In der Forschung der Tiefkühlbiologie und der Translationsmedizin ist eine hohe Überlebensrate der nach dem Auftauen wiederbelebten Proben erforderlich. Das Gefriergerät ist ein wichtiger Bestandteil zur Sicherung der Qualität. In dieser Arbeit wurde eine neue Schnellgefrierplattform für Proben entwickelt, die eine 80 W Stirling-Kältemaschine als Kältequelle verwendet. Die Struktur der Gefrierplattform wurde basierend auf der COMSOL Multiphysics-Finite-Elemente-Simulationssoftware analysiert und simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass: der Rohrabstand keinen signifikanten Einfluss auf die Abkühlgeschwindigkeit der Proben hat; die Höhe der Plattform eine große Auswirkung auf die Abkühlgeschwindigkeit und die Temperaturgleichmäßigkeit während des Gefrierprozesses hat; die beste Wirkung bei vier Gruppen von Proben bei H=25 mm erreicht wurde, was etwas niedriger ist als die Probenhöhe; außerdem gilt, je kleiner der Radius der Plattform, desto schneller die Abkühlgeschwindigkeit der Proben, und je größer der Radius, desto geringer der Temperaturunterschied in den Rohren, wobei die Unterschiede zwischen verschiedenen Radien gering sind. Auf Basis der Simulationsergebnisse wurden Optimierungsvorschläge für das Plattformdesign gemacht. Diese Arbeit liefert eine Referenz für die zukünftige Gestaltung von Gefrierplattformen für Proben mit höherer Leistung und unterschiedlichem Volumen.

Tiefkühlaufbewahrung;Schnellgefriergerät;Plattformstruktur;numerische Simulation;Stirling-Zyklus