一种可控制温度的真空载物台

技术领域

本发明属于冻干技术领域，尤其是涉及一种可控制温度的真空载物台。

背景技术

生物学研究和药品开发过程中经常使用冻干工艺对样品进行干燥。冻干通常分为三个过程，分别是预冻、一次干燥和二次干燥。塌陷温度是一次干燥工艺研发过程中的关键参数，预冻结束后的制品在干燥阶段被加热，当温度逐渐上升至一临界温度值时，其刚性结构不足以维持原本的三维立体结构，导致制品出现塌陷，这一临界温度称之为塌陷温度。在一次干燥阶段，必须控制制品的温度低于制品本身的塌陷温度。

制品的塌陷是由于冻干过程中微观结构变化导致的，塌陷一开始出现在制品干燥层和冷冻层之间，可以利用显微镜观察冷冻真空条件下，制品被缓慢加热直至塌陷的过程，进而确定制品的塌陷温度，缩短产品研发周期，优化产品冻干工艺。

现有的载物台大多只能提供常温常压或者是仅低温的观测环境，无法提供可精准控温的真空观测环境，且大多数的低温载物台结构复杂，在不具备升温、恒温控制的同时，还存在通光孔对准困难、密封性差、装载困难、无法调节观测区域等问题未解决。

发明内容

本发明的目的是：提供一种可提供真空环境，可精准控制样品降温、升温和恒温的载物台。

为了达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种可控制温度的真空载物台，载物台外壳、设置于所述载物台外壳下的固定装置、设置于所述载物台外壳上的载物台旋盖、设置于所述载物台外壳顶端的顶部端盖、设置于所述载物台外壳底端的底部端盖、设置于所述载物台外壳内部的样品平台、连接在所述载物台外壳的X/Y轴位移调节器和两个连接在所述载物台外壳两侧的真空连接口；通过安装在所述样品平台内的温度探头反馈控制所述样品平台内的液氮流量及电加热功率，从而实现所述样品平台表面的升温、降温和恒温控制。

优选的，所述样品平台包括液氮进出管路、上平台，所述液氮进出管路一端与所述上平台外侧两端开口连接，与所述上平台内的液氮流通槽连通，另一端从所述顶部端盖的开孔穿出连接外部的所述液氮进出管路。

优选的，所述样品平台设有流道堵头，所述上平台下侧留有所述液氮流通槽，所述液氮流通槽可与所述流道堵头贴合；所述上平台留有测温口、电加热固定口和出线口。

优选的，所述样品平台还包括下封盖，环形电加热通过所述上平台和所述下封盖过盈配合固定；所述上平台和所述下封盖的透光孔中心对准。

优选的，所述真空连接口安装在所述载物台外壳两侧，一个与真空泵连接，对载物台进行抽真空，实现载物台腔体内的真空环境；一个与真空计连接，读取载物台腔体内的真空度。

优选的，所述载物台外壳下方设有定位装置和透光窗口，可装载在显微镜上，通过所述X/Y轴位移调节器调节样品观测区域，通过所述载物台旋盖上方的视窗观察样品。

优选的，所述载物台外壳包含上平板和下平板，所述载物台外壳置于显微镜载物台上，调节位于所述载物台外壳下方的所述固定装置，使显微镜光源、所述载物台外壳下侧的通光窗中心对齐。

优选的，所述下平板上设有半圆环台定位所述样品平台，使所述样品平台的通光孔与所述下平板的所述通光窗中心对齐；所述载物台旋盖可旋于所述上平板，旋盖视窗与所述样品平台的所述通光孔中心对齐。

优选的，所述顶部端盖留有液氮进出口和航空插头，所述样品平台内的电加热电源线、温度探头信号线可通过航空插头连接至外部设备。

优选的，所述X/Y轴位移调节器包括X轴调节杆、X轴调节滑块、Y轴调节杆、Y轴调节滑块、X/Y轴密封圈、滑道、位移压环，通过调节所述X轴调节杆和所述Y轴调节杆上的手轮移动所述位移压环内的样品，从而调节显微镜的观察区域。

