一种用于生物材料冻存的微型载体系统、吊桶及冻存方法

摘要

本发明提供了一种用于生物材料冻存的微型载体系统及其应用，主要由冻存单元组成，所述冻存单元包括载杆、载杆套和载杆筒；载杆前端插入载杆套中组成平整细长的装载单元，再一起被装入载杆筒中，所述载杆筒为至少底端封闭、平均外径＜8.5mm的空管，载杆筒的顶端或侧壁上设有能够将装载单元从载杆筒中放入及取出的装杆口及其载入保护与取出技术。本发明提供的微型载体系统使得在不影响甚至更增加使用方便性的基础上成倍地减少了微量生物样品冷冻所占用的空间，大幅度节约了冷冻储存所需的占地面积。尤其适用于微量生物材料如胚胎的冻存。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生物材料冻存的微型载体系统，尤其涉及一种在生物与 医学领域进行微量生物材料玻璃化冷冻或其它冷冻时使用的一套样品装载装置 及其应用。

背景技术

目前，公知的冷冻载体系统有许多种，可以按主要装载单元分为冻存管式和 冻存杆式两类。前者是通常呈圆柱型或部分圆柱型管状容器，其一端为盲端，另 一端通过盖帽以螺纹或卡扣形式封闭。这种容器通常较大，体积一般在1毫升以 上，并大多通过方格盒装载储存在液氮罐的分层式载架上。目前的大多数细胞冻 存采用这种形式；后者则是杆状装置，包括：（1）细长的麦管状容器形式的，可 冻存1-5百微升的生物材料样品，（2）圆管末端被进一步拉细变长形式的，利用 细长部分进行冻存，可用于数微升样品的冻存，（3）也有细长杆状非容器形式的， 其前端有冻存装载片，该片上可粘附装载数微升以内的生物材料。后两种形式都 属于微量样品冻存，在体外培养的卵子或胚胎的玻璃化冻存中应用较多。对于卵 子或胚胎的玻璃化冷冻，还有冻存环形式的微量冻存，即用微丝环上粘附的液体 装载卵子或胚胎，再放置于管状容器中保护并冻存。

然而，目前上述各种微量（数微升以内）样品冻存的装置并没有比常量（数 百微升致数毫升）占用相对更少的存储空间，造成了储存空间应用效率低下。这 其中的原因在于：微量样品的装载与取用也必须满足识别简单和操作便利等需 要，因此除样品载体装载部位本身外，还必须有其它相关结构与装置，以帮助样 品的装载、封闭、标记、分类存储及存取便捷等，目前这些结构与装置的联用形 成了较大的空间。

以人类辅助生殖技术中对体外培养的胚胎进行冷冻为例，其胚胎的玻璃化冷 冻常常采用冻存杆形式（以下特称胚胎冷冻载杆或简称载杆），例如细长杆状非 容器形式，是目前胚胎冷冻最省空间且操作也便利的形式，包括载杆（一端有冻 存片）、载杆套、载杆筒、载杆筒帽盖及载杆筒架系统。图1为传统载体系统示 意图，由载杆1’、载杆套2’、载杆筒3’、载杆筒帽盖4’和载杆筒架5’组成。如 图1所示，载杆1’前端插入载杆套2’中，再一起被装入载杆筒3’中，而载杆筒3’ 是被夹固在载杆筒架5’上的，其上部有被载杆筒架5’夹固的载杆筒帽盖4’盖住， 防止载杆1’的掉出。其中载杆上的冻存片是用于放置胚胎的，其放置胚胎的一端 被套上载杆套，以保护该段不受外力损伤；而载杆筒则是用于装载载杆及其载杆 套的；还有一根铝合金架即载杆筒架，用于夹固载杆筒及载杆筒帽盖（载杆筒帽 盖用于保护筒内物品不掉出筒外）。载杆上可贴有生物材料信息标签。载杆筒架 上端可贴上冻存位置等信息标签，形成一个冻存单元。一般将来源于同一病人的 多个样品载杆装载到同一个或多个冻存单元内，不同病人来源的胚胎不能混装在 同一冻存单元内，以利于身份标记与分辨。

如上所述的载杆筒架及其夹固的载杆筒和载杆筒帽盖不但有约1-1.5厘米直 径的粗细，还有共约29厘米长度。在该套装置中，产生最大空间占用的有两个 方面：（1）是载杆筒架，因为它必须比载杆筒大才能包绕夹固载杆筒及与载杆筒 等大的载杆筒帽盖，而这种夹固的必要性在于要固定载杆筒帽盖使之处于载杆筒 开口端，以保护载杆筒内的载杆不掉出；（2）是载杆套，因为它必须比载杆上放 置胚胎的一端大才能套上该端，从而常常产生了比载杆更粗的空间占用。这使得 载杆筒为满足通常装载量（6-8个胚胎需3-4根载杆）而必须有较粗（约1厘米） 的内径。

