ಕ್ರಯೋಪ್ರೆಸರ್ವೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಏಕೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ?

2023-07-20

1. ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಶೀತಕವಾಗಿ ಏಕೆ ಬಳಸಬೇಕು?

1. ಏಕೆಂದರೆ ತಾಪಮಾನದ್ರವ ಸಾರಜನಕಸ್ವತಃ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ, ಆದರೆ ಅದರ ಸ್ವಭಾವವು ತುಂಬಾ ಸೌಮ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ದ್ರವರೂಪದ ಸಾರಜನಕವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಶೀತಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
2.ದ್ರವ ಸಾರಜನಕಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ, ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶೀತಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.
3. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಅಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಶೀತಕವಾಗಿ ಮತ್ತು ನೀರನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
4. ಅಮೋನಿಯ ಅನಿಲವನ್ನು ಕಂಡೆನ್ಸರ್‌ನಿಂದ ತಂಪಾಗಿಸಿ ದ್ರವ ಅಮೋನಿಯಾ ಆಗಲು, ಮತ್ತು ನಂತರ ದ್ರವ ಅಮೋನಿಯ ಆವಿಯಾಗಲು ಬಾಷ್ಪೀಕರಣವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಶೈತ್ಯೀಕರಣದ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಹೊರಗಿನ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ನಿರಂತರ ಪ್ರಸರಣ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶೈತ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಸೈಕಲ್.
5. ಸಾರಜನಕವನ್ನು "ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್" ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಶೀತಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು, ಅಂದರೆ, ಸಂಪೂರ್ಣ 0 ಡಿಗ್ರಿ (-273.15 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್) ಹತ್ತಿರ, ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
6. ಔಷಧದಲ್ಲಿ, ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕ್ರಯೋಅನೆಸ್ತೇಷಿಯಾ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಶೀತಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
7. ಹೈಟೆಕ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ರಚಿಸಲು ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕೆಲವು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳು ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ನಂತರ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪಡೆಯುತ್ತವೆ.
8. ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನವು -196 ಡಿಗ್ರಿ, ಇದನ್ನು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಶೀತ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಟೈರ್‌ಗಳ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಪುಡಿಮಾಡುವಿಕೆ, ಆಸ್ಪತ್ರೆಗಳಲ್ಲಿ ಜೀನ್ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳೆಲ್ಲವೂ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಶೀತ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ.

2. ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವು ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಂರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ?

