তরল নাইট্রোজেন ক্রায়োপ্রিজারভেশনে ব্যবহার করা হয় কেন?

2023-07-20

1. রেফ্রিজারেন্ট হিসাবে তরল নাইট্রোজেন কেন ব্যবহার করবেন?

1. কারণ তাপমাত্রাতরল নাইট্রোজেননিজেই খুব কম, কিন্তু এর প্রকৃতি খুবই মৃদু, এবং তরল নাইট্রোজেনের পক্ষে রাসায়নিক বিক্রিয়া করা কঠিন, তাই এটি প্রায়শই একটি রেফ্রিজারেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
2.তরল নাইট্রোজেনতাপ শোষণ করতে, তাপমাত্রা কমাতে বাষ্পীভূত হয় এবং রেফ্রিজারেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
3. সাধারণত, অ্যামোনিয়া হিম হিসাবে এবং জল শোষণকারী হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
4. অ্যামোনিয়া গ্যাস কনডেন্সার দ্বারা ঠান্ডা হয়ে তরল অ্যামোনিয়াতে পরিণত হয়, এবং তারপরে তরল অ্যামোনিয়া বাষ্পীভবনের জন্য বাষ্পীভবনে প্রবেশ করে এবং একই সময়ে হিমায়নের উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য বাইরে থেকে তাপ শোষণ করে, এইভাবে একটি অবিচ্ছিন্ন প্রসারণ শোষণ হিমায়ন গঠন করে। চক্র
5. নাইট্রোজেনকে "ক্রায়োজেনিক" অবস্থায় রেফ্রিজারেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, অর্থাৎ পরম 0 ডিগ্রি (-273.15 ডিগ্রি সেলসিয়াস) এর কাছাকাছি, এবং সাধারণত এটি সুপারকন্ডাক্টিভিটি অধ্যয়ন করতে পরীক্ষাগারগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
6. ঔষধে, তরল নাইট্রোজেন সাধারণত ক্রায়োয়ানেস্থেসিয়ার অধীনে অপারেশন করার জন্য একটি রেফ্রিজারেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
7. উচ্চ প্রযুক্তির ক্ষেত্রে, তরল নাইট্রোজেন প্রায়ই একটি নিম্ন-তাপমাত্রা পরিবেশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, কিছু অতিপরিবাহী পদার্থ তরল নাইট্রোজেন দ্বারা চিকিত্সা করার পরে কম তাপমাত্রায় সুপারকন্ডাক্টিং বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জন করে।
8. তরল নাইট্রোজেনের স্বাভাবিক চাপে তাপমাত্রা -196 ডিগ্রি, যা অতি-নিম্ন তাপমাত্রার ঠান্ডা উৎস হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। নিম্ন-তাপমাত্রায় টায়ার গুঁড়ো করা, হাসপাতালে জিন সঞ্চয় করা ইত্যাদি সবই ঠান্ডা উৎস হিসেবে তরল নাইট্রোজেন ব্যবহার করে।

2. কিভাবে তরল নাইট্রোজেন কোষ সংরক্ষণ করে?

কোষ ক্রায়োপ্রিজারভেশনের জন্য সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত কৌশল হল লিকুইড নাইট্রোজেন ক্রায়োপ্রিজারভেশন পদ্ধতি, যা মূলত কোষকে হিমায়িত করার জন্য উপযুক্ত পরিমাণে প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট সহ ধীর হিমায়িত পদ্ধতি গ্রহণ করে।
দ্রষ্টব্য: যদি কোষগুলি কোনও প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট যোগ না করে সরাসরি হিমায়িত হয়, তবে কোষের ভিতরে এবং বাইরের জল দ্রুত বরফের স্ফটিক তৈরি করবে, যা বিরূপ প্রতিক্রিয়ার একটি সিরিজ সৃষ্টি করবে। উদাহরণস্বরূপ, কোষের ডিহাইড্রেশন স্থানীয় ইলেক্ট্রোলাইট ঘনত্ব বৃদ্ধি করে, পিএইচ মান পরিবর্তন করে এবং উপরোক্ত কারণে কিছু প্রোটিন বিকৃত করে, যার ফলে কোষের অভ্যন্তরীণ স্থানের গঠন বিশৃঙ্খল হয়। ক্ষতি, মাইটোকন্ড্রিয়াল ফোলা, কার্যকারিতা হ্রাস এবং শক্তি বিপাকের ব্যাঘাত ঘটায়। কোষের ঝিল্লিতে থাকা লাইপোপ্রোটিন কমপ্লেক্সও সহজেই ধ্বংস হয়ে যায়, যার ফলে কোষের ঝিল্লির ব্যাপ্তিযোগ্যতা পরিবর্তন হয় এবং কোষের উপাদান নষ্ট হয়ে যায়। যদি কোষে আরও বরফ স্ফটিক তৈরি হয়, হিমায়িত তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে বরফের স্ফটিকগুলির আয়তন প্রসারিত হবে, ফলে পারমাণবিক ডিএনএর স্থানিক কনফিগারেশনের অপরিবর্তনীয় ক্ষতি হবে, যার ফলে কোষের মৃত্যু হবে।