一般来说，一个病人的胚胎至少需用一根载杆筒架，按照移植需要，每根载 杆的冻存量为1－3枚胚胎，而一个载杆筒装载载杆的数量在1至4根之间，即 当一个病人需要冻存约8个及以下胚胎时，其需占用一支载杆筒架，超过8个则 需占用2个或以上载杆筒架。这种载体系统能方便冷冻时的装载，也方便解冻时 从液氮罐中迅速找到载杆架及从载杆架夹持的载杆筒中抽出载杆。然而，尽管这 种系统使用上方便，但却占用了不少空间。以一个47升10吊桶的液氮罐计， 每个吊桶仅约可放入26-28支载杆筒架，以每个病人至少需一支载杆筒架计算， 则每个吊桶最多冻存约28个病人的胚胎。则一个47升10吊桶的液氮罐最多可 存放约280个病人的胚胎。对一个较大型的辅助生殖中心来说，平均每月若超 过500个取卵周期，即使考虑算上解冻胚胎所释放的空间，其新增冷冻胚胎所 需的液氮罐平均每个月可能需增加一个，几年下来就会造成超大空间的占用。这 对一个辅助生殖机构的发展造成限制。因此，目前的微量生物样品冷冻装置及其 相应装载技术的空间利用效率相对较低，还无法满足大型规模的样品冻存及其发 展。

另一方面，在冷冻或解冻操作时，处于液氮挥发汽雾中的载杆筒架铝合金材 质较其它塑料材质更易冷凝空气中水汽而结冰，这常常导致标签部分露出液氮一 定时间后被冷凝冰遮盖，引起操作的不便。

发明内容

为了克服现有的微量生物样品冷冻装置及其相应的装载技术在储存空间利 用效率方面的不足，本发明提供一种用于生物材料冻存的微型载体系统及其冻存 技术，以在保障冷冻装载、标记、存储、分辨及取出和解冻等各操作简单便捷的 同时，还能更显著地减少载体装置所占用的空间，使得每个液氮罐存放量（对于 辅助生殖的胚胎玻璃化冷冻则指存放样品的病例数）增加约3-4倍。

本发明的第一个方面是提供一种用于生物材料冻存的微型载体系统，包括冻 存单元，所述冻存单元包括载杆、载杆套和载杆筒；其中，

所述载杆套为中空结构，至少一端设有与所述中空结构连通的开口；

所述载杆包括杆体和与杆体底端连接的冻存部，在载杆杆体与冻存部之间设 有套接部，套接部在载杆杆体处的外表面与载杆杆体外表面有一定距离，该距离 等于载杆套开口处的壁厚，所述冻存部插入到载杆套的中空结构内构成装载单 元，且所述载杆套套接固定在载杆的套接部上；

所述载杆筒为至少底端封闭、平均外径＜8.5mm（平均外径是指最大外径加 最小外径的平均值，优选为4-8.5mm，更优选为5-7mm）的空管，载杆筒的顶 端或侧壁上设有能够将装载单元从载杆筒中放入及取出的装杆口。

其中，所述载杆筒内壁与装载单元之间可以存在间隙，或者载杆筒内壁与装 载单元接触，二者之间不存在间隙，但是装载单元能够在载杆筒内滑动。

其中，所述套接部可以是载杆杆体或冻存片的一部分。

所述套接部优选为继续向冻存片方向逐步缩小，更优选向冻存片方向略微逐 步缩小。

在一个优选的实施方式中，所述装杆口为设置在载杆筒的侧壁上的至少一个 能够将装载单元从载杆筒中放入及取出的槽口，所述装载单元的长度大于槽口底 端到载杆筒底部的长度，但小于槽口中间位置到载杆筒底部的长度。

其中，所述槽口优选为长条形。

其中，所述槽口的长度可以是大于或等于所述装载单元的长度；甚至也可以 小于装载单元的长度，并能够使载杆筒内的装载单元通过所述槽口从载杆筒内取 出。

其中，所述装载单元的长度优选地小于从距离槽口底端的1/3（更优选为1/4， 更优选为1/5，更优选为1/6，更优选为1/7，更优选为1/8）槽口位置处到载杆 筒底部的长度。

优选地，所述槽口下段为开口宽度缩小的狭口部，所述装载单元的长度大于 狭口部底端到载杆筒底部的长度，但小于狭口部顶端到载杆筒底部的长度。

优选地，所述冻存单元还包括档杆，档杆在载杆筒内的载杆筒槽口底端以上 的部位滑动，从而改变对槽口的遮挡长度，以打开或关闭装杆口。档杆可全部或 仅其下段处于载杆筒内。

