本發(fā)明涉及實驗器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種冷凍掃描電鏡用樣品凍存裝置。

背景技術(shù)：

冷凍掃描電子顯微可直接對金屬、化學(xué)及高含水生物醫(yī)學(xué)材料進(jìn)行微觀成像，其分辨率介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間，是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的方法，也是生命領(lǐng)域的重要研究工具之一。冷凍掃描電鏡室內(nèi)部為真空環(huán)境，如果將高含水的生物樣品直接放入樣品室會造成樣品失水變形，影響原態(tài)形貌信息，而常規(guī)的固定、脫水、臨界點干燥等方法由于步驟繁冗，對操作人員的技術(shù)水平要求較高，實驗的重復(fù)性較差。工作原理為將生物材料投入液氮雪泥中(-210℃)急速冷卻，可使生物組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成接近于生活狀態(tài)，將樣品中的水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)，最大限度保留了樣品的原貌信息。經(jīng)傳輸裝置轉(zhuǎn)移后再經(jīng)過升華蝕刻、鍍膜等處理，最后放入溫度為-130℃的電鏡腔室內(nèi)的冷臺上，在真空條件下觀察。冷凍掃描電鏡利用電子束激發(fā)出樣品表面的電子信號，再經(jīng)特定的檢測器，如二次電子探測器、背散射探測器等，檢測出電子探針于樣品相互作用后產(chǎn)生的信號，將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，并進(jìn)行前置放大和視頻放大，再使電信號轉(zhuǎn)變成電壓信號后輸送至顯示器。

由于特殊的條件限制，如高粱等大型植株取樣量大時，無法全部樣品搬至實驗室內(nèi)，或觀察氣孔受光照影響的開閉程度時，運(yùn)輸過程可能導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，或取樣時間和儀器使用時間不一致等，冷凍掃描電鏡取材無法在實驗室內(nèi)條件下完成，都需要將樣品必須預(yù)先室外取樣，然后放入液氮中分類凍存等待實驗。開始實驗時，再將樣品取出轉(zhuǎn)移到固定容器內(nèi)，實驗全程樣品表面不能接觸到空氣，否則易在樣品表面發(fā)生產(chǎn)生冰晶或裂紋，影響最終實驗結(jié)果。

目前使用上實驗人員沒有統(tǒng)一的凍存方式，大致有3種：(1)將樣品用鋁箔紙包好，外部寫上編號，然后直接投入200mm口徑的液氮罐中凍存；(2)將樣品分類投入裝有液氮的50ml的ep管，然后整體投入200mm口徑的液氮罐中凍存；(3)將樣品分類投入到裝有液氮的50ml的ep管，然后整體投入到200mm口徑的保溫杯中凍存。

目前的凍存方式存在如下缺陷：

首先，不能快速查找樣品。將樣品用鋁箔紙包好或投入到ep管中，雖然外部有分類標(biāo)記，但最終都是在液氮罐中混放。如果樣品分類很多，就需要在液氮中翻找，不方便快速查找樣品。

其次，凍存樣品的時間較短，長期保存增加維護(hù)成本。由于樣品都是在敞口較大的液氮容器中存放，液氮揮發(fā)較快，敞口液氮罐一般一周左右就已無法滿足凍存條件。如果想長期保存，就需要不斷補(bǔ)充新鮮液氮，且人員要時時留意剩余液氮量的多少，增加了經(jīng)濟(jì)和人員的維護(hù)成本。

再次，樣品在轉(zhuǎn)移過程中易受到損傷，表現(xiàn)在：(1)鋁箔紙包存樣品方式：樣品經(jīng)液氮凍存后發(fā)脆，尤其是葉片類樣品，轉(zhuǎn)移過程很容易會將樣品弄碎；(2)ep管封裝樣品方式：取樣時要將樣品整體倒出，倒出時葉片類樣品很容易會掛壁，使樣品接觸到空氣，產(chǎn)生冰晶或裂紋，冰晶過多會增加后期升華操作損傷樣品的程度，而裂紋的產(chǎn)生后期是無法彌補(bǔ)的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種冷凍掃描電鏡用樣品凍存裝置，其延長了樣品的凍存時間，且便于凍存樣品的轉(zhuǎn)移和分類。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種冷凍掃描電鏡用樣品凍存裝置，在進(jìn)行樣品凍存時，將其放置于液氮罐內(nèi)，該凍存裝置包括載物架和多個樣品盒，所述載物架內(nèi)部沿軸向依次設(shè)有多個獨(dú)立的樣品室，所述樣品盒至少部分(即單個樣品盒的一部分)放置于相應(yīng)的所述樣品室內(nèi)。凍存樣品時，將所述凍存裝置裝配完畢后，放于液氮罐內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述載物架內(nèi)部沿軸向依次設(shè)有多個與載物架的軸線相垂直的載物板，兩個相鄰所述載物板之間構(gòu)成所述樣品室。

