低温生物学およびトランスレーショナルメディシンの研究において、凍結復蘇後のサンプルの生存率を高く保つことが求められており、凍結装置はその品質を保証する重要な要素です。本研究では、80Wのスターリング冷凍機を冷源とした新型サンプル急速凍結プラットフォームを設計し、COMSOL Multiphysics有限要素解析ソフトウェアを用いて冷却台構造のシミュレーション解析を行いました。結果は以下のとおりです。管間距離はサンプルの冷却速度に有意な影響を与えませんでした；冷却台の高さはサンプルの冷凍過程における冷却速度および温度均一性に大きく影響し、4組のサンプルのシミュレーションで最良の効果を示したのは標本高さよりやや低いH=25mmでした；また、冷却台の半径が小さいほどサンプルの冷却速度は速く、半径が大きいほど管内温度差は相対的に小さくなりますが、異なる半径間の差は小さいです。今後、シミュレーション結果に基づき冷却台設計の最適化改善案を提案しました。本研究は、より大出力および異なる体積のサンプル冷却台設計の参考となります。

低温保存;急速凍結装置;冷却台構造;数値シミュレーション;スターリングサイクル