进一步优选地，所述载杆筒的顶端开口，档杆下段从载杆筒顶端开口插入载 杆筒内，挡杆上段增粗，使挡杆上段外径超过载杆筒顶端开口内径以固定挡杆并 定位挡杆对槽口的最大遮挡位置。

优选地，所述挡杆为硬直空管，对于档杆全部处于载杆筒内时，其底端为封 闭端，对于档杆仅其下段处于载杆筒内时，其两端为封闭端；在封闭端的顶面或 周壁面设有通气小孔。

优选地，所述载杆筒的底端置有金属加重体。

在另一个优选的实施方式中，所述载杆筒装杆口为设置在载杆筒顶端的载杆 筒筒口；所述冻存单元还包括套筒，套筒为上端封闭下端开口的长管，所述套筒 上端顶部和/或周壁设有通气孔，所述套筒下段设有能从载杆筒筒口插入载杆筒 内的连接段，所述连接段由下向上外径逐渐增加，且连接段的最大外径大于或等 于（优选等于）载杆筒筒口的内径从而使套筒可被插入载杆筒筒口内固定，以关 闭装杆口并延长冻存单元；插入固定后的套筒下端至载杆筒底部的距离大于装载 单元的长度；所述载杆筒底部置有可在载杆筒内滑动的铁块。

其中，所述载杆筒内壁与套筒的连接段的下端之间存在间隙，并且所述间隙 不足以插入装载单元。

所述载杆筒内壁与铁块之间可以存在间隙，并且所述间隙不足以插入装载单 元；或者载杆筒内壁与铁块接触，二者之间不存在间隙，但是铁块能够在载杆筒 内滑动。

在对上述载杆筒装杆口为设置在载杆筒顶端的冻存单元进行解冻时，所述微 型载体系统还包括磁性定位凹座，所述磁性定位凹座上设有可容纳载杆筒的凹 槽，在所述凹槽的侧壁上距离凹槽底部至少3mm以上（优选为至少6mm以上， 更优选为至少9mm以上）的位置处安置有磁铁块。

在另一个优选的实施方式中，所述载杆的冻存部为微细空管结构或片条结 构。

其中，所述微细空管结构的外径为0.3-3mm，更优选为0.8-2.5mm，更优 选为1.2-2.2mm。

其中，所述微细空管的内径为0.1-2.8mm，更优选为0.5-2.2mm，更优选为 0.8-1.8mm。

所述片条状结构横截面优选为凹形。

其中，所述片条状结构为凹槽形或弧形片，并且在末端形成端部。所述的端 部可以是尖角或圆角。

本发明上述的任意一种载体系统中，所述载杆筒的横截面可以是包括圆形在 内的多种形状，如圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、长方圆形（长方形的宽边 为圆弧边）、多边形、甚至不规则形状，所述多边形如三角形、四边形、五边形、 六边形等；但优选为圆形或椭圆形或长方圆形，最优选为圆形。

本发明上述的任意一种载体系统中，所述载杆除冻存片之外的部分可以是圆 柱、部分圆柱、棱柱、椭圆柱等的实体或空心形状，并优选为圆柱形。

本发明上述的任意一种载体系统中，所述载杆套可以是圆柱、棱柱、椭圆柱 等形状，并优选为圆柱形。

优选地，所述载杆的杆体为管状。

在另一个优选的实施方式中，所述载杆的杆体的顶端设有标签粘贴部，所述 标签粘贴部为比杆体细的细杆或者比杆体窄的扁状体。

所有上述管腔的上端或顶部的通气孔、通气小孔、通液孔等孔道都具有液氮 通流和液氮蒸汽排出的作用，可以在冷冻时进入液氮形成冷冻保护，或解冻时排 泄液氮蒸汽压力防止发生爆炸。

在另一个优选的实施方式中，所述载杆筒内装载1个或多个装载单元。可根 据需要设计不同内径和形状的载杆筒以适合不同根数的装载单元装载或组合装 载。

在另一个优选的实施方式中，所述载体系统还包括载杆套堆放助插槽；所述 载杆套堆放助插槽至少包括三个壁面。

优选地，所述载杆堆放助插槽包括两个夹壁和一个底壁，三个壁面两两相接， 组成一面开口的三角锥槽。

并且，优选地，两个夹壁之间形成的二面角可以是尖角或圆角，并且所述圆 角的圆弧半径小于冻存片凹槽的弧形半径。

其中，所述载杆套堆放助插槽优选为多角锥形，如三角锥、四角锥等，并最 优选为三角锥形。

在另一个优选的实施方式中，所述载体系统还包括吊桶，用于放置冻存单元。

本发明的第二方面是提供一种适用于储放微型冻存单元的侧漏型的吊桶，所 述吊桶的底部为封闭状，所述吊桶的侧壁上至少高于底部3mm（优选高出底部 5mm，更优选高出底部7mm，更优选高出底部10mm）以上的部分设有通液孔。

