[发明专利]一种细胞冻干系统和方法

说明书

本发明公开了一种细胞冻干系统，包括：加温氮气供给机构、冻干工作箱和排气机构，所述加温氮气供给机构、所述冻干工作箱和所述排气机构之间依次通过第一连接管连接；所述加温氮气供给机构将加热后的气态氮供给至所述冻干工作箱；所述冻干工作箱在放入经过液氮冷冻后的细胞样品后按照预设模式升温同时持续通入加热后的气态氮，使细胞样品的固态水升华为气态水；所述冻干工作箱已预先调整至适宜经过液氮冷冻后的细胞样品放入的温度；所述排气机构用于排出包含由细胞样品的固态水升华而得的气态水的气态氮。本发明还对应公开一种细胞冻干方法。本发明能有效解决细胞冻干损伤和污染的问题，实现细胞冻干的安全、高效和低成本。

技术领域

本发明涉及细胞保存技术领域，尤其涉及一种细胞冻干系统和方法。

背景技术

常用的细胞脱水方法为真空冻干法，该方法依赖真空冻干装置实现局限空间内气态水分压的控制和升华能源输入，完成细胞冻干。这一方法获得的冻干细胞存在明显的微结构破坏，复苏率偏低。冻干损伤的具体原理不明确，主要的影响因素可能是冻干过程中细胞内部应力作用。目前常用的工业设备条件下，难以低成本获得低于-90℃的可控温度环境，用于细胞冻干的人工环境起始工作温度一般不低于-90℃，而细胞冷冻常用液氮作为工作介质，二者存在巨大的温度差异，这可能是导致细胞冻干损伤的重要原因。

目前，细胞实验室常用的冻干设备还存在严重的污染问题。由于该设备需要真空泵连续运转超过24小时，以控制工作空间的气态水分压、维持负压状态，真空泵连续运转，不能避免滑油的蒸发消耗，也很难控制严重的振动与噪音，因此，该设备与细胞实验室存在匹配不良的问题，不能室内运行，也难以与细胞冻融设备进行工序连接。

细胞是复杂生命体基本的功能单元，人类健康与疾病的定义对象最终都指向细胞。人类医学从以器官、系统、组织为考察和干预对象开始，现在已经快速转向到细胞方法，包括基因编辑、高通量DNA测序、人工修饰的免疫细胞方法，等等。这些方法可以称为临床细胞方法，更高效率更低成本的临床医学方法体系正在快速建立。细胞医学时代，安全、低成本保存细胞，具有重大的社会意义和经济意义。建立安全、高效、低成本的细胞冻干方法和设备，是细胞医学和细胞工业的基础之一。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种细胞冻干系统和方法，能有效解决细胞冻干损伤和污染的问题，同时实现安全、高效、低成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种细胞冻干系统，包括：

加温氮气供给机构、冻干工作箱和排气机构，所述加温氮气供给机构、所述冻干工作箱和所述排气机构之间依次通过第一连接管连接；其中，所述加温氮气供给机构将加热后的气态氮供给至所述冻干工作箱；所述冻干工作箱在放入细胞样品后按照预设模式升温同时持续通入加热后的所述气态氮，以对所述细胞样品进行冻干处理，使所述细胞样品的固态水升华为气态水至所述气态氮中，其中，所述细胞样品为经过液氮冷冻后的细胞样品，所述冻干工作箱已预先调整至适宜所述经过液氮冷冻后的细胞样品放入的温度；所述排气机构用于排出包含由所述细胞样品的固态水升华而得的气态水的气态氮。

与现有技术相比，本发明公开的一种细胞冻干系统通过设置加温氮气供给机构、冻干工作箱和排气机构，由加热氮气供给机构提供加热后的氮气至冻干工作箱，由冻干工作箱已预先预冷的情况下在放入细胞样品后，按照预设模式升温同时持续通入加热后的所述气态氮，对所述细胞样品进行冻干处理，以干燥洁净气态氮作为升华干燥的热介质与惰性保护剂，以液氮温度为升华起点温度，使所述细胞样品的固态水升华为气态水，然后通过排气机构排出包含由所述细胞样品的固态水升华而得的气态水的气态氮的技术方案，冻干工作箱已预先调整至适宜所述经过液氮冷冻后的细胞样品放入的温度，由于细胞样品放入时冻干工作箱已预先调整至适宜温度，解决了由于放入的初始温差过大而导致的细胞损伤问题，采用氮作为升华介质，通过持续升温提供升华能量，能够在常压状态下完成细胞样品的升华脱水，而且氮工业价格，对环境污染小耗能少，获得了安全、高效、低成本的有益效果。

进一步的，所述冻干工作箱包括: