რატომ გამოიყენება თხევადი აზოტი კრიოკონსერვაციაში?

2023-07-20

1. რატომ გამოვიყენოთ თხევადი აზოტი, როგორც გამაგრილებელი?

1. იმის გამო, რომ ტემპერატურათხევადი აზოტითავისთავად ძალიან დაბალია, მაგრამ მისი ბუნება ძალიან რბილია და თხევადი აზოტისთვის რთულია ქიმიური რეაქციების გავლა, ამიტომ მას ხშირად იყენებენ როგორც მაცივარს.
2.თხევადი აზოტიორთქლდება, რათა შთანთქოს სითბო, შეამციროს ტემპერატურა და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამაგრილებელი.
3. ზოგადად, ამიაკი გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი და წყალი, როგორც შთამნთქმელი.
4. ამიაკის გაზი გაცივდება კონდენსატორით, რათა გახდეს თხევადი ამიაკი, შემდეგ კი თხევადი ამიაკი შედის აორთქლებაში და ამავდროულად შთანთქავს სითბოს გარედან, რათა მიაღწიოს გაგრილების მიზნებს, რითაც წარმოიქმნება უწყვეტი დიფუზიური შთანთქმის მაცივარი. ციკლი.
5. აზოტი შეიძლება გამოვიყენოთ როგორც გამაგრილებელი საშუალება „კრიოგენურ“ პირობებში, ანუ აბსოლუტურ 0 გრადუსთან ახლოს (-273,15 გრადუსი ცელსიუსი) და ზოგადად გამოიყენება ლაბორატორიებში ზეგამტარობის შესასწავლად.
6. მედიცინაში თხევადი აზოტი ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი საშუალება კრიოანესთეზიის ქვეშ ოპერაციების შესასრულებლად.
7. მაღალტექნოლოგიურ სფეროში თხევადი აზოტი ხშირად გამოიყენება დაბალი ტემპერატურის გარემოს შესაქმნელად. მაგალითად, ზოგიერთი ზეგამტარი მასალა მხოლოდ დაბალ ტემპერატურაზე იძენს ზეგამტარ თვისებებს თხევადი აზოტით დამუშავების შემდეგ.
8. თხევადი აზოტის ნორმალური წნევის ქვეშ ტემპერატურა არის -196 გრადუსი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ულტრა დაბალი ტემპერატურის ცივი წყარო. საბურავების დაბალ ტემპერატურაზე დამსხვრევა, საავადმყოფოებში გენის შენახვა და ა.შ. ყველა იყენებს თხევად აზოტს, როგორც ცივ წყაროს.

2. როგორ ინარჩუნებს თხევადი აზოტი უჯრედებს?

უჯრედის კრიოკონსერვაციის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტექნიკა არის თხევადი აზოტის კრიოკონსერვაციის მეთოდი, რომელიც ძირითადად იყენებს ნელი გაყინვის მეთოდს უჯრედების გაყინვისთვის დამცავი აგენტის შესაბამისი რაოდენობით.
შენიშვნა: თუ უჯრედები პირდაპირ გაყინულია დამცავი აგენტის დამატების გარეშე, უჯრედების შიგნით და გარეთ წყალი სწრაფად წარმოქმნის ყინულის კრისტალებს, რაც გამოიწვევს არასასურველ რეაქციებს. მაგალითად, უჯრედების გაუწყლოება ზრდის ელექტროლიტების ადგილობრივ კონცენტრაციას, ცვლის pH-ის მნიშვნელობას და არღვევს ზოგიერთ ცილებს ზემოაღნიშნული მიზეზების გამო, რაც იწვევს უჯრედის შიდა სივრცის სტრუქტურის დარღვევას. იწვევს დაზიანებას, მიტოქონდრიის შეშუპებას, ფუნქციის დაკარგვას და ენერგეტიკული ცვლის დარღვევას. უჯრედის მემბრანაზე არსებული ლიპოპროტეინების კომპლექსი ასევე ადვილად ნადგურდება, რაც იწვევს უჯრედის მემბრანის გამტარიანობის ცვლილებას და უჯრედის შიგთავსის დაკარგვას. თუ უჯრედებში მეტი ყინულის კრისტალები წარმოიქმნება, გაყინვის ტემპერატურის კლებასთან ერთად, ყინულის კრისტალების მოცულობა გაფართოვდება, რაც გამოიწვევს ბირთვული დნმ-ის სივრცითი კონფიგურაციის შეუქცევად დაზიანებას, რაც იწვევს უჯრედის სიკვდილს.

