高压冷冻盒和高压冷冻的方法与流程

1.本发明涉及一种用于生物样品玻璃化的高压冷冻盒以及一种用于高压冷冻的方法。


背景技术：

2.水是最丰富的细胞成分，因此对保存生物样品的细胞超微结构很重要。目前，固定细胞成分而不引入重大结构改变的唯一方法是低温固定。目前采用两种常用的方法；骤降式冷冻和高压冷冻。本发明涉及到高压冷冻。
3.一般来说，低温固定比化学固定有两个明显的优势。它可以在几毫秒内实现，并确保同时固定所有大分子成分。许多蛋白质网络是非常不稳定的，在最轻微的渗透或温度变化下就会解体，而在低温固定期间，这些不必要的影响被降到最低。这些技术使生物样品的研究具有改善的超微结构保存，并能够促进动态过程的研究。目前，高压冷冻是使较厚的样品(达200微米)玻璃化的唯一方法。
4.成功的低温固定(玻璃化)应该导致水从液体状态转变为无定形状态，而不诱发冰晶的成核。冰晶的成核取决于温度和压力。结晶也取决于冷却速率，因为冷冻是与时间有关的过程。冷却速率取决于水的热性能、样品厚度和试样表面的热提取流量。因此，高压冷冻在高压下并以高流量的制冷剂(特别是液氮)进行。
5.对于高压冷冻，换句话说，生物样品在高压下与在低温温度下提供的制冷剂接触。
6.leica microsystem生产的用于生物和工业样品的高压冷冻的装置以“em ice”、“em hpm100”和“em pact”的名称销售。例如，a.kaech和u.ziegler描述了此类装置，“高压冷冻：目前的状况和未来的前景”，j.kuo(编辑)第8章，“电子显微镜学：方法和协议”，分子生物学方法，卷.1117，2014，doi 10.1007/978-1-62703-776-1_8，第151至171页。利用这些装置，能够在几毫秒内用压力高达2100巴的液氮将样品冷却到低温温度，特别是低于-100℃的温度。在这些装置(em hpm100和em ice)中的一种装置中，样品盒用于在高压冷冻期间保持样品。样品盒由高强度塑料制成，包括三个部分，即具有通道的两个半圆柱体，通道适于由高压冷冻装置供应制冷剂流；以及样品保持布置，通常称为“中间板”，具有用于保持样品的开口，中间板夹在半圆柱体之间。
7.在中间板中，样品本身在中间板的开口内被包封在两个足够薄的且因此是导热的材料(例如蓝宝石、铝或铜)的盘之间，其中盘本身包括接收样品的凹部或由间隔环分开以形成用于样品的保持器。样品位置处的压力由制冷剂产生，为此，制冷剂被加压到例如2100巴。这方面的进一步细节将参照下面的图来解释。如果下文提到了“中间板”，这是指大体上平坦的元件或元件的布置，适于提供接收待玻璃化的样品的空间。特别地，中间板在组装状态下，至少由大体上平坦的结构组成，具有通口，在通口中可以布置盘以形成样品空间。
8.认识到，刚才提到的样品盒具有一定的样品损失率，这可能是制冷剂流动中的湍流的结果，湍流可能导致将样品包封在载体中的盘移位，或者当盘由脆性材料(如蓝宝石)制成时，甚至可能导致盘破损。本发明的目的是克服这一问题。


技术实现要素：

9.鉴于上述情况，本发明涉及具有独立权利要求特征的一种用于生物样品的玻璃化的高压冷冻盒和一种高压低温固定方法。优选的实施方式是从属权利要求和以下描述的主题。
10.本发明人认识到，所提到的样品损失和将样品包封在低温固定盒的中间板中的盘(下文中称为“包封元件”)的破损至少部分地是由猛烈冲击这些盘的制冷剂流造成的，特别是在高压冷冻过程的开始阶段(“冲击波”)。因此，根据本发明，建议在制冷剂的流动中使用挡板结构，以减少由制冷剂流的冲击引起的力，或使压力峰值均匀化。正如下文进一步解释的那样，挡板结构可以是与样品盒的另一部分一体形成的结构，或者也可以是单独设置的元件，并在组装期间或在组装前整合成到样品盒中。