ಜೀವಕೋಶದ ಕ್ರಯೋಪ್ರೆಸರ್ವೇಶನ್‌ಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ತಂತ್ರವೆಂದರೆ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ ಕ್ರಯೋಪ್ರೆಸರ್ವೇಶನ್ ವಿಧಾನ, ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಫ್ರೀಜ್ ಮಾಡಲು ಸೂಕ್ತವಾದ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಏಜೆಂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ನಿಧಾನ ಘನೀಕರಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಗಮನಿಸಿ: ಯಾವುದೇ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಏಜೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸದೆಯೇ ಕೋಶಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಫ್ರೀಜ್ ಮಾಡಿದರೆ, ಜೀವಕೋಶಗಳ ಒಳಗೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗಿನ ನೀರು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಐಸ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿಕೂಲ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಜೀವಕೋಶಗಳ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣವು ಸ್ಥಳೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, pH ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲಿನ ಕಾರಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಕೆಲವು ಪ್ರೊಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರಾಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಆಂತರಿಕ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಹಾನಿ, ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಊತ, ಕಾರ್ಯದ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಚಣೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಜೀವಕೋಶ ಪೊರೆಯ ಮೇಲಿನ ಲಿಪೊಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಂಕೀರ್ಣವು ಸುಲಭವಾಗಿ ನಾಶವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಪೊರೆಯ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶದ ವಿಷಯಗಳ ನಷ್ಟದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಐಸ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ರೂಪುಗೊಂಡರೆ, ಘನೀಕರಿಸುವ ಉಷ್ಣತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಐಸ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಪರಿಮಾಣವು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಡಿಎನ್ಎಯ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಸಂರಚನೆಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಹಾನಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಸಾವಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಆಹಾರದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ದ್ರವರೂಪದ ಸಾರಜನಕ ಆಹಾರದಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಸುಪ್ತ ಮತ್ತು ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ಶಾಖವು ಆಹಾರವನ್ನು ಫ್ರೀಜ್ ಮಾಡಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಪಾತ್ರೆಯಿಂದ ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದ್ದಕ್ಕಿದ್ದಂತೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದ್ರವದಿಂದ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವು -195.8 ℃ ನಲ್ಲಿ ಕುದಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಸಾರಜನಕವಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಸುಪ್ತ ಶಾಖವು 199 kJ/kg ಆಗಿದೆ; ವೇಳೆ -195.8 ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನವು -20 °C ಗೆ ಏರಿದಾಗ, ಅದು 183.89 kJ/kg ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು 1.05 kJ/(kg?K) ಎಂದು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ), ಇದು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಶಾಖ ಮತ್ತು ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ಶಾಖ. ಶಾಖವು 383 ಕೆಜೆ / ಕೆಜಿ ತಲುಪಬಹುದು.
ಆಹಾರವನ್ನು ಘನೀಕರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖವನ್ನು ಕ್ಷಣದಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಹೋಗುವುದರಿಂದ, ಆಹಾರದ ಉಷ್ಣತೆಯು ಘನೀಕರಿಸಲು ಹೊರಗಿನಿಂದ ಒಳಭಾಗಕ್ಕೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ತಂಪಾಗುತ್ತದೆ. ಲಿಕ್ವಿಡ್ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ತ್ವರಿತ-ಘನೀಕರಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಶೀತ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶೈತ್ಯೀಕರಣದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೂಲಿಂಗ್ ದರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಲಿಕ್ವಿಡ್ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಕ್ವಿಕ್-ಫ್ರೀಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವೇಗದ ಘನೀಕರಿಸುವ ವೇಗ, ಕಡಿಮೆ ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಆಹಾರವು ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸುರಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಮಾಲಿನ್ಯ-ಮುಕ್ತವಾಗಿದೆ.
ಲಿಕ್ವಿಡ್ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಕ್ವಿಕ್-ಫ್ರೀಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಜಲಚರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಾದ ಸೀಗಡಿ, ವೈಟ್‌ಬೈಟ್, ಜೈವಿಕ ಏಡಿ ಮತ್ತು ಅಬಲೋನ್‌ಗಳ ತ್ವರಿತ-ಘನೀಕರಣದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ ತ್ವರಿತ-ಘನೀಕರಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಸೀಗಡಿಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಜಾತನ, ಬಣ್ಣ ಮತ್ತು ರುಚಿಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ. ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನೈರ್ಮಲ್ಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಕೆಲವು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಸಾಯಬಹುದು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿಯನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸಬಹುದು.

ಕ್ರಯೋಪ್ರೆಸರ್ವೇಶನ್: ಕೋಶಗಳು, ಅಂಗಾಂಶಗಳು, ಸೀರಮ್, ವೀರ್ಯ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ ಜೈವಿಕ ಮಾದರಿಗಳ ಕ್ರಯೋಪ್ರೆಸರ್ವೇಶನ್‌ಗಾಗಿ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಈ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ದೀರ್ಘಕಾಲ ಸಂರಕ್ಷಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ ಅವುಗಳ ಮೂಲ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರುಸ್ಥಾಪಿಸಬಹುದು. ಲಿಕ್ವಿಡ್ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಕ್ರಯೋಪ್ರೆಸರ್ವೇಶನ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಶೇಖರಣಾ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಸಂಶೋಧನೆ, ಕೃಷಿ, ಪಶುಸಂಗೋಪನೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಕೋಶ ಸಂಸ್ಕೃತಿ: ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಕೋಶ ಸಂಸ್ಕೃತಿಗೆ ಸಹ ಬಳಸಬಹುದು. ಕೋಶ ಸಂಸ್ಕೃತಿಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ನಂತರದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳಿಗಾಗಿ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಕೋಶಗಳ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಸಹ ಫ್ರೀಜ್ ಮಾಡಲು ಬಳಸಬಹುದು.
ಜೀವಕೋಶದ ಶೇಖರಣೆ: ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನವು ಜೀವಕೋಶಗಳ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಸಮಗ್ರತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಜೀವಕೋಶದ ವಯಸ್ಸಾದ ಮತ್ತು ಮರಣವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ದ್ರವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಜೀವಕೋಶದ ಶೇಖರಣೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವರೂಪದ ಸಾರಜನಕದಲ್ಲಿ ಸಂರಕ್ಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕುಶಲತೆಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು.

ಆಹಾರ-ದರ್ಜೆಯ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದ ಅನ್ವಯವು ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ ಐಸ್ ಕ್ರೀಮ್, ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ ಬಿಸ್ಕತ್ತುಗಳು, ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ ಘನೀಕರಣ ಮತ್ತು ಔಷಧದಲ್ಲಿ ಅರಿವಳಿಕೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಉದ್ಯಮ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಲೋಹಶಾಸ್ತ್ರ, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ಇತರ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳು ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದ ಶುದ್ಧತೆಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.