進(jìn)一步地，所述載物板卡設(shè)在載物架內(nèi)，且其形狀為與載物架的橫截面相匹配。

進(jìn)一步地，所述樣品室內(nèi)設(shè)有彈性限位片，所述彈性限位片整體貼靠該樣品室的其中一個載物板，所述彈性限位片包括扁平端和凸起端，所述凸起端的凸起朝向該樣品室的另一個載物板。

優(yōu)選的，所述彈性限位片的凸起端位于所述載物板的中部，所述扁平端固定于載物板(優(yōu)選采用螺栓固定)上。

進(jìn)一步地，所述樣品盒包括盒體和覆蓋于所述盒體頂端的盒蓋，所述盒蓋設(shè)有與所述彈性限位片的凸起端相匹配的開孔，當(dāng)所述樣品盒置于樣品室內(nèi)時，所述凸起端與所述開孔相扣合，以將所述樣品盒固定于樣品室內(nèi)。優(yōu)選在盒蓋相對的兩端各設(shè)有一個與所述凸起端相匹配的開孔，所述開孔也可以為多個，或者將盒蓋設(shè)計為鏤空狀，作用為配合彈性限位片固定樣品盒。

進(jìn)一步地，所述盒體的側(cè)壁頂端設(shè)有至少一個凹槽，在從液氮罐內(nèi)取出該凍存裝置時，通過所述凹槽倒出少許液氮，以減少手拿樣品盒時被液氮凍傷的可能。

進(jìn)一步地，所述盒體內(nèi)部設(shè)有濾網(wǎng)。

優(yōu)選的，所述濾網(wǎng)設(shè)有弧形提手，以便于用鑷子拿取，設(shè)計的弧形高度盡量低，以能用鑷子夾取為限；所述盒體的側(cè)壁上設(shè)有至少三個螺絲孔，所述螺絲孔配合有標(biāo)準(zhǔn)的螺絲釘，通過螺絲釘將濾網(wǎng)支撐在盒體內(nèi)。

進(jìn)一步地，相鄰所述樣品室之間留有間隔，所述間隔為拿取樣品盒預(yù)留的活動空間。

進(jìn)一步地，所述樣品盒放置在樣品室內(nèi)的部分與樣品室的形狀相匹配。

進(jìn)一步地，所述樣品盒的橫截面為圓形或方形，所述樣品室的橫截面呈與所述樣品盒的橫截面形狀相匹配的圓弧形(優(yōu)選為半圓形)或方形。

進(jìn)一步地，所述載物架設(shè)有把手，所述把手的頂端設(shè)有掛鉤，所述掛鉤的彎鉤端用于固定在液氮罐口；和/或，所述樣品室的數(shù)量為4個。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的冷凍掃描電鏡用樣品凍存裝置包括載物架和多個樣品盒，所述載物架內(nèi)部沿軸向依次設(shè)有多個獨(dú)立的樣品室，所述樣品盒部分或全部放置于相應(yīng)的所述樣品室內(nèi)。凍存樣品時，將樣品投入裝滿液氮的樣品盒內(nèi)，然后將所述樣品盒置于樣品室內(nèi)，即可將所述凍存裝置裝配完畢，放于液氮罐內(nèi)。由于樣品盒各自分別放置于相應(yīng)的獨(dú)立的樣品室內(nèi)，因此樣品在凍存時各自分開，從而便于分類和轉(zhuǎn)移。拿取凍存樣品時，戴手套操作即可，能夠快速輕易地拿取需要的樣品，樣品凍存分類清楚。

2、本發(fā)明的該凍存裝置結(jié)構(gòu)緊湊，凍存時只需通過液氮罐的較細(xì)的開口將該凍存裝置放入液氮罐內(nèi)部，液氮罐無需較大開口，只要能夠滿足凍存裝置的放置即可，因而大大減輕了液氮的揮發(fā)，樣品能夠在液氮罐中存放長達(dá)兩個月，滿足了樣品長期凍存的要求，而且無需不斷補(bǔ)充新鮮液氮，節(jié)省了液氮量的消耗，減小了經(jīng)濟(jì)成本和人員的維護(hù)成本。