优选地，吊桶内部设有多个垂直于吊桶底部的分隔片，将吊桶内部分隔成多 个空间（如3-5个），以减少每个空间中冻存单元数，从而提高寻找特定标记的 速度。

优选地，所述吊桶内设有立柱座，所述立柱座包括设置在吊桶底部的底座和 垂直设置在底座上的立柱。

优选地，所述立柱座上围绕立柱外设有一圈平整下陷的下陷底，所述下陷底 外围为平面抬高的外圈底，在外圈底上以立柱为中心放射线形地设有多个容许分 隔片底边卡入的底边卡槽，卡槽的底部与下陷底相平，卡槽深度即外圈底与下陷 底的平面高度差至少1毫米以上。这种设计可使得吊桶内的底边卡槽很多。在不 断解冻造成原区间的冷冻单元量减少较多时，分隔片可被撤出卡槽又可在吊桶内 移动到新的卡槽插入。这可以在不影响原区间内冷冻单元分隔的情况下，实现区 间的压缩，留出新空间用于新分隔。

优选地，所述立柱上也可以设有多个垂直于底座的容许分隔片某一侧边卡入 的侧边卡槽。

优选地，所述底座（平面底）上设有多个与侧边卡槽一一对应相连通的容许 分隔片底边卡入的底边卡槽。

其中，优选地，所述立柱为中央型立柱，所述分隔片的顶边长度等于侧边卡 槽的槽底到吊桶内壁的距离，从而进一步更好地产生固定效果。

优选地，所述分隔片的下部宽度从未插入侧边卡槽的侧边缩小（保持分隔片 插入侧边卡槽的侧边为整齐边，垂直于底边），缩小的宽度至少大于侧边卡槽的 深度。这使得插好的分隔片在被向上撤出至缩小的侧边露出吊桶边时，可以向侧 外方向将分隔片从侧边卡槽取出，并在吊桶以内移动分隔片至另一卡槽，再侧向 卡入侧边卡槽中，然后向下插到底边卡槽。在不断解冻造成原区间的冷冻单元量 减少较多时，这种吊桶内移动分隔片操作可以在不影响原区间内冷冻单元分隔的 情况下，实现区间的压缩，留出新空间用于新分隔。

其中，优选地，所述立柱也可为偏中央型立柱，所述各个分隔片的宽度为从 不同侧边卡槽底部沿底边卡槽直线延伸到吊桶内壁的长度，因此宽度并不统一。

所述分隔片可以为不同颜色。

本发明的第三个方面是提供一种生物材料的冻存方法，采用上述微型载体系 统和上述吊桶，包括以下步骤：

步骤1，提供上述微型载体系统，将生物材料置于冻存部内于液氮中冻存， 套接载杆套，组成装载单元，再将装载单元从载杆筒的装杆口放入载杆筒内，关 闭装杆口，组成冻存单元；

步骤2，提供上述任意一项所述的吊桶，吊桶内部空间被分隔成多个区间， 将吊桶置于液氮罐内；

步骤3，将步骤1得到的冻存单元装入步骤2提供的处于液氮罐内的吊桶内 冻存。在一个优选的实施方式中，所述步骤1中所述套接载杆套包括：

步骤1.1，提供载杆套堆放助插槽；所述载杆套堆放助插槽至少包括三个直 接接触的壁面围成两个夹壁和一个底壁，相交成底三锥形角；将底三锥形角放在 最底位，使两个夹壁间的连接边斜向抬高；将载杆套单个或多个地置于载杆套堆 放助插槽中，使载杆套底端抵靠在底壁上；载杆套在重力作用及两夹壁阻挡下， 其最下部的一个载杆套自然处于两夹壁连接边的正中位置；

步骤1.2，将载杆的前端紧贴载杆套堆放助插槽两夹壁连接边的两夹壁壁面 上，冻存部则能自动对准处于两夹壁连接边正中位置的载杆套入口，将载杆向载 杆套移动，插入到载杆套内。

本发明舍弃了传统载体系统中最占空间的载杆筒架，且因减少了载杆在套上 载杆套后的粗细而可将载杆筒直径做得更小，同时该载杆筒被设计成多种大小及 形状，以在最小占位下适应多种冻存需要，这些使得液氮罐整体储存量扩大到约 原来的3-4倍。同时，由于该冻存单元无需铝合金载杆筒架而解决了传统技术常 常有冷凝冰固着遮盖在标签上的不便，也由于载杆套堆放助插槽的设计应用，使 得冻存时载杆的上套操作更简单快捷。

本发明的有益效果是，使得在不影响甚至更增加使用方便性的基础上成倍地 减少了微量生物样品冷冻所占用的空间，大幅度节约了冷冻储存所需的占地面 积。尤其适用于微量生物材料如玻璃化冷冻胚胎等的冻存。