综上所述，本发明包括以下有益技术效果：

本发明可以对载物台内的制品进行降温、升温、恒温控制，且可以在真空的环境下，观察制品的塌陷，并读取制品塌陷时的塌陷温度，从而缩短制品冻干工艺的研发周期，或者优化制品现有的冻干工艺。该载物台具有良好的密封性，可快速对准通光孔，设有X/Y轴位移调节装置便于调节观测区域，安装、固定便捷，样品装载方便。

附图说明

图1为本发明一种可控制温度的真空载物台的结构示意图

图2为本发明中载物台旋盖俯视图；

图3为本发明一种可控制温度的真空载物台的主视图；

图4为本发明一种可控制温度的真空载物台的左视图；

图5为本发明一种可控制温度的真空载物台的仰视图；

图6为本发明中样品平台的结构示意图；

图7为本发明中样品平台的俯视图；

图8为本发明中载物台外壳的结构示意图；

图9为本发明中载物台外壳的仰视图；

图10为本发明中X/Y位移调节装置的结构示意图；

图11为本发明中X轴调节杆结构示意图。

附图标记：1、载物台外壳；2、固定装置；3、载物台旋盖；4、顶部端盖；5、底部端盖；6、样品平台；7、X/Y轴位移调节器；8、真空连接口；9、液氮进出管路；10、上平台；11、流道堵头；12、下封盖；13、通光孔；14、上平板；15、下平板；16、半圆环台；17、通光窗；18、旋盖视窗；19、X轴调节杆；20、X轴调节滑块；21、Y轴调节杆；22、Y轴调节滑块；23、X/Y轴密封圈；24、滑道；25、位移压环；26、液氮流通槽；27、测温口；28、电加热固定口；29、出线口；30、手轮；31、真空头；32、真空芯。

具体实施方式

本发明公开一种可控制温度的真空载物台，其包括载物台外壳1、固定装置2、载物台旋盖3、顶部端盖4、底部端盖5、样品平台6、X/Y轴位移调节器7和两个真空连接口8。本发明可实现在真空或非真空状态下，观测样品降温、升温、控温过程中的微观变化，且控温精度高，整体结构简单、安装便捷、操作方便。

本发明的目的是为确定冻干制品塌陷温度提供了一种可控制温度的真空载物台，可实现精准控温，各部件密封连接，载物台整体具有良好的密封性，可快速对准通光孔13，设有X/Y轴位移调节器7便于调节观测区域，安装、固定便捷，样品装载方便。通过安装在样品平台6内的温度探头反馈控制样品平台6内的液氮流量及电加热功率，从而实现样品平台6表面的升温、降温和恒温控制。

样品平台6包括液氮进出管路9、上平台10、流道堵头11和下封盖12，液氮进出管路9一端与上平台10外侧两端开口连接，与上平台10内的液氮流通槽26连通，另一端从顶部端盖4的开孔穿出连接外部的液氮进出管路9；上平台10下侧留有液氮流通槽26，液氮流通槽26可与流道堵头11贴合；上平台10留有测温口27、电加热固定口28和出线口29；环形电加热通过上平台10和下封盖12过盈配合固定；上平台10和下封盖12的透光孔中心对准。

真空连接口8安装在载物台外壳1两侧，一个与真空泵连接，对载物台进行抽真空，实现载物台腔体内的真空环境；一个与真空计连接，读取载物台腔体内的真空度。

载物台外壳1下方设有定位装置和透光窗口，可装载在显微镜上，通过X/Y轴位移调节器7调节样品观测区域，通过载物台旋盖3上方的视窗观察样品。

载物台外壳1包含上平板14和下平板15，载物台外壳1置于显微镜载物台上，调节位于载物台外壳1下方的固定装置2，使显微镜光源、载物台外壳1下侧的通光窗17中心对齐；下平板15上设有半圆环台16定位样品平台6，使样品平台6的通光孔13与下平板15的通光窗17中心对齐；载物台旋盖3可旋于上平板14，旋盖视窗18与样品平台6的通光孔13中心对齐；载物台外壳1一端连接顶部端盖4，一端连接底部端5。

