VapoChill goes Scientific

VapoChill goes Scientific

Hej alla Swec:are!

Välkommen till mitt galleri VapoChill goes Scientific.

I detta galleri får ni följa med på resan hur en VapoChill kom att reglera temperaturen på en plattform för odling av mikroskopiska cancertumörer.

Resan började 2013 med att vi, jag och mina doktorandkollegor, hade problem med för hög temperatur i vår egenutvecklade plattform för odling av cancerceller. När plattformen användes för de längre körningarna som krävdes för cancertumörerna blev den alldeles för varm och cellerna dog. Celler vill helst ha en temperatur runt 37°C för att trivas. Vi vet ju alla hur det är att ha feber, inte mår man bra vid 40°C. Mycket kortfattat utan att gå in på exakta detaljer så använder plattformen ultraljud för att "akustiskt" hålla ihop cancerceller när de växer och delar sig för att på sätt initiera tumörformation. Resan kom därför till ett stopp där enda vägen fram var att sänka plattformens temperatur till 37°C för att kunna få cellerna att växa och bli flera och forma tumörer som vi sedan ville använda för att studera immunförsvaret.

Mitt första försök att nå den gynnsamma temperaturen på 37°C var att använda forcerad luftkylning med en radialfläkt som jag valde för dess kompakta formfaktor och relativt höga luftflöde. Förhoppningen var att temperaturen på plattformen skulle nå 37°C om fläkthastigheten och effekten hos plattformen kunde justeras på ett lämpligt sätt. Tyvärr gick det inte som planerat då värmeutvecklingen hos plattformen vid minsta tillräckliga tumörformation var så pass stor att ingen fläkt rimligt stor nog skulle kunna kyla ner systemet till 37°C. Nästa försök var att använda peltierkylning men detta medförde helt andra oväntade problem. På grund av höjdbegränsningen av plattformen för att få plats i mikroskopet och inte krocka med objektiven gjorde att jag inte kunde använda en tillräckligt stor kylfläns till peltierelementet. Därför fick jag begränsa strömmen genom peltierelementet som då inte klarade av att kyla tillräckligt. Efter två misslyckade försök att nå 37°C och vara långt borta från slutmålet att kunna reglera temperaturen och hålla den stabil oberoende av yttre miljö, det senare kom att bli nödvändigt när vi integrerade plattformen i en cellinkubator för långtidsexperiment, kände jag mig uppgiven. Om jag inte kan kyla plattformen där den är i mikroskopet på grund av platsbrist hur ska jag då göra? Lösningen måste alltså vara att leda bort värmen från plattformen för att ta hand om den utanför där det finns gott om utrymme.

Efter mycket funderande så slog tanken mig att jag kunde leda bort värmen från plattformen med vatten likt vattenkylningen på en CPU, man vet aldrig när ens datorintresse kan komma till nytta!

De första försöken var med ett egenfräst vattenblock i aluminium till plattformen. Med en pump cirkulerades vatten från plattformen till ett externt placerat vattenblock med ett peltierelement på. Peltierelementet kylde eller värmde vattnet beroende på plattformens behov och sedan återcirkulerades vattnet tillbaka till plattformen och på så sätt kunde temperaturen hållas stabil på 37°C, det var vad jag önskade i vart fall. Tyvärr visade sig verkligheten en annan med ostabil temperaturreglering när peltierelementet växlade från att kyla till att värme. Det gick helt enkelt inte att använda denna lösning tillsammans med plattformen. De negativa resultaten till trots, jag visste nu att lösningen var att leda bort värmen från plattformen och ta hand om denna externt. Frågan var bara hur jag skulle ta hand om värmen om nu inte peltierelement funkar?

Ni som hängt på Sweclockers sedan början minns säkert snackisen under tidigt 00-tal om att kyla CPUn med kompressor, en sån som finns i frysar och kylskåp ni vet. Det häftigaste man kunde ha då i kompressorkylningsväg (eng. phase change cooling eller vapor cooling) var ett chassi från Danska VapoChill med inbyggd kompressor för att kyla CPUn till minusgrader. Helt enkelt en frys i ett ATX-chassi, så häftigt!

När idén om att använda den mycket mer potenta kompressorkylningen var född kunde jag inte sluta tänka på VapoChill och allt jag läst om den på Sweclockers. Om jag bara kunde få tag i ett sådant chassi så kanske jag skulle kunna modda det för att fungera med vår uppställning!?
Under en regnig semesterdag då jag låg och slösurfade i soffan hittade jag en annons. En kille sålde ett gammalt chassi med inbyggd datorkylning av något slag. Bilderna visade ett dammigt chassi placerat på ett trädgårdsbord. När jag studerade bilderna lite närmre så trodde jag inte mina ögon, stod det verkligen VapoChill på chassit? Jajamänsan det gjorde det! Var detta ett tecken sänt från molnet? Exalterad som jag nu var ringde jag och flämtade fram något i stil med att jag kommer på en gång, sälj den inte till någon för "honom ska jag ha"! Snabbt iväg med föräldrarnas bil och 10 mil senare var jag på plats. Fram plockades ett dammigt chassi som varken kunde startas eller öppnas på plats. Det skramlade när jag lyfte upp chassit för att känna på vikten, var det tomt? Fanns kompressorn där? Jag hade inga tidigare erfarenheter av ett sådant chassi men vikten lät avslöja att det minsann måste finnas något tungt där inne. Säljaren lät meddela att chassit stått på vinden i mer än 10 år och att han inte själv använt det utan en kompis hade haft det. Många varningssignaler här men jag tvekande inte en sekund utan slog till och betalade de begärda 500 kronorna. Med ett leende på läpparna och övertygad om att alla temperaturproblem nu var lösta satte jag mig i bilen. Väl hemma öppnade jag lådan och fann...

Läs hur det slutade i bildtexterna nedan*!

Mycket nöje,

NUKEGREEN

*Spoiler: Slutresultatet blev en vetenskaplig publikation som kan läsas här DOI: 10.1039/C5LC00436E. Så ja, resan slutade mycket väl

Besök galleriet här

Mycket trevlig läsning och härlig blandning av nostalgi och uppfinningsrikedom!

Kul läsning och fränt projekt! Grattis till publikationen!

Sorry måste bara kommentera, det såg ut som att du stekte ägg i thumbnailen till galleriet. lite kul hade det varit.

Dethär hade jag inte sett tidigare.

Det är ju denhär typen av projekt man vill se!
Riktigt häftigt att läsa om och följa bygget, dessutom till nyttiga ändamål för att hjälpa människor och rädda liv.

@Mizzarrogh: Tack det glädjer mig Alltid lika kul att få dela med sig till alla kreativa swecare!

Tack för intressant läsning! (= Hälsningar från en isolerad Ålänning