11.根据本发明，提供一种用于生物样品的玻璃化的高压冷冻盒，其细节将在下文中进一步解释。与该盒及其实施方式有关的任何解释都应以类似方式适用于使用该试剂盒的方法，或者涉及包括该盒、显微样品和压力冷冻装置的布置。本发明可涉及所有这样的主题，并且其优点在那里同样可以观察到。本发明不限于下文描述的具体实施方式，只要在权利要求的范围内，同样可以包括进一步或不同的实施方式。
12.根据本发明提供的盒适于将样品室固定地保持在盒内的位置处，该位置在下文中被称为“样品室位置”，以供参考。样品室可以形成在盒元件之一中，或者一个或更多个盒元件可以适于接收样品室。盒适于将处于升高压力的低温制冷剂从盒的外部传递到样品室附近，并在此后使制冷剂进一步穿过盒，使得制冷剂可以离开盒，或者在已经用于从布置在样品室中的样品散热后从盒中取出。
13.在本文使用的语言中，术语“盒”应指的是部件或“盒元件”的布置，当盒插入高压冷冻装置时，盒可以进入可操作配置，其中能够如所提到地使低温制冷剂在样品上经过。在本文使用的语言中，当盒元件被“进入可操作配置”时，这旨在指任何类型的组装、配合在一起、连接、联接、结合、连结或几何布置盒元件，使得它们可以作为一个单元(“盒”)被引入高压冷冻布置中，“可操作配置”因此是指一种配置，其中盒(或更确切地说，其中的样品)可以经受高压冷冻过程。在其可操作配置中，盒元件也可以通过夹持器或保持器被保持在适当的位置，并相互处于限定的空间关系，夹持器或保持器也适于将盒引入到高压冷冻装置中。
14.盒元件特别可以包括两个保持元件。如上文针对现有技术中的盒所说明的以及如下文针对根据本发明的盒所进一步解释的，中间板可以适于夹在保持元件之间。中间板特别可以是基本平坦的元件，该元件包括开口，该开口适于通过将两个包封元件以平行布置配合到开口中而形成样品室。这些包封元件可以是整体基本平坦的或者它们可以包括基本平坦的区域，以通过使用固定、密封和/或间隔件元件而相对于彼此以预定距离布置，包封元件或其基本平坦的区域之间的中间空间限定样品室。包封元件或两个包封元件中的一个也可以在一个或两侧上包括凹部，从而当包封元件相互接触时，样品室由至少一个凹部形成。在刚才提到的配置中，包封元件中的一个整体可以是基本平坦的，而另一个可以设置有凹部区域，其中它是基本平坦的，而围绕凹部区域的边框状结构从凹部区域沿一个方向突出。包封元件可以是基本圆形的形状。可以包括其它元件以形成样品室，或者样品室中可以设置其它元件。
15.在本文使用的语言中，术语“平坦”或“基本平坦”应指包括第一表面和第二表面的
任何元件，其中第一表面和第二表面在与表面平行的方向上的最小延伸量大致大于第一表面和第二表面之间的距离，“大致大于”是指延伸量比相比较的延伸量大至少2、4、6、8、10、20、50或100倍的系数。例如，对于典型的样品载体(直径3毫米，厚度0.5毫米)，这样的系数是6。在本文使用的语言中，术语“基本圆形”指的是一种形状，该形状不偏离圆形形状，除了凹痕、槽等之外，例如针对取向。
16.根据本发明提供的盒包括制冷剂通道布置，制冷剂通道布置适于使低温制冷剂在高压下从盒的表面传递到样品室位置。制冷剂通道布置可以在前面提到的任何盒元件中形成。制冷剂通道布置的制冷剂通道也可以通过保持元件中的槽在可操作配置中形成，这些槽形成为在封闭元件被相应定位时相互匹配，即制冷剂通道布置的制冷剂通道的壁可以由上述两个保持元件一致形成，每个保持元件于是均形成通道的一半或一部分。任何制冷剂通道都可以分支成两个或更多个制冷剂通道，或者两个或更多个制冷剂通道在制冷剂通道布置中的组合后可以被组合以形成一个制冷剂通道。正如下面进一步解释的，在特别有利的配置中，一个或更多个制冷剂通道可以被设置为绕过或环绕样品室位置，并设置有通往样品室位置的接入通道。可以适于将制冷剂流从适于形成样品室的空间传递出去的一个或更多个另外的制冷剂通道可以在任何盒元件中以类似方式设置以形成制冷剂通道布置中的出口。