附图说明

图1为传统载体系统以及装载流程示意图；

图2为本发明一种实施例中的微型载体系统以及装载流程示意图；

图3为本发明一种实施例中的微型载体系统以及装载和拆卸流程示意图；

图4为现有吊桶与本发明提供的吊桶的比较示意图，A为现有吊桶，底面设 有通液孔，B为本发明提供的吊桶，侧壁设有通液孔；

图5为本发明提供的吊桶以及组装流程示意图；

图6为本发明一种实施例中载杆套堆放助插槽以及使用方法示意图；

图7为本发明一种实施例中载杆冻存部结构示意图；

图8为本发明一种实施例中载杆连接部位、以及冻存部插入载杆套中的结构 示意图

图9为本发明一种实施例中冻存部凹槽结构示意图；

图10为图9所述凹槽形冻存部使用图6所述载杆套插堆放槽入到载杆套中 的示意图；

图11为多个装载单元情况下，载杆筒不同形状横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明进形详细的描述。

实施例1

本实施例将原一端开口型的载杆筒3’改成变细的且加长的从侧面开长条形 窗口即槽口31（装杆口）、而且至少底端封闭的形式的载杆筒3；对载杆筒内载 杆的取放则是通过镊子从侧面槽口31中进行；舍弃外力夹固式的载杆筒帽盖4’， 改成下段从载杆筒的顶端开口插入载杆筒内受摩擦固定的挡杆4，以挡杆在槽口 31处的占位长短来控制槽口31开放的长度，其开放较长时可进行载杆1（装载 单元）的取放操作，开放较短时则能档住载杆1在载杆筒3内的滑动。这样就无 需外置的载杆筒帽盖，从而也就相应舍弃了最占空间的用于夹固载杆筒帽盖的载 杆筒架。同时，载杆筒本身还起到了原载杆筒架所起的作为有不同生物样品来源 标记的独立冻存单元的作用，即在载杆筒上端进行标记，仍能像原载杆筒架顶端 标记一样便于识别与取放，形成独立冻存单元。这样一筒多用，在不影响原有操 作简便性的情况下，省去了筒外围配套装置所需的大量空间。而且，由于新冻存 单元载杆筒是塑料材质，低导热性的，不会因标签部分露出液氮一定时间而产生 对空气中水汽的冷凝而结冰，解决了目前的铝合金载杆筒架常常因冷凝冰遮盖标 签的不便。

参照图2，本实施例提供的载体系统主要由载杆1、载杆套2、载杆筒3、 档杆4组成，载杆的底端（冻存部12）插入载杆套2内，再一起被装入载杆筒 3中，档杆4下段从载杆筒3顶端开口插入载杆筒3内。

载杆套2为上端开口、下端封闭的空管。

载杆1包括杆体11和与杆体11底端连接的冻存部12，冻存部12插入到载 杆套2内形成装载单元。

载杆筒3为底端封闭、上端开口的外径为7mm（根据实际需要可以设计成 其他外径大小）的空管，载杆筒3的侧壁上设有能够将装载单元从载杆筒3中放 入及取出的长条形的槽口31。

槽口31的下段为开口缩小的狭口部311，所述装载单元的长度大于狭口部 311底端到载杆筒3底部的长度，但小于狭口部311顶端到载杆筒3底部的长度。

载杆筒3的顶端开口，档杆4下段从载杆筒3顶端开口插入载杆筒3内， 在载杆筒3内的载杆筒槽口31底端以上的部位滑动，从而改变对槽口31的遮 挡长度，以打开或关闭装杆口（即槽口31）；挡杆4上段增粗，使挡杆4上段外 径超过载杆筒3顶端开口内径以固定挡杆4并定位挡杆4对槽口31的遮挡位置。

挡杆4为硬直空管，其两端为封闭端，在封闭端的顶面或周壁面设有通气小 孔。在使用时，空管内填充液氮，以去除空气导致的浮力，利于下沉，同时越多 的充填液氮越帮助冷冻单元在被拿出液氮作转运时能延迟液氮挥发干的时间，维 持低温冷冻状态。

载杆的杆体11的顶端设有标签粘贴部13，标签粘贴部13为比杆体细的细 杆或者比杆体窄的扁状体。

参照图7和8，在载杆杆体11与冻存部12之间设有套接部14，套接部14 在载杆杆体11处的外表面与载杆杆体11外表面有一定距离，该距离等于载杆套 2开口处的壁厚，使得载杆套2在套上载杆1后，与载杆1形成平直无外凸的杆 型，省去通常载杆套因要包绕载杆外围而占用的空间。

但这样以来，必然造成载杆样品冻存端缩小及载杆套开口要缩小，这会引起 将载杆样品冻存端顶部往载杆套开口插入时肉眼观察定位的困难。为此，进一步 设计用非肉眼自动定位插入装置及其方法来克服：

