[发明专利]一种快速复温冻存生物样本的装置系统

权利要求书

1.一种快速加热冻存生物或者食品样本的复温系统，其特征在于：

包括电磁和激光光源的组合能量热源系统、用于装载冻存样品的容器以及电磁共振腔体、监控容器内冻存样品的温度实时监测系统、电磁加热反馈调节控制系统；

所述组合能量热源系统中电磁能量源为微波（电磁波的一种），微波由晶体振荡器频率合成器或者磁控管产生，经过功率放大器将微波能量源的功率提升，电磁能量源与功率放大器之间由同轴传输线连接；

电磁共振腔体的共振频率与电磁能量源相匹配或者接近（相差1MHz以内）；

电磁共振腔体为中空的长方体或者圆柱，腔体壁厚1-10mm；

所述电磁能量源产生的电磁波通过同轴导线连接到一个天线探针，由天线探针激发电磁共振腔体内的共振电磁场，腔体内电磁场在共振时是一个驻波；

天线探针使用常见的本领域技术人员熟知的商业可购买产品，由天线探针激发的共振电磁场（驻波）的电磁场分布由电磁共振腔体的尺寸和电磁能量源频率决定。

2.根据权利要求1所述的高频电磁能量源，其特征在于：

微波信号源提供的电磁信号频率以及与之匹配的矩形或者圆形波导共振频率范围为100MHz-3GHz，经过功率放大器提升功率后，微波信号源提供的功率范围为100-800W；

微波信号源与电磁天线探针之间可以连接一个阻抗匹配器，调节信号源与天线及波导的阻抗匹配。

3.根据权利要求1所述的复温系统，其特征在于：

所述组合能量热源系统中激光能量源可以包括一个或以上的激光发射器，激光发射器距离冻存样品的位置可调节；

每个激光发射器波长范围是808nm至1080nm，发射功率为0.5W至50W之间，激光发射器光斑直径可在1-20mm之间调节。

4.根据权利要求1所述的电磁天线探针，其特征在于：

电磁天线由铜制成，电磁天线长度为10-100mm。

5.根据权利要求1所述的微波共振腔体，其特征在于：

微波共振腔体带有一个接口接入电磁天线探针，腔体的形状为中空的长方体或者圆柱体，共振腔体由铜、氧化铁等金属或者金属氧化物材料制成；

腔体内壁的尺寸设计决定的腔体共振频率，腔体共振频率与电磁信号源频率范围一致，频率范围是100MHz~3GHz，微波共振腔的具体尺寸由亥姆霍兹方程求解确定。

6.根据权利要求1所述的装载冻存样品容器，其特征在于：

装载冻存样品容器材料可以为常见的低温生物实验室所用聚乙烯聚丙烯，形状为中空圆柱体，冻存样品容器位于电磁共振腔体的中心内部；

用于装载冻存样品的容器可以为吸收电磁波源能量的材料构成，如添加有磁性材料的高分子聚合物、氧化锆陶瓷等。

7.根据权利要求1所述的复温系统，其特征在于：

冻存样品内部的温度可以由光纤、热电偶等常用方式测得，冻存样品表面温度可以由红外测温仪测量。

8.根据权利要求1所述的电磁加热反馈调节系统，其特征在于：

电磁加热反馈调节控制系统包括定向耦合器，功率计或者频谱分析仪组成；定向耦合器通过同轴传输线与电磁共振腔体、功率计或频谱分析仪连接；

电磁加热反馈调节控制系统的软件控制可以由包括含控制芯片的印刷电路板或者个人电脑软件实现；

在加热过程中电磁共振腔体反射的功率被功率计或频谱分析仪测得，电磁信号源的频率可以根据反射功率来调节。