一种透射电镜冷冻样品杆

摘要

本发明公开了一种透射电镜冷冻样品杆，包括手柄、杆身、杆头、液氮存储装置和液氮进出管道；其中，杆身连接杆头和手柄；液氮存储装置设置于手柄内；液氮进出管道用于控制液氮在所述透射电镜冷冻样品杆内的流向，在手柄上设置有一个进口和第一出口、第二出口；在制冷时液氮的流向：液氮从所述进口流入，直接流入杆身，在杆身分流，其一部分经杆身流入杆头，再从杆头回流从第一出口流出；另一部分从杆身回流到液氮存储装置，经由液氮存储装置从第二出口流出；第二出口受一流体阀门控制。本发明通过优化液氮的管道设置，可以实现放置于杆头的样品的快速制冷及低温保持，效率高，可控性高。

说明书

技术领域

本发明涉及透射电镜样品杆领域，尤其涉及一种透射电镜冷冻样品杆。

背景技术

目前透射电镜冷冻样品杆，通常采用液氮制冷金属，金属导冷样品杆的方式，这样效率较低，制冷时间长，效率低，可控性差。同样，在制冷后，升温时间长，效率低，可控性差。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种透射电镜冷冻样品杆，可以实现快速制冷及低温保持，并具有高效率和高可控性。

为实现上述目的，本发明提供了一种透射电镜冷冻样品杆，包括手柄、杆身、杆头、液氮存储装置和液氮进出管道；

所述杆身的一端和所述杆头连接，所述杆身的另一端和所述手柄固定连接；

所述液氮存储装置设置于所述手柄内；

所述液氮进出管道用于控制液氮在所述透射电镜冷冻样品杆内的流向，在所述手柄上设置有一个进口和第一出口、第二出口；在制冷时液氮的流向：液氮从所述进口流入，直接流入所述杆身，在所述杆身分流，其一部分经所述杆身流入所述杆头，再从所述杆头回流从所述第一出口流出；另一部分从所述杆身回流到所述液氮存储装置，经由所述液氮存储装置从所述第二出口流出；所述第二出口受一流体阀门控制。

进一步的，所述杆身包括对接的第一杆身和第二杆身，所述第一杆身的头部和所述第二杆身的基座连接；所述第一杆身的基座和所述手柄固定连接；所述第二杆身的头部和所述杆头固定连接；

所述液氮进出管道，包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

所述第一管道，其一端为所述液氮进出管道的进口，其另一端穿过所述液氮存储装置直接延伸至所述第一杆身头部；

所述第二管道设置于所述杆身内，其一端和所述液氮存储装置连通；另一端延伸至所述第一杆身头部的位置，使液氮流入所述液氮存储装置；

所述第三管道用于连接所述液氮存储装置和所述液氮进出管道的第二出口，所述第三管道受所述流体阀门控制；

所述第四管道的一端设置于所述第一杆身头部，所述第四管道沿所述第二杆身延伸至所述杆头，在所述杆头内折回，经所述第二杆身、第一杆身到达所述第一出口；

所述第四管道的管径小于所述第一管道和所述第二管道。

进一步的，所述液氮存储装置，包括内胆、外壳，所述内胆被包裹在所述外壳内，所述外壳被包裹在所述手柄中；所述第三管道的端头和所述内胆密封连接；所述第二管道的端口和所述内胆密封连接；所述第一管道于所述液氮进出管道的进口一侧穿入所述内胆的位置，和所述内胆密封连接；其穿出所述内胆延伸至所述第一杆身头部的一段，位于所述第二管道的内部，液氮通过所述第二管道和第一管道的间隙回流到所述内胆中。

进一步的，所述进口包括一管卡套和一螺纹连接头，所述螺纹连接头卡接在所述手柄，所述管卡套和所述螺纹连接头螺纹连接，用于和外部供氮设备连接。

进一步的，所述流体阀门的控制开关为一螺纹杆，通过旋转螺纹杆调节所述流体阀门的开口流量。

进一步的，所述杆头设置有加热组件，所述加热组件包括电路板和升温芯片，所述电路板用于控制所述升温芯片工作；所述升温芯片设置于所述杆头的样品载台处，用于给放置在样品载台上的样品升温，将样品温度控制在预期的温度。

进一步的，所述杆头还设置有压盖和触针，所述触针用于所述升温芯片和所述电路板的电气连接，所述压盖用于将所述升温芯片固定在杆头上。

与现有技术相比，本发明的透射电镜冷冻样品杆，通过优化液氮的管道设置，使液氮能直接作用于杆头，及实现液氮在样品杆内的快速循环，可以实现快速制冷及低温保持，效率高，可控性高。进一步的，通过在杆头增加加热组件，可进一步提供温度控制的精度。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的冷冻样品杆的结构图；

