Warum wird flüssiger Stickstoff bei der Kryokonservierung verwendet?
1. Warum flüssigen Stickstoff als Kältemittel verwenden?
1. Weil die Temperatur vonflüssiger Stickstoffselbst ist sehr gering, aber von Natur aus sehr mild und es ist für flüssigen Stickstoff schwierig, chemische Reaktionen einzugehen, weshalb er häufig als Kältemittel verwendet wird.
2.Flüssiger Stickstoffverdampft, um Wärme zu absorbieren, die Temperatur zu senken und als Kältemittel verwendet werden zu können.
3. Im Allgemeinen wird Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Absorptionsmittel verwendet.
4. Das Ammoniakgas wird durch den Kondensator abgekühlt, um zu flüssigem Ammoniak zu werden, und dann gelangt das flüssige Ammoniak zum Verdampfen in den Verdampfer und absorbiert gleichzeitig Wärme von außen, um den Zweck der Kühlung zu erreichen, wodurch eine kontinuierliche Diffusionsabsorptionskühlung entsteht Zyklus.
5. Stickstoff kann als Kältemittel unter „kryogenen“ Bedingungen, also nahe dem absoluten Nullpunkt (-273,15 Grad Celsius), verwendet werden und wird im Allgemeinen in Labors zur Untersuchung der Supraleitung verwendet.
6. In der Medizin wird flüssiger Stickstoff häufig als Kältemittel für Operationen unter Kryoanästhesie verwendet.
7. Im High-Tech-Bereich wird häufig flüssiger Stickstoff verwendet, um eine Umgebung mit niedriger Temperatur zu schaffen. Beispielsweise erhalten einige supraleitende Materialien erst bei niedrigen Temperaturen supraleitende Eigenschaften, nachdem sie mit flüssigem Stickstoff behandelt wurden.
8. Die Temperatur unter dem Normaldruck von flüssigem Stickstoff beträgt -196 Grad, was als Kältequelle mit extrem niedrigen Temperaturen verwendet werden kann. Das Zerkleinern von Reifen bei niedriger Temperatur, die Genspeicherung in Krankenhäusern usw. nutzen flüssigen Stickstoff als Kältequelle.
2. Wie konserviert flüssiger Stickstoff Zellen?
Die am häufigsten verwendete Technik zur Kryokonservierung von Zellen ist die Kryokonservierung mit flüssigem Stickstoff, bei der hauptsächlich die Methode des langsamen Einfrierens mit einer geeigneten Menge an Schutzmittel zum Einfrieren der Zellen zum Einsatz kommt.
Hinweis: Wenn die Zellen direkt eingefroren werden, ohne dass ein Schutzmittel hinzugefügt wird, bildet das Wasser innerhalb und außerhalb der Zellen schnell Eiskristalle, die eine Reihe unerwünschter Reaktionen hervorrufen. Beispielsweise erhöht die Dehydrierung der Zellen aus den oben genannten Gründen die lokale Elektrolytkonzentration, verändert den pH-Wert und denaturiert einige Proteine, was zu einer Störung der inneren Raumstruktur der Zelle führt. Verursacht Schäden, mitochondriale Schwellung, Funktionsverlust und Störung des Energiestoffwechsels. Auch der Lipoproteinkomplex auf der Zellmembran wird leicht zerstört, was zu Veränderungen der Durchlässigkeit der Zellmembran und zum Verlust von Zellinhalten führt. Wenn sich in den Zellen mehr Eiskristalle bilden, wenn die Gefriertemperatur sinkt, vergrößert sich das Volumen der Eiskristalle, was zu einer irreversiblen Schädigung der räumlichen Konfiguration der Kern-DNA und damit zum Zelltod führt.