顶部端盖4留有液氮进出口和航空插头，样品平台6内的电加热电源线、温度探头信号线可通过航空插头连接至外部设备。

X/Y轴位移调节器7包括X轴调节杆19、X轴调节滑块20、Y轴调节杆21、Y轴调节滑块22、X/Y轴密封圈23、滑道24、位移压环25。通过调节X轴调节杆19和Y轴调节杆21上的手轮30移动位移压环25内的样品，从而调节显微镜的观察区域。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，本发明主要包括载物台外壳1、设置于载物台外壳1下的固定装置2、设置于载物台外壳1上的载物台旋盖3、设置于载物台外壳1顶端的顶部端盖4、设置于载物台外壳1底端的底部端盖5、设置于载物台外壳1内部的样品平台6、连接在载物台外壳1的X/Y轴位移调节器7和两个连接在载物台外壳1两侧的真空连接口8。

如图1-5所示，各部件连接处都设有密封装置。

如图6、7所示，样品平台6包括液氮进出管路9、上平台10、流道堵头11和下封盖12。

如图6、7所示，载物台外壳1包括上平板14、下平板15和半圆环台16。

如图10所示，X/Y轴位移调节器7包括X轴调节杆19、X轴调节滑块20、Y轴调节杆21、Y轴调节滑块22、X/Y轴密封圈23、滑道24和位移压环25。

如图1、2、8、9所示，固定装置2可调节载物台外壳1在显微镜载物台上的位置，使载物台外壳1上的通光窗17与显微镜光源中心对准。

如图1、2所示，样品平台6整体置于载物台外壳1内，半圆环台16限位样品平台6，中心对准下平板15的通光窗17、旋盖视窗18和样品平台6的通光孔13。

如图1、2、6、7所示，液氮进出管路9一端与上平台10内的液氮流通槽26连通，另一端从顶部端盖4的开孔穿出连接外部的液氮控制系统连接，开孔处用密封圈密封。

如图6、7所示，上平台10下侧设有液氮流通槽26，液氮流通槽26与流道堵头11贴合。

如图6、7所示，上平台10和下封盖12过盈配合，将环形电加热固定在上平台10内。

如图6、7所示，上平台10和下封盖12中心对准。

如图6、7所示，上平台10表面平整，可在其表面放置样品。

如图6、7所示，上平台10留有测温口27、环形电加热固定口28和出线口29，温度探头插入测温口27测量上平台10温度，温度探头信号线、环形电加热电源线从出线口29连接到顶部端盖4处的航空插头，再连接至外部控制设备。

如图6、7所示，通过安装在样品平台6内的温度探头反馈控制样品平台6内的液氮流量及环形电加热功率，实现样品平台6表面的降温、升温和恒温控制。

如图8、9所示，载物台外壳1两侧设有真空连接口8，一个与真空泵连接，对载物台进行抽真空，实现载物台腔体内的真空环境；一个与真空计连接，读取载物台腔体内的真空度。

如图11所示，X轴调节杆19和Y轴调节杆21由手轮30、真空头31、真空芯32和X/Y轴密封圈23组成。

如图10所示，X轴调节滑块20、Y轴调节滑块22和滑道24之间通过楔形结构连接。

如图1、2所示，位移压环25与Y轴调节滑块22连接，位移压环25与上平台10上表面贴合，位移压环25在X/Y方向上的移动范围为上平台10中心至上平台10边缘。

如图10、11所示，通过旋转X轴调节杆19和Y轴调节杆21上的手轮30移动X轴调节滑块20和Y轴调节滑块22，使位移压环25及其内部载破片在上平台10表面移动，从而调节显微镜的观察区域。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。