17.根据本发明，盒中的挡板位置处设置有挡板结构。根据本发明，挡板结构适于在制冷剂到达盒中的样品室位置之前，与制冷剂通道布置的制冷剂通道中的制冷剂流相互作用或阻挡该制冷剂流，从而避免制冷剂流过于猛烈地冲击到布置在适于形成样品室的空间中的任何元件上，例如冲击到其包封元件上，这些包封元件例如可以如前所述地由蓝宝石材料形成。通过布置在作为制冷剂通道布置的一部分的至少一个制冷剂通道或通道区段的开始或末端处并且以与相应通道或通道区段的轴线呈一定的角度(特别是垂直)取向，挡板特别适于与制冷剂流相互作用。因此，在本发明的背景下，由于设置了挡板结构，破损或松弛包封元件和损失布置在其间的样品的风险大大降低。如前所述并在下文中进一步解释的，挡板结构可以与盒的另一部分(即保持元件中的一个或中间板)一体地设置，但在不同的实施方式中，也可以单独设置，即作为盒的另一元件。
18.为了再次总结上面给出的解释，根据本发明的盒可以由进入可操作配置的盒元件形成，盒元件包括两个保持元件和中间板，中间板适于在在操作配置中夹在保持元件之间。为了将中间板夹在保持元件之间，保持元件包括平面区域，平面区域适于与中间板的相应表面接触。为了盒元件相对于彼此的取向，可以设置特别适于相互接合的、诸如槽、凹痕、突起等的匹配或配准(registering)结构。
19.如前所述，中间板优先是平坦的或基本平坦的元件，包括开口，开口适于通过将前面所述的包封元件配合到开口中，特别是以平行布置和/或使用密封、固定和/或间隔件元件而彼此相距预定距离，而形成样品室。关于进一步的细节，请参考所提到的现有技术和下面对本发明的实施方式所做的具体解释。
20.优选地，当盒元件处于其可操作配置时，至少盒的外表面的大部分对应于圆柱形形状。这里使用“外表面的大部分”的措辞是为了表达盒的外表面不一定整体是圆柱形形状，而是可以包括槽、凹部、倒角等，例如适于通过夹持器或保持器的固定接合的槽。然而，盒的表面积的至少50％或至少75％可以对应于圆柱形形状，即可以形成普通的圆柱体或对
应于(虚拟的)圆柱体。同样地，在盒元件的可操作配置中，每个保持元件的外表面的一部分优选地对应于圆柱形形状。如关于将中间板夹在保持元件之间所提到的，保持元件的外表面的不与圆柱形形状对应的另一部分优选地适于在盒的可操作状态下与中间板的表面中的相应一个的至少一部分接触。保持元件尤其可以设置为相同形状的元件，或者它们可以配置为彼此的三维镜像。然而，保持元件也可以是不相同的元件和/或它们可以被设置为不形成彼此的三维镜像。
21.在根据本发明的盒中，制冷剂通道布置优选地通过匹配保持元件中的槽而形成，并且在本发明的所有实施方式中，挡板结构导致制冷剂在制冷剂通道布置中的流动偏离朝向样品位置的方向。
22.在本发明的实施方式中，挡板结构通常可以是至少部分盘状的元件，其中，在这种配置中，挡板结构与样品盒的其它部分非一体地设置，而是被盒元件中的至少一个定位或固定地保持在挡板位置处，而且，其中挡板结构的表面或其一部分特别地横向于盒的纵向(圆柱体)轴线延伸。在该实施方式中，挡板结构在其整体上可以是基本平坦的(在对中间板的定义的意义上)，或者可以包括至少基本平坦的区域，在该区域，挡板结构的不同部分中可以设置延伸部、孔口或槽，以与盒元件接合，从而被保持在适当位置。延伸部也可以平行于盒的中心轴线延伸。延伸部可以是基本平坦的挡板结构的一部分，或者可以是单独的部件(例如，螺栓、螺钉)，其与基本平坦的挡板结构接合(例如，通过孔、螺纹)。
23.在本发明的可替代的实施方式中，挡板结构与样品盒的另一部分一体地设置，特别是与保持元件中的一个或两个一体地设置，并且挡板结构至少部分地相对于其中设置的通道布置中的制冷剂的流动方向以角度延伸。在这个可替代的实施方式中，挡板结构特别是由与样品盒的其余部分相同的材料设置，例如，通过铣削或构造基础元件或在用于相应地形成对应保持元件的成型工艺的背景下。在该实施方式中，挡板结构可以设置为制冷剂通道中的急弯或扭结，作为设置在一个制冷剂通道分支成两个或更多个制冷剂通道的(特别是t型)分支位置处的结构，或者作为延伸到制冷剂通道中或制冷剂通道在其中结束的室中的突起。在该实施方式中，保持元件中的一个中可以形成凹部，并且另一个保持元件中可以设置突起，突起形成挡板结构，使得通过组装盒，突起被放置在凹部中，从而起到阻挡利用在突起处结束或指向突起的通道来提供的制冷剂流的作用。
