第44卷第5期2023年10月制冷学报JournalofRefrigerationVol.44,No.5October,2023文章编号:0253-4339(2023)05-0160-07doi:10.3969/j.issn.0253-4339.2023.05.160固体表面玻璃化冷冻方法降温结晶特性数值研究朱文欣1赵芷慧1黄永华1程锦生2陈威3李铮3(1上海交通大学机械与动力工程学院上海200240;2上海东富龙医疗装备有限公司上海201108;3上海交通大学附属第一人民医院泌尿中心男科上海200080)摘要固体表面玻璃化冷冻方法(SSV)及其变式在细胞冻存领域的应用越来越广泛,但多基于实验和经验,缺乏仿真分析和物理机理解释,影响相关技术的通用化设计和研发效率。本文以质量分数35%的丙二醇溶液为对象,考虑冷冻过程的非等温结晶特性,建立了耦合非等温结晶源项的SSV方法传热模型,研究了预冷温度、样品体积和形状对实施SSV方法的液体温度与结晶特性的影响。结果表明:该模型可以有效揭示冷冻过程中液滴样品内部的温度及结晶度变化规律。样品结晶危险区位于远离低温表面处,且最易结晶点不一定位于液滴顶点。预冷温度越低,冷冻样品体积越小,形状越扁平,样品降温速率越快,越容易实现玻璃化冷冻。关键词细胞冻存;固体表面玻璃化冷冻;预冷;快速降温;非等温结晶中图分类号:TB61+1;TQ025.3;R318.52文献标识码:ANumericalStudyonCoolingandCrystallizationCharacteristicsofSolidSurfaceVitrificationMethodZhuWenxin1ZhaoZhihui1HuangYonghua1ChengJinsheng2ChenWei3LiZheng3(1.SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,200240,China;2.ShanghaiTofflonMedicalEquipmentCo.,Ltd.,Shanghai,201108,China;3.DepartmentofAndrology,UrologicMedicalCenter,ShanghaiGeneralHospital,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai,200080,China)AbstractSolidsurfacevitrification(SSV)hasbeenincreasinglyappliedinthefieldofcellcryopreservation.However,moststudiesbasedonempiricalexperimentationshavenotincludedsimulationanalysisandphysicalmechanismexplanation,consequentlyaffectingtheuniversalityofthedesignsandinnovationefficiencyinSSV-relatedtechnologies.Thisstudyfocusedonthenon-isothermalcrystallizationcharacteristicsandestablishedathermaldiffusionmodelofSSVcoupledwithanon-isothermalcrystallizationsource.Apropyleneglycolsolutionwiththemassfractionof35%wasselectedasthesampleforanalysis.Additionally,theeffectsofthepr...