载杆冻存生物样品的一端、即冻存部12要保持一定的直径，如果冻存部为 片条结构的冻存片，则冻存片被制做成凹槽形，如图7所示，且顶端15为尖形。 同时本实施例所示载体系统包括一个载杆套堆放助插槽，图6为本发明一种优选 实施例中载杆套堆放助插槽相关结构、构件及其操作方法示意图。如图7、8所 示，载杆1的冻存样品的一端包括套接部14、冻存部12及冻存部端部15。套 接部14外径向冻存部的方向逐渐缩减，这样便于与载杆套2逐渐套紧，且套紧 后载杆1与载杆套2因外径相同而形成平直对接，无外凸；载杆1的冻存部12 是长条形的凹槽形，且其顶端为凹槽被剪切形成的尖形的端部15，微量生物样 品如1-3个胚胎即被放置于靠近该冻存部端部15后部的凹槽内。这种凹槽结构 可遮挡冷冻胚胎，免受在操作中被碰擦的危险。同时，如图6所示设置一个三角 锥形载杆套堆放助插槽6，包括两个夹壁61以及底面62，围成的一面开放的槽 型，两个壁面61拼接围成二面角。当把载杆套堆放助插槽6如图6所示斜向放 置时，可使得其中堆放的多个载杆套2能被重力作用自动整齐定位于底部边角， 其中最底部的一根载杆套2总是平直紧贴于二面角的两个夹壁61，而当载杆1 装好生物样品后需要插入载杆套2时，则如图6和图10所示，可以将载杆杆体 11外壁平压载杆套堆放助插槽6的二面角的两侧壁面61，或将载杆前端片条状 冻存部12的凹部面对并压住载杆套堆放助插槽6的二面角的两侧壁面61，向载 杆套2方向插去，这时由于冻存部12凹形使得其顶端的冻存部尖端15被自动 抬高而悬空，不会接触载杆套堆放助插槽6的两侧夹壁61，且其设计的形状和 尺度使得该冻存部尖端15能自动对准载杆套2的开口之内，这保证了做细后的 冻存部12仍能且更加便捷无需仔细观察地插入载杆套2。

现有技术中，冻存单元最粗大的结构为载杆筒架，即铝合金架，其规格和形 状是同一的，以致即使是一根载杆也需要与4根载杆一样占用一个冻存单元，而 5根载杆则需用2个冻存单元，比4根载杆多一倍。这些装载都存在空间浪费。 在本实施例中，载杆筒由塑料制成，不需要像铝合金架那样统一规格，而可以根 据实际装载量制成不同规格及形状，以合理占用空间。由于大多数装载6-8个胚 胎需要3-4根载杆，可以设计以3根载杆装载量为最小规格的载杆筒，还增加设 计4根、5根装载量的载杆筒，并根据装载量不同而设计不同的载杆筒横截面面 积与形状，除传统的圆形，还包括椭圆形、扇形、方形等。这样1-3根可装在3 根规格筒中，4-5根分别装在4根、5根规格筒中，6根及以上则可以用更大的 设计，或者采用多根上述规格的载杆筒组合装载，如6根分2个3根装，7根分 1个3根和1个4根装，充分利用空间；也可以采用单根装或2根装方案，其虽 然冷冻时空间占用可能稍多些，但可加快解冻时的空间腾出。例如单根装方案， 即设计最小的仅仅容纳一根装载单元（载杆及载杆套）的载杆筒。这将使得每次 解冻后都会清空每个拿出的冷冻单元，也就不必将冷冻单元再放回液氮罐，可以 简化解冻流程并加快空间腾出。

图11为本发明载体系统的载杆筒横截面形状设计构件示意图。载杆筒4可 以容纳多个装载单元，可以由塑料制成，优选透明或半透明塑料制成，并可以根 据实际装载量而制定不同规格：如图11中A所示，设计以3根装载单元为最大 装载量规格的载杆筒4，其内的3根装载单元会自动处于三角形位置的最小占位 状态，故采用圆形横截面设计；如图11中B所示，设计4根装载单元为最大装 载量规格的载杆筒3，其内的4根装载单元会自动处于菱形位置的最小占位状态， 故可采用椭圆形横截面设计；如图11中C所示，设计5根装载单元为最大装载 量规格的载杆筒3，其内的5根装载单元会自动处于五角形位置的最小占位状态， 故可采用圆形横截面设计；也可设计不同的其它载杆筒横截面形状，还包括扇形、 方形等等。这样1-3根可装在3根量规格的载杆筒3中，4-5根分别装在4根、 5根量规格的载杆筒3中，6根及以上则可以用更大的设计，或者采用多根上述 规格的载杆筒组合装载，充分利用空间。同时，原一个单位的吊桶空间可以被分 隔成多个（如3-5个）空间，以减少每个空间中冻存单元数，从而提高寻找特定 标记的速度。