24.在本发明的一个实施方式中，挡板位置可以对应于盒的表面的位置，制冷剂通道布置的至少一个制冷剂通道从该位置延伸到样品室位置。这意味着，在这个配置中，可以用挡板结构阻挡制冷剂在朝向样品的方向上的直接流动。在该实施方式中，优选地，至少一个制冷剂供给通道设置为制冷剂通道布置的一部分，至少一个制冷剂供给通道从盒的表面的另一位置延伸到挡板结构下游的被挡板结构阻挡的至少一个制冷剂通道。在该实施方式中，制冷剂流至少被偏转一次，因此被配置为不直接冲击到样品室上。在该实施方式中，在盒的表面处可以设置凹部，该凹部配置为与挡板结构的形状相匹配并适于接收挡板结构的凹陷区域。在该实施方式中，挡板结构特别可以是与盒的其它元件之一非一体地形成的盘状元件。
25.在本发明的替代刚刚描述的实施方式的实施方式中，至少一个制冷剂通道布置包括从盒的表面延伸到挡板位置的区段和从挡板位置延伸到样品室位置的另一区段。这些区段可以由一个或更多个制冷剂通道形成。在该实施方式的优选变体中，可以使用设置为单
个通道的第一区段，或者第一区段可以由两个或更多个制冷剂通道或分支为两个或更多个制冷剂子通道的制冷剂通道形成。在分支位置，可以设置挡板结构，挡板结构可以是单独的元件，也可以是与保持元件中的至少一个一体地形成的结构。同样，在第二区段中，一个、两个或更多个通道然后可以从挡板位置延伸到样品室位置。因此，制冷剂可以分布在几个通道上，而不是在单个位置处作为单个流直接冲击样品室，从而减少冲击力。
26.在刚刚描述的本发明的可替代的实施方式中，当挡板结构设置为单独的元件时，保持元件可以包括凹部，以保持挡板结构，使得挡板结构特别可以被布置成阻挡制冷剂如在现有技术中那样沿盒的中心轴线流动，并且中间板可以包括孔口或开口，当挡板结构被接收在保持元件的凹部中时，单独元件形式的挡板结构适于延伸穿过该孔口或开口。然而，在刚刚描述的本发明的可替代的实施方式中，保持元件中的至少一个可以包括与之一体形成的结构，从而形成挡板结构。
27.在任何配置中，挡板结构也可以包括孔，这些孔布置在与从盒的表面延伸到挡板结构的一个或更多个制冷剂通道在挡板结构上的纵向投影的位置不同的位置处。换句话说，当挡板结构处于挡板位置时，这些孔与制冷剂通道的中心轴线不重合，而且，由于从盒的表面延伸到挡板结构的制冷剂通道通常沿纵向轴线布置，这些孔与整个盒的纵向轴线不重合。这些孔也可以与制冷剂通道布置的由主通道所分支成的各个通道相通，如前面更详细解释的。通过使用这些“偏心”孔，可以实现上述的优点。
28.在本发明的特别优选的实施方式中，通道布置包括至少一个通道，布置为围绕样品位置，特别是以圆形方式，即作为环状通道，并且围绕样品位置的该至少一个通道可以包括朝向样品位置的开口。在该实施方式中，围绕样品位置的通道可以只在保持元件中的一个中设置为槽，但它也可以像其它通道一样，由两个彼此匹配的保持元件中的槽形成。如果围绕样品位置的通道被设置成环状通道，那么朝向样品位置的开口可以均匀地或不均匀地绕环状通道布置，其中，特别是在与制冷剂流有关的上游位置，与下游位置相比，可以设置较少或较小的开口或者不设置开口。如附图中本发明的一个具体实施方式中所示，布置成围绕样品位置的通道及其朝向样品位置的开口可以设置为基本上冠状的结构。
29.在本发明的所有实施方式中，可以设置几个挡板结构，特别是呈层叠式布置。例如，在通道布置中的分支位置处，可以设置第一挡板结构，从此延伸的每个部分通道均可以设置有其它挡板结构，或者在单个通道中设置若干挡板结构。因此，任何对挡板结构的提及都不是为了将挡板结构的数量限制为一个或恰好一个。
30.如之前以其他文字所述的，挡板结构也可以设置为与保持元件中的至少一个的材料是一体的突起，而不是设置为盘状元件。