3、本發(fā)明的樣品在凍存狀態(tài)時無需其他容器分裝，樣品處于半封閉狀態(tài)保存，載物架進(jìn)入液氮罐中時不會由于液氮沸騰發(fā)生樣品混淆。并且，樣品在轉(zhuǎn)移過程中，始終處于液氮中，不會使樣品表面結(jié)霜或出現(xiàn)裂紋，減輕了樣品轉(zhuǎn)移過程中的損傷。

4、本發(fā)明的載物架可以依據(jù)需要設(shè)置多個樣品室，進(jìn)而容納多個樣品盒，而且凍存裝置結(jié)構(gòu)緊湊，同一個液氮罐可容納多個載物架，能夠滿足大量不同種樣品的凍存。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所述樣品凍存裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述載物架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述盒體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例所述濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例所述盒蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、載物架；2、樣品盒；3、濾網(wǎng)；4、盒蓋；5、載物板；9、彈性限位片；10、弧形提手；11、開孔；12、凹槽；13、螺絲孔；17、掛鉤；19、樣品室；24、把手；25、盒體；26、扁平端；27、凸起端。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“頂端”、“底端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以視具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1～5所示，本實施例提供了一種冷凍掃描電鏡用樣品凍存裝置，在進(jìn)行樣品凍存時，將其放置于液氮罐(圖中未示出)內(nèi)，該凍存裝置包括半圓筒狀的載物架1和四個樣品盒2，所述載物架1內(nèi)部沿軸向依次設(shè)有四個獨(dú)立的樣品室19，各個所述樣品盒2的一部分放置于相應(yīng)的所述樣品室19內(nèi)，另一部分保留在樣品室19外。凍存樣品時，將所述凍存裝置裝配完畢后，放于液氮罐內(nèi)。

具體的，相鄰所述樣品室19之間存在間隔，所述間隔為拿取樣品盒2預(yù)留的活動空間。所述載物架1內(nèi)部沿軸向依次設(shè)有八個與載物架1的軸線相垂直的載物板5，兩個相鄰所述載物板5之間構(gòu)成所述樣品室19。所述載物板5卡設(shè)在載物架1內(nèi)(本實施例中具體的卡設(shè)方式為焊接)，且其形狀為與載物架1的橫截面相匹配的半圓形，以使所述載物架1和載物板5共同構(gòu)成半圓柱狀的結(jié)構(gòu)。

所述樣品室19內(nèi)設(shè)有彈性限位片9，所述彈性限位片9整體貼靠該樣品室19的其中一個載物板5，所述彈性限位片9包括扁平端26和凸起端27，所述凸起端27的凸起朝向該樣品室19的另一個載物板5。本實施例中，所述彈性限位片9的扁平端26均位于半圓形樣品室19的內(nèi)側(cè)，并采用螺栓固定于載物板5，所述彈性限位片9的凸起端27位于載物板5的中部。

所述樣品盒2包括盒體25和覆蓋于所述盒體25頂端的盒蓋4，所述盒體25內(nèi)部設(shè)有濾網(wǎng)3。具體的，所述濾網(wǎng)3設(shè)有弧形提手10，以便于用鑷子拿取，設(shè)計的弧形高度盡量低，以能用鑷子夾取為限，以保證樣品盒2的有效凍存高度；所述盒體25的側(cè)壁上間隔均勻設(shè)有四個螺絲孔13，所述螺絲孔13配合有標(biāo)準(zhǔn)的螺絲釘(圖中未示出)，通過螺絲釘將濾網(wǎng)3支撐在盒體25內(nèi)，安裝時將濾網(wǎng)3放置在樣品盒2的螺絲孔13對應(yīng)位置的螺絲釘上。本實施例中，所述螺絲孔13距離樣品盒2底面的高度不低于冷凍掃描電鏡用轉(zhuǎn)移杯的杯口高度5mm，否則在舀出樣品時易使樣品暴露空氣，造成樣品結(jié)霜或者裂紋的現(xiàn)象。所述濾網(wǎng)3的材質(zhì)為不銹鋼，中間主體部分為紗網(wǎng)，網(wǎng)眼目數(shù)(即濾網(wǎng)3孔徑)要求不大于凍存樣品的尺寸，所述紗網(wǎng)邊緣為濾網(wǎng)3的壓邊設(shè)計。

所述盒蓋4設(shè)有與所述彈性限位片9的凸起端27相匹配的開孔11，當(dāng)所述樣品盒2置于樣品室19內(nèi)時，所述凸起端27與所述開孔11相扣合，以將所述樣品盒2固定于樣品室19內(nèi)。本實施例優(yōu)選在盒蓋4相對的兩端各設(shè)有一個與所述凸起端27相匹配的開孔11，該兩個開孔11對稱設(shè)置，所述開孔11也可以為多個，或者將盒蓋4設(shè)計為鏤空狀，作用為配合彈性限位片9固定樣品盒2。安裝凍存裝置時，將盒蓋4扣于盒體25之上，然后依靠彈性限位片9的壓力以及彈性限位片9與盒蓋4的扣合，將樣品盒2整體固定于載物架1的樣品室19內(nèi)。