তরল নাইট্রোজেন খাদ্যের সংস্পর্শে থাকা সুপ্ত ও সংবেদনশীল তাপ খাদ্যকে বরফে পরিণত করে। তরল নাইট্রোজেন পাত্র থেকে নির্গত হয়, হঠাৎ স্বাভাবিক তাপমাত্রা এবং চাপে পরিবর্তন হয় এবং তরল থেকে বায়বীয় অবস্থায় রূপান্তরিত হয়। এই পর্যায় পরিবর্তন প্রক্রিয়ার সময়, তরল নাইট্রোজেন -195.8 ℃ তাপমাত্রায় বাষ্পীভূত হয়ে গ্যাসীয় নাইট্রোজেনে পরিণত হয় এবং বাষ্পীভবনের সুপ্ত তাপ হয় 199 kJ/kg; যদি -195.8 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে নাইট্রোজেনের অধীনে তাপমাত্রা -20 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বেড়ে যায়, তখন এটি 183.89 kJ/kg সংবেদনশীল তাপ শোষণ করতে পারে (নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা 1.05 kJ/(kg?K) হিসাবে গণনা করা হয়), যা দ্বারা শোষিত হয় তরল নাইট্রোজেন ফেজ পরিবর্তন প্রক্রিয়ার সময় বাষ্পীকরণের তাপ এবং সংবেদনশীল তাপ শোষিত হয়। তাপ 383 kJ/kg পৌঁছতে পারে।
খাদ্য হিমায়িত করার প্রক্রিয়ায়, যেহেতু তাত্ক্ষণিকভাবে প্রচুর পরিমাণে তাপ কেড়ে নেওয়া হয়, তাই খাবারের তাপমাত্রা দ্রুত হিমায়িত হওয়ার জন্য বাইরে থেকে ভিতরের দিকে ঠান্ডা হয়ে যায়। তরল নাইট্রোজেন কুইক-ফ্রিজিং প্রযুক্তি তরল নাইট্রোজেনকে ঠান্ডা উৎস হিসেবে ব্যবহার করে, যার পরিবেশের কোন ক্ষতি হয় না। ঐতিহ্যগত যান্ত্রিক রেফ্রিজারেশনের তুলনায়, এটি নিম্ন তাপমাত্রা এবং উচ্চ শীতল হার অর্জন করতে পারে। তরল নাইট্রোজেন কুইক-ফ্রিজিং টেকনোলজিতে দ্রুত হিমায়িত করার গতি, স্বল্প সময় এবং খাবারটি ভালো মানের, উচ্চ নিরাপত্তা এবং দূষণমুক্ত।
তরল নাইট্রোজেন কুইক-ফ্রিজিং টেকনোলজি চিংড়ি, হোয়াইটবেট, জৈবিক কাঁকড়া এবং অ্যাবালোনের মতো জলজ পণ্যের দ্রুত হিমায়িত করার জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে তরল নাইট্রোজেন দ্রুত হিমায়িত প্রযুক্তি দ্বারা চিকিত্সা করা চিংড়ি উচ্চ তাজাতা, রঙ এবং স্বাদ বজায় রাখতে পারে। শুধু তাই নয়, কিছু ব্যাকটেরিয়াও মারা যেতে পারে বা কম তাপমাত্রায় প্রজনন বন্ধ করতে পারে উচ্চতর স্যানিটেশনের প্রয়োজন।

Cryopreservation: তরল নাইট্রোজেন বিভিন্ন জৈবিক নমুনা যেমন কোষ, টিস্যু, সিরাম, শুক্রাণু ইত্যাদির ক্রায়োপ্রিজারভেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এই নমুনাগুলিকে কম তাপমাত্রায় দীর্ঘ সময়ের জন্য সংরক্ষণ করা যায় এবং প্রয়োজনে তাদের আসল অবস্থায় ফিরিয়ে আনা যায়। তরল নাইট্রোজেন ক্রায়োপ্রিজারভেশন হল একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত স্টোরেজ পদ্ধতি, যা প্রায়ই বায়োমেডিকাল গবেষণা, কৃষি, পশুপালন এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
কোষ সংস্কৃতি: তরল নাইট্রোজেন কোষ সংস্কৃতির জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। কোষ সংস্কৃতির সময়, তরল নাইট্রোজেন পরবর্তী পরীক্ষামূলক ক্রিয়াকলাপের জন্য কোষ সংরক্ষণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। তরল নাইট্রোজেন কোষগুলিকে তাদের কার্যক্ষমতা এবং জৈবিক বৈশিষ্ট্যগুলি সংরক্ষণ করতে হিমায়িত করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
সেল স্টোরেজ: তরল নাইট্রোজেনের নিম্ন তাপমাত্রা কোষের স্থায়িত্ব এবং অখণ্ডতা বজায় রাখতে পারে, যখন কোষের বার্ধক্য এবং মৃত্যু রোধ করে। অতএব, তরল নাইট্রোজেন ব্যাপকভাবে সেল স্টোরেজ ব্যবহার করা হয়। তরল নাইট্রোজেনে সংরক্ষিত কোষগুলি প্রয়োজনের সময় দ্রুত পুনরুদ্ধার করা যায় এবং বিভিন্ন পরীক্ষামূলক ম্যানিপুলেশনের জন্য ব্যবহার করা যায়।

খাদ্য-গ্রেডের তরল নাইট্রোজেনের প্রয়োগ তরল নাইট্রোজেন আইসক্রিমের মতো, তরল নাইট্রোজেন বিস্কুট, তরল নাইট্রোজেন ফ্রিজিং এবং ওষুধে অ্যানেস্থেশিয়ার জন্যও উচ্চ-বিশুদ্ধ তরল নাইট্রোজেন প্রয়োজন। অন্যান্য শিল্প যেমন রাসায়নিক শিল্প, ইলেকট্রনিক্স, ধাতুবিদ্যা ইত্যাদির তরল নাইট্রোজেনের বিশুদ্ধতার জন্য বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।