31.本发明还涉及一种用于高压冷冻的方法，以使生物样品玻璃化，其中使用了根据本发明任何一个实施方式的盒。在该方法中，盒定位在高压冷冻装置中，处于升高压力的低温制冷剂穿过盒中的至少一个制冷剂通道布置。制冷剂在挡板结构处被阻挡。关于根据本发明提供的方法的进一步特征和实施方式，请参考上述与本发明的盒有关的解释。特别地，可以使用液氮作为低温制冷剂，并且可以使用至少2,000(两千)巴的压力，特别是2,000至2,500巴或2,000至2,200巴的压力。
32.本发明的进一步特征将结合附图进行描述，其中，与现有技术相对比地描述了本发明的实施方式。需要注意的是，上述结合附图描述的实施方式的具体特征可以在不脱离
本发明范围的情况下，以任何组合和/或单独地使用。
附图说明
33.图1示出了本发明中可用的高压冷冻系统。
34.图2示出了保持在可用于本发明的保持器中的样品盒。
35.图3以分解图示出了不符合本发明的样品盒。
36.图4以更详细的视图示出了图3的中间板。
37.图5示出了根据本发明的实施方式的样品盒。
38.图6示出了根据本发明的实施方式的样品盒。
39.图7示出了根据本发明的实施方式的样品盒。
40.在图中，相似元件用相同的附图标记表示。仅为了简洁起见，省略了对其的重复解释。
具体实施方式
41.图1示出了也可以根据本发明使用的高压冷冻系统100的原理设计。对于进一步的解释，请参考上文引用的leica microsystem的“em ice”和“em hpm100”系统的文献，例如de 10 2013 003 164 a1，进一步描述了高压冷冻系统100的细节及其具体实施方式。请进一步参考诸如kaech&ziegler(见上文)的评论文章。请注意，本发明绝不是一定要用于这样的特定系统，因为为低温制冷剂流设置挡板结构或元件的一般发明概念一般可用于高压冷冻系统。
42.下面在非创造性和创造性的实施方式中描述了样品盒200至500，为了通用起见，在图1中用x标示这些样品盒，这些样品盒可以经由装载装置80放置在系统100的高压室90中。在冷冻过程中，通过用锁定销82锁定装载装置80，高压室90被关闭。冷冻过程是通过在高压下供应液氮来实现的，液氮被突然引入到盒200至500被接收在其中的空间中。为此目的，系统100配备有制冷剂供应器70。在制冷剂供应器70中，液氮从制冷剂储罐72经由带有下游止回阀76的制冷剂泵74被供给到压缩的、气动增压器78。在这里，使制冷剂达到例如2,100巴的目标压力。如前所述，本发明也可以与不同高压冷冻系统相关地使用，在这些系统中，可能不需要制冷剂泵。
43.增压器78的出口经由高压阀92通过供应管道与高压室90相连。高压阀92设计成当其打开时在高压下突然将制冷剂供给至高压室90的内部，以便在很短的时间内将保持在盒200至500中的样品高压冷冻。压力传感器94和温度传感器96可以用来监测冷冻过程。经由出口开口98(带消音器的出口)，高压室90可以被减压，以使低温保存的样品与样品盒200至500一起被移除。
44.此外，可以设置另一种液体(“填充液”，例如酒精(特别是乙醇))的供应布置60，据此填充液从容器62经由泵/配量系统64供应到高压室90，泵/配量系统64的下游具有止回阀66。另外，这样的布置也可以不与本发明的实施方式相关地使用。
45.图2示出了根据非创造性的实施方式的样品盒200，该样品盒被保持在保持器50的端件52中。保持器50可以用于将样品盒200引入图1所示的高压冷冻系统100中，并可作为装载装置80的一部分或在装载装置80中使用。de 10 2019 003 164 a1中也说明了关于这一
