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

背景技術：

冷凍掃描電子顯微可直接對金屬、化學及高含水生物醫(yī)學材料進行微觀成像，其分辨率介于透射電鏡和光學顯微鏡之間，是20世紀80年代迅速發(fā)展和廣泛應用的方法，也是生命領域的重要研究工具之一。冷凍掃描電鏡室內部為真空環(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，對操作人員的技術水平要求較高，實驗的重復性較差。工作原理為將生物材料投入液氮雪泥中(-210℃)急速冷卻，可使生物組織細胞的結構和化學組成接近于生活狀態(tài)，將樣品中的水由液態(tài)轉變?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生的信號，將光信號轉變成電信號，并進行前置放大和視頻放大，再使電信號轉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，或觀察氣孔受光照影響的開閉程度時，運輸過程可能導致實驗數(shù)據(jù)不準，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條件下完成，都需要將樣品必須預先室外取樣，然后放入液氮中分類凍存等待實驗。開始實驗時，再將樣品取出轉移到固定容器內，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)生產生冰晶或裂紋，影響最終實驗結果。

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)濟和人員的維護成本。

再次，樣品在轉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，而裂紋的產生后期是無法彌補的。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術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移和分類。

(二)技術方案

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

進一步地，所述載物架內部沿軸向依次設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成所述樣品室。

進一步地，所述載物板卡設在載物架內，且其形狀為與載物架的橫截面相匹配。

進一步地，所述樣品室內設有彈性限位片，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，所述盒蓋設有與所述彈性限位片的凸起端相匹配的開孔，當所述樣品盒置于樣品室內時，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。優(yōu)選在盒蓋相對的兩端各設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，或者將盒蓋設計為鏤空狀，作用為配合彈性限位片固定樣品盒。

進一步地，所述盒體的側壁頂端設有至少一個凹槽，在從液氮罐內取出該凍存裝置時，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。

進一步地，所述盒體內部設有濾網(wǎng)。

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

進一步地，相鄰所述樣品室之間留有間隔，所述間隔為拿取樣品盒預留的活動空間。

進一步地，所述樣品盒放置在樣品室內的部分與樣品室的形狀相匹配。

進一步地，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。

進一步地，所述載物架設有把手，所述把手的頂端設有掛鉤，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，所述載物架內部沿軸向依次設有多個獨立的樣品室，所述樣品盒部分或全部放置于相應的所述樣品室內。凍存樣品時，將樣品投入裝滿液氮的樣品盒內，然后將所述樣品盒置于樣品室內，即可將所述凍存裝置裝配完畢，放于液氮罐內。由于樣品盒各自分別放置于相應的獨立的樣品室內，因此樣品在凍存時各自分開，從而便于分類和轉移。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)明的該凍存裝置結構緊湊，凍存時只需通過液氮罐的較細的開口將該凍存裝置放入液氮罐內部，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兩個月，滿足了樣品長期凍存的要求，而且無需不斷補充新鮮液氮，節(jié)省了液氮量的消耗，減小了經(jīng)濟成本和人員的維護成本。

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，樣品在轉移過程中，始終處于液氮中，不會使樣品表面結霜或出現(xiàn)裂紋，減輕了樣品轉移過程中的損傷。

4、本發(fā)明的載物架可以依據(jù)需要設置多個樣品室，進而容納多個樣品盒，而且凍存裝置結構緊湊，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構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述載物架的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述盒體的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例所述濾網(wǎng)的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例所述盒蓋的結構示意圖；

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

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細描述。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；術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”、“頂端”、“底端”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“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，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，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。對于本領域的普通技術人員而言，可以視具體情況理解上述術語在本發(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，在進行樣品凍存時，將其放置于液氮罐(圖中未示出)內，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內部沿軸向依次設有四個獨立的樣品室19，各個所述樣品盒2的一部分放置于相應的所述樣品室19內，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。

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預留的活動空間。所述載物架1內部沿軸向依次設有八個與載物架1的軸線相垂直的載物板5，兩個相鄰所述載物板5之間構成所述樣品室19。所述載物板5卡設在載物架1內(本實施例中具體的卡設方式為焊接)，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共同構成半圓柱狀的結構。

所述樣品室19內設有彈性限位片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的內側，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內部設有濾網(wǎng)3。具體的，所述濾網(wǎng)3設有弧形提手10，以便于用鑷子拿取，設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的側壁上間隔均勻設有四個螺絲孔13，所述螺絲孔13配合有標準的螺絲釘(圖中未示出)，通過螺絲釘將濾網(wǎng)3支撐在盒體25內，安裝時將濾網(wǎng)3放置在樣品盒2的螺絲孔13對應位置的螺絲釘上。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，造成樣品結霜或者裂紋的現(xiàn)象。所述濾網(wǎng)3的材質為不銹鋼，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的壓邊設計。

所述盒蓋4設有與所述彈性限位片9的凸起端27相匹配的開孔11，當所述樣品盒2置于樣品室19內時，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。本實施例優(yōu)選在盒蓋4相對的兩端各設有一個與所述凸起端27相匹配的開孔11，該兩個開孔11對稱設置，所述開孔11也可以為多個，或者將盒蓋4設計為鏤空狀，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。

所述樣品盒2放置在樣品室19內的部分與樣品室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的側壁頂端間隔均勻設有四個凹槽12，在從液氮罐內取出該凍存裝置時，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的側壁焊接有把手24，所述把手24的頂端設有掛鉤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的材質均為不銹鋼；所述樣品盒2的材質為鋁，所述圓形樣品盒2的直徑大于冷凍掃描電鏡用轉移杯的直徑25mm，且有足夠的空間以便用轉移杯舀出預先凍存的樣品，以避免使樣品在轉移過程中不接觸空氣，設計的樣品盒2的內徑小于樣品室19的內徑；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的內徑，將樣品直接投入裝滿液氮的樣品盒2盒體25內，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，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。用轉移杯舀出需要的樣品，用鑷子夾取轉移杯轉移至冷凍掃描電鏡的轉移裝置中，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的獨立的樣品室內，因此樣品在凍存時各自分開，從而便于分類和轉移。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。該凍存裝置結構緊湊，凍存時只需通過液氮罐的較細的開口將該凍存裝置放入液氮罐內部，大大減輕了液氮的揮發(fā)，樣品能夠在液氮罐中存放長達兩個月，滿足了樣品長期凍存的要求，而且無需不斷補充新鮮液氮，節(jié)省了液氮量的消耗，減小了經(jīng)濟成本和人員的維護成本。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。并且樣品在轉移過程中，始終處于液氮中，不會使樣品表面結霜或出現(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域的普通技術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)明的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本發(fā)明從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。