(nèi)設(shè)環(huán)形溫水通道(3)的銅塊(4)置于絕緣底板(5)凹槽內(nèi)，并可在絕緣底板(5)凹槽內(nèi)滑動(dòng)，用于調(diào)節(jié)兩銅塊(1，4)之間的距離；所述步進(jìn)電動(dòng)缸(13)與載玻片(12)相連，載玻片(12)通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)缸(13)的調(diào)速推進(jìn)實(shí)現(xiàn)由高溫端向低溫端移動(dòng)，用于不同冷卻速度下的要求；所述銅-康銅熱電偶(14)一端貼在銅塊(1，4)內(nèi)側(cè)以標(biāo)定各自溫度，用于確保兩銅塊(1，4)之間的溫差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于， 所述低溫臺(tái)上兩銅塊(1， 4)之間的距離調(diào)節(jié)范圍為0 20毫米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，其特征在于，所述步進(jìn)電動(dòng)缸(13)的推進(jìn)速度的調(diào)節(jié)范圍為0.00027 1毫米/ 秒，冷卻速率為1.5 100(TC/分鐘。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種方向性冰晶生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置，包括低溫臺(tái)、步進(jìn)電動(dòng)缸。低溫臺(tái)由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)長(zhǎng)方體銅塊和一塊絕緣底板組成，兩銅塊內(nèi)分別設(shè)環(huán)形冷源通道和溫水通道，其中一銅塊上開(kāi)有冷源進(jìn)、出口，另一銅塊上開(kāi)有溫水進(jìn)、出口，且在兩銅塊上開(kāi)有放置載玻片凹槽；一塊銅塊固定在絕緣底板上，且壓住透光孔邊緣，另一銅塊置于絕緣底板凹槽內(nèi)，并可在絕緣底板凹槽內(nèi)滑動(dòng)，步進(jìn)電動(dòng)缸與載玻片相連。該裝置的兩銅塊兩者間的距離可以自由調(diào)節(jié)的，以使冷卻速率在冷凍過(guò)程中可以大幅度調(diào)節(jié)并得到精確控制，從而使生物材料樣品可在一穩(wěn)定的、可控制的冷卻速率下發(fā)生定向冷凍。本實(shí)用新型可同時(shí)獲得降溫過(guò)程中樣品的顯微圖像。
文檔編號(hào)B01L9/02GK201143432SQ200720199329
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者劉寶林, 萍 林, 鄧琬子 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)