具体方面的进一步细节。端件52例如由不锈钢制成；它是杯状的(杯平行于纵向轴线取向，因此在设计示例中是水平的)，并且在这个具体的实施方式中，在对应于未示出的观察窗的位置的侧上具有可选的凹部54。端件52包括具有平凹形状的两个相对的部件56(也由不锈钢制成)。部件56用作弹簧舌，并且通过接合到盒200的槽中，提供弹簧作用，以将样品盒的部件保持在一起。由于观察窗的空间要求，部件56横向偏置；在其它设计中，可以竖直地附接这些部件。还设置了下文与图3相关地说明的出口58。
46.图3以分解图示出了图2中已经示出的、与本发明不对应的样品盒200。样品盒200包括两个保持元件202、204，每个保持元件基本上均为半圆柱形形状。中间板206被保持在样品盒200的保持元件202、204之间。保持元件204在前面以透明表示在图2中示出，这改善了对中间板206的观察。保持元件202、204各自均具有基本上半圆柱形的基本形状，在两者之间形成制冷剂通道208，制冷剂通道208由保持元件202、204的内侧平坦表面上的沿纵向方向的槽形成。通过制冷剂通道布置的制冷剂通道208，低温制冷剂可以被传递至接收在中间板206中的样品。以这种方式，制冷剂可以从两侧接近样品，从而促进快速冷却。在所示设计中，从每个端面设置通道208，以进一步改善制冷剂的供应。对于高压低温固定来说，这允许制冷剂在图3中虚线箭头210的方向上，基本上沿着盒200的纵向轴线，流经盒200。在图2所示的保持器50中，在合适的位置(未示出)设置开口，开口通往已经提到的出口58，出口58与装置100的出口开口98连通(见图1)。在这种配置中，被制冷剂置换的气体或液体(包括诸如乙醇的任何填充液体)可以被排出。通过适当的尺寸设计，一定量的低温制冷剂可以在低温保存所需的时间内流经盒200而不引起压力下降，并且此后，室填充物的排出将自动引起压力释放。
47.盒200的保持元件202和204可以包括横向的槽或缺口212，例如，彼此相对地成对形成，用于操纵可操作的盒或将部件固定在一起。盒200的元件可以由例如peek(聚醚醚酮)或透明塑料(例如pc，聚碳酸酯)制成。例如，中间板206可以由peek(聚醚醚酮)制成，这使得加工更容易。进一步的细节也可以从现有技术中得知。
48.图4示出了中间板206，中间板206用于如图3所示的非创造性盒200中，也可以用于下文解释的创造性盒300、400或500中，在沿竖直平面的纵向剖面中，根据需要进行几何调整，以便用于保持样品10的空间被切开地示出。中间板206的每一侧均具有缺口214，与保持元件202、204的所述缺口212相对应，并且在其中心具有圆形开口216。在圆形开口216中，样品10被保持在两个包封元件218(例如由蓝宝石或其它合适材料制成的圆形盘)之间。包封元件218固定在开口216中，并且它们的距离由固定、密封(gasketing)和/或间隔件手段220来调整。包封元件本身也可以包括一个或更多个凹部，当包封元件接触时，样品10可以停留在凹部中，从而减少或消除对如前所述的间隔件的需要。包封元件218还可以用于保护样品10，因为冷却所需的制冷剂的快速流动否则会把样品带走。现有技术中描述了进一步的细节。然而，如前所述，制冷剂的快速流入可能会损坏包封元件或使其轻微脱位，从而导致样品泄漏，这是本发明要解决的问题。
49.整个盒200的尺寸一般以这样的方式设计：可以建立高压冷冻所需的高压(例如在2000巴以上)并在优选的200至500毫秒的时段内被维持，从而在这个时间间隔内实现样品10的快速冷冻。
50.在图5至图7中，以分解图示出根据本发明的优选实施方式的样品盒，并用300、400
和500标示。样品盒300、400和500包括盒元件，这些盒元件相对于针对盒200所解释的那些用以100、200或300递增的附图标记标示。上面给出的对相应元件的解释也适用于盒300、400和500的盒元件，除非随后的解释不同和/或与其不相容。
51.在图5至图7中，中间板306、406和506与保持元件302、304、402、404和502、504一起以分解立体图示出。在图6和图7中，以透明的方式示出保持元件404、504，以使本发明的实施方式的各个方面可见。中间板306、406和506在它们的开口316、416和516中没有形成样品室的情况下被示出，因为这基本上可以按照前面与图2有关的描述进行。
