[發明專利]細胞深低溫冷藏監測系統

有效

• 申請號: 201110089950.2
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN102227117A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 羅元浩
• 申請（專利權）人: 天津英瑞圣華生物技術有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G08C17/02;A01N1/02
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

技術領域

本發明屬于冷藏領域，尤其涉及一種細胞深低溫冷藏環境的監測系統。

背景技術

當前，隨著IT技術、射頻通訊技術、互聯網通訊技術、數字化測控技術的高速發展，一個嶄新的朝陽產業---物聯網正在各行各業快速成長。

細胞技術，作為現代疾控、醫療、軍事、科研等相關領域的高端專業技術，已經成為影響國計民生的尖端專業技術之一。由于細胞技術對于環境的特定依賴性，細胞活性對溫度、濕度等環境要素有特殊、專業的要求，細胞產品的取樣、開發、生產、運輸及倉儲等環節中，對于溫度、濕度等影響細胞活性的關鍵要素有著極其迫切、嚴格的測量和監控要求。

玻璃態是物質的一種存在狀態，此時的物質象固體一樣具有一定的形狀和體積，又象液體一樣分子之間的排列只是近似有序，因此是非晶態或無定形態，類似于我們熟知的透光材料玻璃；處于此狀態的大分子聚合物的鏈段運動被凍結，只允許小尺寸的運動，所以其形變很小，因此稱為玻璃態；而當大分子聚合物轉變為柔軟而具有彈性的固體時，就處于橡膠態。所謂無定形(Amorphous)是指物質所處的一種非平衡、非結晶狀態，當飽和條件占優勢并且溶質保持非結晶時，此時形成的固體就是無定形態；所謂玻璃化溫度(Glass?transitiontemperature，Tg)，是指當非晶態的食品從玻璃態到橡膠態的轉變(玻璃化轉變)時的溫度(如圖1所示)。

20世紀80年代發展起來的生物材料玻璃化低溫保存，是使細胞及其保護劑溶液以足夠快的降溫速率過冷到其玻璃化轉變溫度，而被固化為完全的玻璃態并以這種玻璃態在低溫下長期保存的方法。在這一過程中細胞內外完全避免了結晶，從而得以避免由于結冰而引起的各種損傷。Papatz等人采用甘油保護劑實現紅細胞懸浮液的玻璃化。Fahy等人探討了玻璃化保存的基本原理，描述了如何實現玻璃化的基本過程。Rall等人的鼠胚胎玻璃化保存獲得了成功。Fuku等人對牛的卵母細胞進行了玻璃化保存以及保存過程中超微結構變化的研究。

細胞的深低溫玻璃化存儲，是當前實用最為廣泛的先進存儲技術，其核心要素是溫度變化速率和溫度平穩監測。

當前，在細胞產品的開發、生產、運輸及倉儲過程中，一種方法是采用人工測量、紙質記錄的方式對細胞的生存環境進行監測，此類方法人工消耗大，測量誤差因人而異，浩瀚的紙質數據檢索和分析困難重重，對于一些具有人體侵害性的細胞(病毒)，對人身的危害無法有效減免。第二種方法是通過使用特種設備進行個體化、離散的保存和監測，此類方法在測量一致性上有所提高，但仍需人工記錄和分析，另外由于其采樣點的固定性和數量限制，實際應用中不具備靈活性。

發明內容

本發明的目的在于研制一種測點靈活部署、測量誤差一致、減免人員接觸、自動化實時監測和可內建隱含規則的溫度巡檢及報警的細胞深低溫冷藏監測系統。

本發明所采用的技術方案是：

一種用于監測細胞環境的細胞深低溫冷藏監測系統，其包括數據采集層、數據傳輸層、數據處理層和信息服務層，其中數據處理層利用低溫傳感裝置對環境狀態進行監測并向數據傳輸層提供數據，數據傳輸層利用射頻技術及網絡技術將數據傳輸至數據處理層，由服務器對數據進行處理并將數據提供給信息服務層。

所述的數據采集層包括多個深低溫溫度傳感裝置，所述的深低溫溫度傳感裝置包括直接探測環境溫度的溫度傳感器、與所述的溫度傳感器相連接獲取其溫度數據并進行數據處理的溫度數據控制裝置，所述的溫度數據控制裝置包括構成其外觀的殼體、設置在其殼體內部的主板及可給所述的主板供能的供能裝置，所述的主板包括的單片機，其中所述的單片機具有深低溫溫度補償單元，實時溫度數據的存儲閃存芯片、向深低溫溫度集線器提高射頻信號的射頻芯片及為各芯片單元提供I²C讀寫總線的I²C芯片。

優選地，深低溫溫度傳感裝置的深低溫溫度傳感器與深低溫溫度傳感裝置主板間還可以采用無線傳輸模式，即深低溫溫度傳感器為無線溫度傳感器，所述的深低溫溫度傳感裝置主板包含匹配的溫度數據無線接收模塊。

所述的數據傳輸層包括多個深低溫溫度集線器，每個深低溫溫度集線器對應多個深低溫溫度傳感裝置，所述的深低溫溫度集線器包括殼體，設置在殼體外部的天線和設置在殼體內部的主板及主板供能裝置，所述的主板包括主控芯片、用以接收溫度傳感裝置射頻信號并將信號傳輸至主控芯片的多點并發射頻接收模塊、用以提供深低溫溫度集線器當前所在位置信息的GPS模塊、與所述的主控芯片連接并實時將溫度數據和GPS數據發送至數據處理層的網絡模塊、給主控制芯片提供數據存儲功能的大容量內存芯片。