所述樣品盒2放置在樣品室19內(nèi)的部分與樣品室19的形狀相匹配，本實施例所述樣品盒2為圓形，其直徑與半圓形樣品室19的內(nèi)徑相等，且半圓筒狀載物架1的直徑和該樣品盒2的橫截面尺寸(即直徑)均小于所述液氮罐的口徑。

所述樣品盒2的側(cè)壁頂端間隔均勻設(shè)有四個凹槽12，在從液氮罐內(nèi)取出該凍存裝置時，通過所述凹槽12倒出少許液氮，以減少手拿樣品盒2時被液氮凍傷的可能，凹槽12的深度不易過大，以滿足拿取時不易傷手即可。所述載物架1的最上面樣品室19的側(cè)壁焊接有把手24，所述把手24的頂端設(shè)有掛鉤17，所述掛鉤17的彎鉤端用于將載物架1固定在液氮罐口。

本實施例中，所述載物架1和載物板5的材質(zhì)均為不銹鋼；所述樣品盒2的材質(zhì)為鋁，所述圓形樣品盒2的直徑大于冷凍掃描電鏡用轉(zhuǎn)移杯的直徑25mm，且有足夠的空間以便用轉(zhuǎn)移杯舀出預(yù)先凍存的樣品，以避免使樣品在轉(zhuǎn)移過程中不接觸空氣，設(shè)計的樣品盒2的內(nèi)徑小于樣品室19的內(nèi)徑；所述半圓形載物板5的直徑大于40mm為佳，即能夠匹配40mm以上口徑的液氮罐凍存；本實施例設(shè)置4個用于容納樣品盒2的樣品室19，由于液氮的不斷揮發(fā)，貯藏空間越多會縮短存放時間，反之會減少存放樣品數(shù)量。

液氮凍存操作：凍存樣品時，原則上凍存樣品的最大尺寸小于樣品盒2的內(nèi)徑，將樣品直接投入裝滿液氮的樣品盒2盒體25內(nèi)，加蓋濾網(wǎng)3，然后再加蓋盒蓋4。依靠凹槽12，稍微傾斜倒出少許液氮，方便拿取，帶手套操作將樣品盒2放置于樣品室19內(nèi)，依靠彈性限位片9與盒蓋4的開孔11的配合，完成一個樣品盒2的安裝固定，其他三個樣品盒2的操作類同，不再贅述。完成四個樣品盒2的固定后，將載物架1放入液氮罐中凍存等待實驗。

實驗取出操作：取出樣品時，將載物架1依靠凹槽12，稍微傾斜倒出少許液氮，方便拿取。戴手套將其中一個位置的樣品盒2直接水平取出，放置于絕熱的桌墊上，用鑷子拿掉盒蓋4和濾網(wǎng)3。用轉(zhuǎn)移杯舀出需要的樣品，用鑷子夾取轉(zhuǎn)移杯轉(zhuǎn)移至冷凍掃描電鏡的轉(zhuǎn)移裝置中，完成凍存樣品的取出動作。

綜上所述，本實施例所述的樣品凍存裝置，其樣品盒各自分別放置于相應(yīng)的獨(dú)立的樣品室內(nèi)，因此樣品在凍存時各自分開，從而便于分類和轉(zhuǎn)移。拿取凍存樣品時，戴手套操作即可，能夠快速輕易地拿取需要的樣品，樣品凍存分類清楚。該凍存裝置結(jié)構(gòu)緊湊，凍存時只需通過液氮罐的較細(xì)的開口將該凍存裝置放入液氮罐內(nèi)部，大大減輕了液氮的揮發(fā)，樣品能夠在液氮罐中存放長達(dá)兩個月，滿足了樣品長期凍存的要求，而且無需不斷補(bǔ)充新鮮液氮，節(jié)省了液氮量的消耗，減小了經(jīng)濟(jì)成本和人員的維護(hù)成本。樣品在凍存狀態(tài)時無需其他容器分裝，樣品處于半封閉狀態(tài)保存，載物架進(jìn)入液氮罐中時不會由于液氮沸騰發(fā)生樣品混淆。并且樣品在轉(zhuǎn)移過程中，始終處于液氮中，不會使樣品表面結(jié)霜或出現(xiàn)裂紋。

本發(fā)明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。