[发明专利]使用氮气的低温工作站

说明书

技术领域

本发明涉及用于需要低操作温度的手动和自动程序的开顶式工作站，以及用于制 备和使用所述工作站的方法。

相关申请

该专利申请要求以下临时申请中每一个的优先权：No.61/830,354(2013年6月3日 提交)；No.61/860,801(2013年7月31日提交)；No.61/873,298(2013年9月3日提交)；No.61/ 879,624(2013年9月18日提交)；以及No.61/890,036(2013年10月11日提交)。这些专利申请 中每一个的全部内容均以引用方式出于所有目的并入本文。

背景技术

为了最佳结果，许多工业、商业和研究方法要求将物体或材料保持在低温下。例 如，低温下的低温保存或维持是确保试样和产品的分子完整性的常用手段。在较高温度下 在相对短时间间隔内可降解的物质可以在低于所述物质的冰点的温度下储存较长持续时 间而具有有限变化或无变化。虽然冷冻储存可有效减小样品降解的速率，但在含水溶液和 生物试样中，分子活动直至温度接近-130℃才停止。在高于该点的温度下，试样仍然具有重 新排序立体结构的机会，从而形成可能导致样品完整性下降的试样变化。这种类型的样品 损坏的实例包括，在解冻时，低温储存的细胞的活力降低、酶活性降低、以及药物效力降低。

冷冻试样的有害变化的几率在样品经历温度的瞬时波动的条件下大大增加，温度 的瞬时波动诸如当储存材料从一个低温储存系统转移到另一个时，或者当保持在经历温度 突增的储存系统内部时可能发生，温度突增如在冷冻室门打开用于正常访问、在电源故障 的时间间隔期间、或甚至随时间推移在正常机械制冷温度循环期间所引起的那些。

虽然具有防止样品中温度突增和波动的需要，但仍然需要对正常冷冻储存系统外 部的样品的大量操作。例如，细胞瓶可能需要重新组织、编目、或追踪，需要暴露于较高温度 下数分钟至一个半小时或更长的时间段。对于冷冻储存外部的延长操作时间的其它要求包 括制备用于海运或本地运输的样品；试销样品的接收、管理和储存；以及冷冻制品的包装和 贴标。

发明内容

本发明提供装置，所述装置为容器，所述容器可将重于空气的气体(通常为冷气 体)保持在井中，或装置的“腔室”中，其中腔室深度的大部分(从装置的底面到腔室的顶部， 底面上放置样品或“物体”)在或低于期望的温度界限，并且其中可通过容器的开口顶部(腔 室的顶部)进行温敏物体的操纵和操作，同时将物体温度维持在指定温度范围内。在一个实 施方式中，本发明的装置是具有由绝热材料构成的一个(如果形状为圆形)或多个(即形状 为矩形或方形)侧面和底部的容器，其包括其中可包含致密冷气体的气密井或腔室。

在一个实施例中，包含的气体为氮气，并且通过使安装在腔室内壁的开口罐(例如 金属罐)内所包含的液氮沸腾而使包含的气体温度保持在期望范围内。所述罐以一定方式 来构造：使得氮蒸气流出物直接排放到腔室中，从而混合腔室气体并增加较热腔室气体暴 露于锅炉的暴露表面的速率，导致容纳感兴趣的样品的腔室部分(从底面到底面上方足够 的高度以确保样品完全包含在重于空气的气体中)中的更均匀且更低的气体温度。

本发明还提供使用装置以操作冷库中的样品的方法以及装置的附加实施方式，所 述装置用于维持并监测罐内液氮含量或腔室内其它冷却剂的量以及收集腔室气体温度数 据用于确保工作体积的温度达标。

本发明的一些实施方案还包括具有磁性安装系统的可移除激光架。所述安装系统 包括当激光架与传感器线束耦合时将电流输送至激光二极管的兼容电端子或触头。所述安 装系统包括可永久性耦合至线束的线束接头。在线束中提供开口，并且电导线延伸出所述 开口并通过线束接头。还提供安装板，所述安装板具有注意导线的极性而附接到导线的电 端子。安装板经由扣件附接到线束接头。安装板的电端子在与线束接头相对的所述板侧面 上向外突出。激光架还包括用于容纳安装板的凹槽。所述凹槽包括与安装板的电导线对齐 的附加电导线。在一些情况下，安装板和凹槽还包括互补磁体，由此安装板暂时或选择性地 经由磁性界面与凹槽耦合。