实施例2

本实施例将原一端开口型的载杆筒3’改成变细的且加长的从顶端开口即载 杆筒筒口、而且底端封闭并在筒内底部置有可活动铁块的形式的载杆筒3；对载 杆筒内载杆的取出则是：通过磁性定位凹座带动活动铁块上行而抬高载杆露出顶 端载杆筒筒口进行的；舍弃外力夹固式的载杆筒帽盖4’，改成有下段连接段的能 从载杆筒筒口插入载杆筒内受摩擦固定的套筒5，以关闭装杆口并延长冻存单元 至超出液氮罐吊桶桶深的长度。从而，也就舍弃了最占空间的用于夹固载杆筒帽 盖的载杆筒架。同时，在套筒上端进行标记，仍能像原载杆筒架顶端标记一样便 于识别与取放。这样在不影响原有操作简便性的情况下，省去了筒外围配套装置 所需的大量空间。而且，由于套筒5是塑料材质，低导热性的，其斜放在液氮盒 内时，露出液氮部分的筒壁不会受其液氮内部分的低温传导太大影响，即不会像 铝合金载杆筒架那样低温，因此不会因标签部分露出液氮一定时间而产生对空气 中水汽的过度冷凝而固化结冰。这解决了目前的铝合金载杆筒架常常因冷凝冰遮 盖标签的不便。

参照图3，本实施例提供的载体系统主要由载杆1、载杆套2、载杆筒3、 套筒5组成，载杆1的底端（冻存部12）插入载杆套2内，再一起从载杆筒3 顶端的载杆筒筒口被装入载杆筒3中，套筒5下段从载杆筒3顶端的载杆筒筒 口插入载杆筒3内。

本实施例所述载杆套1与载杆2与实施例1所述载杆套1和载杆2相同。

本实施例的载杆筒3为底端封闭、上端开口的外径为6mm的空管，载杆筒 的上端开口构成能将装载单元从载杆筒中放入及取出的载杆筒筒口（即装杆口）。

套筒5为上端封闭下端开口的长管，所述套筒5下段设有从载杆筒筒口插入 载杆筒内的连接段51，所述连接段51由下向上外径逐渐增加，且连接段51的 最大外径等于载杆筒筒口的内径从而套筒5可插入载杆筒筒口内固定，以关闭装 杆口并延长冻存单元；插入固定后的套筒5下端至载杆筒3底部的距离大于装载 单元的长度。

载杆筒3底部置有可在载杆筒3内滑动的铁块32。

载杆筒内壁与铁块32之间可以存在间隙，并且所述间隙不足以插入装载单 元；或者载杆筒内壁与铁块32接触，二者之间不存在间隙，但是铁块能够在载 杆筒内滑动。

需要将装载单元从载杆筒内取出时，可用磁铁吸引载杆筒内的铁块32向上 滑动，带动装载单元露出载杆筒筒口。

在一个优选的实施方式中，所述微型载体系统还包括磁性定位凹座7，所述 磁性定位凹座上设有可容纳载杆筒的凹槽，在所述凹槽的侧壁上距离凹槽底部至 少3毫米以上的位置处安置有磁铁块。需要将装载单元从载杆筒内取出时，将载 杆筒3置于磁性定位凹座的凹槽中，凹槽侧壁上的磁铁块会引起载杆筒内的铁块 32上行到磁铁位置，带动载杆露出载杆筒筒口。

本实施例的载杆筒也可容纳多个装载单元，可以由塑料制成，并可以根据实 际装载量而制定不同规格，如图11所示。

上述实施例1或2中，载杆的冻存部包括片条结构的冻存片，或者为微细空 管结构的冻存微管。当为微细空管时，其外径为0.3-3mm，优选外径为1mm， 内径为0.8mm，冻存使用时，微量生物样品如1-3个胚胎即被吸入放置到微细 空管内。

实施例3

本发明提供的微型载体系统由于载杆筒变细，在冻存时，载杆筒内的液氮量 少，在提取吊桶时吊桶内的液氮很快从底部网孔漏完。这使得载杆筒内的小量液 氮处于非液氮环境而易完全挥发，这时生物材料冻存部位可能就未处于液氮的保 护内，容易造成生物材料的非正常解冻而使冻存失败。

参照图4和5，现有吊桶8’为侧壁封闭，底部设有网状通液孔81’，本实施 例提供了一种适用于储放微型冷冻单元的侧漏型的吊桶8，所述吊桶的底部为封 闭状，所述吊桶的侧壁上至少高于底部3mm以上的部分设有通液孔81。吊桶被 提高高出液氮罐的液氮面时，吊桶底部非漏高度的液氮可以延缓载杆筒内的小量 液氮的挥发干时间。