ლატენტური და მგრძნობიარე სითბო, რომელიც შეიწოვება თხევადი აზოტის საკვების მიერ საკვებთან კონტაქტში, იწვევს საკვების გაყინვას. თხევადი აზოტი გამოიდევნება კონტეინერიდან, უეცრად იცვლება ნორმალურ ტემპერატურასა და წნევაზე და თხევადი მდგომარეობიდან აირისებურად გარდაიქმნება. ამ ფაზის შეცვლის პროცესში თხევადი აზოტი ადუღდება და აორთქლდება -195,8 ℃ და ხდება აირისებრი აზოტი, ხოლო აორთქლების ფარული სითბო არის 199 კჯ/კგ; თუ -195.8 როდესაც ტემპერატურა ატმოსფერული წნევის დროს აზოტის ქვეშ -20 °C-მდე მოიმატებს, მას შეუძლია შთანთქას 183.89 კჯ/კგ მგრძნობიარე სითბო (სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე გამოითვლება როგორც 1.05 კჯ/(კგ?K)), რომელიც შეიწოვება აორთქლების სითბო და მგრძნობიარე სითბო, რომელიც შეიწოვება თხევადი აზოტის ფაზის შეცვლის პროცესში. სითბოს შეუძლია მიაღწიოს 383 კჯ/კგ-ს.
საკვების გაყინვის პროცესში, რადგან დიდი რაოდენობით სითბოს მომენტში იღებება, საკვების ტემპერატურა სწრაფად გაცივდება გარედან შიგნით გასაყინად. თხევადი აზოტის სწრაფი გაყინვის ტექნოლოგია იყენებს თხევად აზოტს, როგორც ცივ წყაროს, რომელიც არანაირ ზიანს არ აყენებს გარემოს. ტრადიციულ მექანიკურ მაცივართან შედარებით, მას შეუძლია მიაღწიოს დაბალ ტემპერატურას და უფრო მაღალ გაგრილებას. თხევადი აზოტის სწრაფი გაყინვის ტექნოლოგიას აქვს სწრაფი გაყინვის სიჩქარე, მოკლე დრო და საკვები არის კარგი ხარისხის, მაღალი უსაფრთხოების და დაბინძურების გარეშე.
თხევადი აზოტის სწრაფი გაყინვის ტექნოლოგია ფართოდ იქნა გამოყენებული წყლის პროდუქტების სწრაფი გაყინვისას, როგორიცაა კრევეტები, თეთრი სატყუარა, ბიოლოგიური კიბორჩხალა და აბლაბუდა. კვლევებმა აჩვენა, რომ თხევადი აზოტის სწრაფი გაყინვის ტექნოლოგიით დამუშავებულ კრევეტს შეუძლია შეინარჩუნოს მაღალი სიახლე, ფერი და გემო. არა მხოლოდ ეს, ზოგიერთი ბაქტერია ასევე შეიძლება დაიღუპოს ან შეაჩეროს გამრავლება დაბალ ტემპერატურაზე, რათა მიაღწიოს უფრო მაღალ სანიტარულ მოთხოვნებს.

კრიოკონსერვაცია: თხევადი აზოტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ბიოლოგიური ნიმუშების კრიოკონსერვაციისთვის, როგორიცაა უჯრედები, ქსოვილები, შრატი, სპერმატოზოიდები და ა.შ. თხევადი აზოტის კრიოკონსერვაცია არის საყოველთაოდ გამოყენებული შენახვის მეთოდი, რომელიც ხშირად გამოიყენება ბიოსამედიცინო კვლევებში, სოფლის მეურნეობაში, მეცხოველეობაში და სხვა სფეროებში.
უჯრედის კულტურა: თხევადი აზოტი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედული კულტურისთვის. უჯრედის კულტურის დროს თხევადი აზოტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედების შესანარჩუნებლად შემდგომი ექსპერიმენტული ოპერაციებისთვის. თხევადი აზოტი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედების გაყინვისთვის მათი სიცოცხლისუნარიანობისა და ბიოლოგიური თვისებების შესანარჩუნებლად.
უჯრედების შენახვა: თხევადი აზოტის დაბალ ტემპერატურას შეუძლია შეინარჩუნოს უჯრედების სტაბილურობა და მთლიანობა, ამასთან, თავიდან აიცილოს უჯრედების დაბერება და სიკვდილი. ამიტომ, თხევადი აზოტი ფართოდ გამოიყენება უჯრედების შესანახად. თხევად აზოტში დაცული უჯრედები შეიძლება სწრაფად აღდგეს საჭიროების შემთხვევაში და გამოიყენონ სხვადასხვა ექსპერიმენტული მანიპულაციებისთვის.

საკვების ხარისხის თხევადი აზოტის გამოყენება ისევე როგორც თხევადი აზოტის ნაყინი, თხევადი აზოტის ორცხობილა, თხევადი აზოტის გაყინვა და ანესთეზია მედიცინაში ასევე მოითხოვს მაღალი სისუფთავის თხევად აზოტს. სხვა ინდუსტრიებს, როგორიცაა ქიმიური მრეწველობა, ელექტრონიკა, მეტალურგია და ა.შ. განსხვავებული მოთხოვნები აქვთ თხევადი აზოტის სისუფთავეზე.