52.根据图5、6和7的样品盒300、400和500各自均包括形式为圆形和矩形盘状挡板元件350、450和550的挡板结构，下面将对其进行更详细地描述。挡板元件350、450和550包括接合结构351、451、551，用于将它们固定地保持在前面所提到的“挡板位置”的位置。在样品盒300中，保持结构351适合与形成在中间板306中的匹配凹部353接合。在样品盒400和500中，设置两个杆状的保持结构451、551，它们适于接合在保持元件404、504中的相应孔452、552中。
53.在根据图5的样品盒300中，挡板位置对应于盒300的表面处的位置。从该位置，制冷剂通道布置的制冷剂通道308延伸到用附图标记320标示的样品室位置。由于制冷剂通道308会因此被挡板结构350阻挡，因此设置作为制冷剂通道布置的一部分的制冷剂供给通道352。它们从盒300的表面处的进一步的位置延伸到(被阻挡的)制冷剂通道308，从而允许制冷剂流入其中。由此形成的制冷剂流将在样品室位置处不那么猛烈的冲击样品室，因此破损的风险大大降低。
54.为了将挡板结构350定位在盒300中，在保持元件302、304中设置凹部354，凹部354适于接收挡板结构350。如提到的，挡板结构包括被称为接合结构351的突起，呈与中间板306中的匹配凹部353接合的形式，以便当盒300处于其可操作配置中时，挡板结构350被牢固地保持在适当的位置。
55.在图6中，与前面的图示相比，只有有限数量的元件用附图标记标示。如所示，根据图6的样品盒400包括若干制冷剂通道408、462、464、466、468，它们被设置以形成制冷剂通道布置，其中，制冷剂通道462、464通过挡板结构450与制冷剂通道408分开。因此，制冷剂通道布置包括从盒400的表面延伸到挡板位置的区段和从挡板位置到样品室位置420的区段，这些区段被挡板结构450再分。
56.在根据图6的盒400中，保持元件402、404包括凹部456以保持挡板结构450，并且中间板406包括孔口458，挡板结构450在被接收在保持元件402、404的凹部456中并且在盒元件402、404和406的可操作配置中时适于延伸穿过孔口458。挡板结构可以例如用作为提到的接合元件451的合适的螺栓或螺钉固定地安装到保持元件之一(图6中示出为保持元件404)，接合元件451可以永久地或可拆卸地与孔453接合。在具有矩形形状的挡板结构450中，设置孔460，孔460布置在与盒400的中心轴线不重合的位置处。
57.在图7中，与前面的图示相比，只用附图标记标示了有限数量的元件或另一套元件。如所示，根据图7的样品盒500也包括若干制冷剂通道508、562、564、566和569，但是制冷剂通道布置与图6所示的样品盒400的制冷剂通道布置不同。此外，该通道布置可以至少部分地只形成在保持元件502中。制冷剂通道569在所示的实施方式中被设计为围绕样品区域520的圆形通道，并包括朝向样品室位置520的开口570，从而形成冠状结构。在所示的实施
方式中，开口570绕通道569的圆周均匀地分布，但在其它配置中，也可以例如优先在下游区域具有开口，而在上游区域不设置或少设置开口。通道566和564可以再次通过挡板结构550与通道508分开。因此，制冷剂通道布置也包括从盒500的表面延伸到挡板位置的区段和从挡板位置到样品室位置520的区段，这些区段被挡板结构450再分。通道569与单个下游通道566相连。
58.盒500可以与或不与单独的盘状挡板结构550一起使用。如果设置单独的挡板结构550，这可以如针对前面的图所描述的那样布置，或者不同地布置。如果在没有单独的盘状挡板结构550的情况下操作，通道562和564之间的壁部571可以替代地作为挡板结构。