图2是图1的爆炸图；

图3是图1的剖面图；

图4是图1杆头部分的局部放大图；

图5是杆头内部液氮管道示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1

如图1－图5所示，本发明提供了一种冷冻样品杆，包括手柄10、杆身20、杆头30、液氮存储装置40和液氮进出管道50。

在本实施例中，杆身20包括连接的第一杆身21、第二杆身22和隔热套23，第一杆身21的头部和第二杆身22的基座连接，并通过密封圈25密封；第一杆身21的基座和手柄固定连接；第二杆身22的头部和杆头30固定连接；隔热套23套在杆头30上，用于给杆头30隔热保温。

液氮存储装置40设置在手柄10内，用于临时存储一定量的液氮，进行保温控制。

液氮进出管道50的进出口，包括进口P1、第一出口P2和第二出口P3，进口P1和第一出口P2、第二出口P3均设置于手柄10，在进行制冷时，液氮的流向：液氮从进口P1流入，直接流入第一杆身21的头部，在第一杆身21的头部分流，其一部分经第二杆身22连通到杆头30，再从杆头30回流从第一出口P2流出；另一部分于第一杆身21回流到液氮存储装置4，经由液氮存储装置4从所述第二出口P3流出。第二出口P3受流体阀门55控制。第一出口P2的管径小于第二出口P3的管径。

在本实施例中，具体的，液氮进出管道50，包括第一管道51、第二管道52、第三管道53和第四管道54；

第一管道51，其一端连接液氮进出管道的进口P1，其另一端穿过内胆41直接延伸至第一杆身21的头部；

第二管道52设置于杆身20内，其一端和液氮存储装置4连通；另一端延伸至第一杆身21头部的位置，使液氮流入液氮存储装置4；

第三管道53用于连接液氮存储装置4和液氮进出管道50的第二出口P3，第三管道53受流体阀门55控制。

第四管道54的一端设置于第一杆身21头部，第四管道54沿第二杆身22延伸至杆头30，在杆头30内折回，经第二杆身22、第一杆身21到达位于手柄10的液氮进出管道5的第一出口P2。

优选的，液氮存储装置40，包括内胆41、外壳42、43，内胆被包裹在外壳42、43内，外壳42、43装配成一体后又进一步被包裹在手柄10中；第三管道53的端头和内胆41密封连接；第二管道52的端口和内胆41通过密封圈24密封连接；第一管道51于液氮进出管道50的进口一侧穿入内胆41的位置，和内胆41密封连接；其穿出内胆41延伸至第一杆身21头部的一段，位于第二管道52的内部，液氮通过第二管道52和第一管道51的间隙回流到内胆41中。

优选的，进口P1由一管卡套56和一螺纹连接头57组成，管卡套56和螺纹连接头57螺纹连接，螺纹连接头57卡接在手柄10上，通过管卡套56和外部的供应液氮的设备连接。

优选的，流体阀门55的控制开关为一螺纹杆，通过旋转螺纹杆调节流体阀门55的开口流量，可实现液氮流量的精确控制。

优选的，如图1－图3所示，为方便生产，所述手柄10包括前壳12、后壳13、箍圈11、14。前壳12和后壳13配合形成封闭腔体，其两头分别用箍圈11、14紧固。

如图4所示，在本实施例中，优选的，为进一步精确控制样品的温度，在杆头30上设置有加热组件，具体的，该加热组件包括电路板31、升温芯片32和触针34，升温芯片32放在杆头30上凹槽内，该位置为杆头30的样品载台区域，电路板31从杆身20引出，升温芯片32和电路板31的电极通过触针34进行电气连接，在杆头30上设置有压盖33，压盖33用于固定触针34和升温芯片32，从而固定电路板31和升温芯片32的电路连接。在本实施例的结构中，升温芯片32所在位置为杆头30的样品载台，样品可直接放置在升温芯片32上，升温芯片32加电后，给样品升温，将样品所在环境温度控制到一个预期的温度。在手柄10上设置有一个电气插座15，可通过该电气插座15给电路板31供电。优选的，该电气插头为航空插座，可以提供稳定可靠的电连接。

工作原理：

样品放置在冷冻样品杆的杆头30。在制冷时，打开流体阀门55，液氮从进口P1进入，通过第一管道51、第四管道54流入杆头30对杆头30及杆头上的样品进行快速制冷，然后从第一出口P2流出；同时液氮还通过第一管道51流到内胆41，再由内胆41通过流体阀门55后从第二出口P3流出,清除杆身20中的热空气(相对液氮的温度而言)，将一部分液氮存储于内胆41中。在达到制冷效果后，关闭流体阀门55和液氮供给，由内胆41中液氮进行保温，内胆41中的液氮通过第四管道54流出，以保持杆头30上样品的温度。

通过控制液氮流速以控制制冷量来控制样品的温度，会有一定的滞后效应。在本实施例中，为快速准确控制样品的温度，可通过设置在杆头30上的加热组件进行辅助加热控制，从而将样品的温度控制在一个合适的温度范围。

与现有技术相比，本发明的透射电镜冷冻样品杆，通过优化液氮的管道设置，使液氮能直接作用于杆头，及实现液氮在样品杆内的快速循环，可以实现快速制冷及低温保持，效率高，可控性高。进一步的，通过在杆头增加加热组件，从而实现快速准确控制样品的温度。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。