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程序降温仪及其工作原理

微机控制的降温仪是实现生物材料深低温保存的关键设备,根据降温及控制原理不同,可以将其分为两类:①液氮喷射式降温仪。②升降式降温仪。它们均以液氮为制冷源。液氮喷射式降温仪是美国的Baartz等于20世纪70年代末研制成功的。主要由冷却室、低温电磁阀、风扇、温度传感器、放大电路、微处理机和液氮容器组成。

其降温过程是由微机按预先设定的程序执行,可在不同温度区间执行不同的降温速率。氮气由液氮瓶经输送管道送至氮气入口,低温电磁阀调节氮气流量。目前喷射式降温仪温控范围已经达到+60~-180℃,降温速度为-0.01~-60℃/min,升温速度为0.01~10℃/min,温控精确度达到了0.01℃/min。

液氮喷射式降温仪适合较大容积样本的降温保存,优点在于控温精确,受外界环境干扰小,但是其价格昂贵,液氮消耗量大,液氮中如有少量水分就会造成输送管道堵塞和低温电磁阀失灵。

升降式降温仪是国内学者胨儿同等于1987年研制的,由液氮容器、步进机、微机控制系统和记录仪组成。它是利用液氮的自然蒸发在杜瓦瓶颈部所形成的温场(0~-196℃),由步进机根据预先设定的降温、复温程序控制生物标本在此温度区内上下移动的速率,来控制标本的温度和降温速率。它的温控范围在室温至-196℃之间,降温速度在-0.01~-10℃/min。升降式降温仪适用于小容积样本的冻存,优点是成本低,液氮消耗少,操作简单,但是控温精确度不如喷射式降温仪。

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