Die latente und fühlbare Wärme, die das Lebensmittel mit flüssigem Stickstoff in Kontakt mit dem Lebensmittel absorbiert, führt dazu, dass das Lebensmittel gefriert. Flüssiger Stickstoff wird aus dem Behälter ausgestoßen, nimmt plötzlich normale Temperatur und normalen Druck an und geht vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Während dieses Phasenwechselprozesses siedet flüssiger Stickstoff und verdampft bei -195,8 °C, um zu gasförmigem Stickstoff zu werden, und die latente Verdampfungswärme beträgt 199 kJ/kg; wenn -195,8 Wenn die Temperatur unter Stickstoff bei atmosphärischem Druck auf -20 °C ansteigt, kann es 183,89 kJ/kg sensible Wärme aufnehmen (die spezifische Wärmekapazität wird mit 1,05 kJ/(kg?K) berechnet), die absorbiert wird von die Verdampfungswärme und die fühlbare Wärme, die während des Phasenwechselprozesses mit flüssigem Stickstoff absorbiert wird. Die Hitze kann 383 kJ/kg erreichen.
Da beim Einfrieren von Lebensmitteln sofort eine große Wärmemenge abgeführt wird, wird die Temperatur der Lebensmittel schnell von außen nach innen abgekühlt, sodass sie gefrieren. Die Schnellgefriertechnologie mit flüssigem Stickstoff nutzt flüssigen Stickstoff als Kältequelle, was der Umwelt keinen Schaden zufügt. Im Vergleich zur herkömmlichen mechanischen Kühlung können niedrigere Temperaturen und höhere Kühlraten erreicht werden. Die Schnellgefriertechnologie mit flüssigem Stickstoff zeichnet sich durch eine schnelle Gefriergeschwindigkeit und kurze Zeit aus. Die Lebensmittel sind von guter Qualität, hoher Sicherheit und schadstofffrei.
Die Schnellgefriertechnologie mit flüssigem Stickstoff wird häufig beim Schnellgefrieren von Wasserprodukten wie Garnelen, Weißfisch, biologischen Krabben und Abalone eingesetzt. Studien haben gezeigt, dass Garnelen, die mit der Schnellgefriertechnologie mit flüssigem Stickstoff behandelt wurden, eine hohe Frische, Farbe und einen hohen Geschmack bewahren können. Darüber hinaus können einige Bakterien bei niedrigen Temperaturen abgetötet werden oder ihre Vermehrung stoppen, um eine höhere Hygiene zu erreichen.
Kryokonservierung: Flüssiger Stickstoff kann zur Kryokonservierung verschiedener biologischer Proben wie Zellen, Gewebe, Serum, Sperma usw. verwendet werden. Diese Proben können bei niedriger Temperatur über einen langen Zeitraum konserviert und bei Bedarf in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden. Die Kryokonservierung mit flüssigem Stickstoff ist eine häufig verwendete Lagerungsmethode, die häufig in der biomedizinischen Forschung, der Landwirtschaft, der Tierhaltung und anderen Bereichen eingesetzt wird.
Zellkultur: Für die Zellkultur kann auch flüssiger Stickstoff verwendet werden. Während der Zellkultur kann flüssiger Stickstoff verwendet werden, um Zellen für spätere experimentelle Operationen zu konservieren. Flüssiger Stickstoff kann auch zum Einfrieren von Zellen verwendet werden, um ihre Lebensfähigkeit und biologischen Eigenschaften zu bewahren.
Zelllagerung: Die niedrige Temperatur von flüssigem Stickstoff kann die Stabilität und Integrität der Zellen aufrechterhalten und gleichzeitig Zellalterung und Zelltod verhindern. Daher wird in der Zelllagerung häufig flüssiger Stickstoff verwendet. In flüssigem Stickstoff konservierte Zellen können bei Bedarf schnell gewonnen und für verschiedene experimentelle Manipulationen verwendet werden.
Die Anwendung von flüssigem Stickstoff in Lebensmittelqualität ist wie Eiscreme mit flüssigem Stickstoff, Kekse mit flüssigem Stickstoff, Einfrieren von flüssigem Stickstoff und Anästhesie in der Medizin erfordern ebenfalls hochreinen flüssigen Stickstoff. Andere Branchen wie die chemische Industrie, die Elektronikindustrie, die Metallurgie usw. stellen andere Anforderungen an die Reinheit von flüssigem Stickstoff.
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