在一个优选的实施方式中，吊桶内部设有多个垂直于吊桶底部的分隔片91， 将吊桶内部分隔成多个（如3-5个）空间，以减少每个空间中冻存单元数，从而 提高寻找特定标记的速度。

在一个进一步优选的实施方式中，所述吊桶内设有立柱座9，所述立柱座9 包括设置在吊桶底部的底座92和垂直设置在底座92上的立柱93，其中，所述 立柱93上设有多个垂直于底座的容许分隔片91某一侧边卡入的侧边卡槽94， 底座92上设有多个与侧边卡槽94一一对应相连通的容许分隔片91底边卡入的 底边卡槽95。

分隔片91的顶边长度等于侧边卡槽94的槽底到吊桶8内壁的距离，从而 进一步更好地产生固定效果。

分隔片91的下部宽度从未插入侧边卡槽94的另一侧边缩小（保持分隔片 插入侧标卡槽的侧边垂直于底边），缩小的宽度至少大于侧边卡槽94的深度。这 使得插好的分隔片91在被向上撤出至缩小的侧边露出吊桶边时，可以向侧外方 向将分隔片91从侧边卡94槽取出，并在吊桶以内移动分隔片至另一卡槽单元 （由连通的侧边卡槽和底边卡槽组成），再侧向卡入侧边卡槽94中，然后向下插 到底边卡槽95。在不断解冻造成原区间的冷冻单元量减少较多时，这种吊桶内 移动分隔片操作可以在不影响原区间内冷冻单元分隔的情况下，实现区间的压 缩，留出新空间用于新分隔。

进行生物材料冻存时，可以采用实施例1或实施例2提供的微型载体系统， 将生物材料置于冻存部内于液氮中冻存，套接载杆套，组成装载单元，再将装载 单元从载杆筒的装杆口放入载杆筒内，关闭装杆口，组成冻存单元；将吊桶内部 空间分隔成多个区间，将吊桶置于液氮罐内；将冻存单元装入处于液氮罐内的吊 桶内，即可完成冻存装载。

上述实施例1-3可作为改革了的人类胚胎玻璃化冷冻载体系统为人类胚胎 （或卵子）的玻璃化冷冻节约大量空间。

实施例4

某些组织如卵巢组织片、小软骨片、毛发根、肿瘤小块或其它特定组织小块 在科研、检测或其它应用等过程中需要单个或微量独立冻存时，用传统的常规容 量冻存管冻存常常造成解冻后难以寻找而丢失、冻存复苏效率低及在大批量独立 冻存时占用过多空间。而采用本发明上述改革了的人类胚胎玻璃化冷冻载体系 统，则能如上所述，避免占用空间过多的缺点，且还能因冻存部的承载范围小而 解决解冻后难以寻找而丢失的问题，还因为冻存部冻融的变温速度远远快于常规 容量冻存管的冻融变温速度，使得冻存效果好，复苏存活与质量提高。其技术系 统与操作过程类似人类胚胎玻璃化冷冻载体系统与技术，如前实施例1和2所述， 将胚胎生物样本改为特定组织即可。

实施例5

某些细胞如人类微量精液、睾穿精子、微量血细胞或其它特定微量细胞在科 研、检测或其它应用等过程中需要微量独立冻存时，用传统的常规容量冻存管冻 存常常造成解冻后难以寻找而丢失、冻存复苏效率低及在大批量独立冻存时占用 过多空间。而采用本发明上述改革了的人类胚胎玻璃化冷冻载体系统，则能如上 所述，避免占用空间过多的缺点，且还能因冻存片的承载范围小而解决解冻后难 以寻找而丢失的问题，还因为冻存片冻融的变温速度远远快于常规容量冻存管的 冻融变温速度，使得冻存效果好，复苏存活与质量提高。其技术系统与操作过程 类似人类胚胎玻璃化冷冻载体系统与技术，如前实施例1和2所述，将胚胎改为 特定细胞液滴即可，但解冻复苏将有所不同。

实施例1、2和4的解冻都是在预温的解冻液中插入载杆1的冻存部12的， 而其中解冻液常常通过较多液量来保持其温度不受室温的过快影响。这对于该实 施例，则会使得解冻的微量细胞扩散在多量液体中而难以进行特定细胞寻找，比 如睾穿精子往往只有数个或数十个，在约1毫升的液体中将无法再收集。为此， 对于实施例5，其解冻过程是在预温的培养皿矿物油中插入载杆1的冻存部12， 待冻存部上的冻存液滴融解后，再插入到培养皿矿物油下另一培养基液滴中，使 得冻存部12上样本液滴及其细胞融入到该新培养基液滴，再在该新液滴寻找微 量细胞进一步进行镜下解冻与使用等操作。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并 不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行 的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范 围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。