ക്രയോപ്രിസർവേഷനിൽ ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

2023-07-20

1. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ഒരു റഫ്രിജറൻ്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

1. താപനില കാരണംദ്രാവക നൈട്രജൻസ്വയം വളരെ കുറവാണ്, പക്ഷേ അതിൻ്റെ സ്വഭാവം വളരെ സൗമ്യമാണ്, കൂടാതെ ദ്രാവക നൈട്രജൻ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകാൻ പ്രയാസമാണ്, അതിനാൽ ഇത് പലപ്പോഴും ഒരു ശീതീകരണമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
2.ദ്രാവക നൈട്രജൻചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യാനും താപനില കുറയ്ക്കാനും ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ റഫ്രിജറൻ്റായി ഉപയോഗിക്കാം.
3. പൊതുവേ, അമോണിയ ശീതീകരണിയായും വെള്ളം ആഗിരണം ചെയ്യാവുന്നവയായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
4. അമോണിയ വാതകം ദ്രവ അമോണിയയായി മാറാൻ കണ്ടൻസർ ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ദ്രാവക അമോണിയ ബാഷ്പീകരണത്തിലേക്ക് ബാഷ്പീകരണത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു, അതേ സമയം ശീതീകരണത്തിൻ്റെ ഉദ്ദേശ്യം കൈവരിക്കുന്നതിന് പുറത്തുനിന്നുള്ള ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ തുടർച്ചയായ വ്യാപന ആഗിരണ ശീതീകരണത്തിന് രൂപം നൽകുന്നു. ചക്രം.
5. നൈട്രജൻ "ക്രയോജനിക്" അവസ്ഥകളിൽ ഒരു റഫ്രിജറൻ്റായി ഉപയോഗിക്കാം, അതായത് കേവലമായ 0 ഡിഗ്രിക്ക് (-273.15 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്) അടുത്ത്, സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി പഠിക്കാൻ ലബോറട്ടറികളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
6. വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ, ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ സാധാരണയായി ക്രയോഅനെസ്തേഷ്യയിൽ ഓപ്പറേഷനുകൾ നടത്താൻ ഒരു റഫ്രിജറൻ്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
7. ഹൈടെക് ഫീൽഡിൽ, താഴ്ന്ന താപനില അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കാൻ ദ്രാവക നൈട്രജൻ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ചില സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് വസ്തുക്കൾ ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിച്ചതിന് ശേഷം കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ മാത്രമേ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ഗുണങ്ങൾ നേടൂ.
8. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ്റെ സാധാരണ മർദ്ദത്തിൻ കീഴിലുള്ള താപനില -196 ഡിഗ്രിയാണ്, ഇത് വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള തണുത്ത സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കാം. കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ടയറുകൾ ചതയ്ക്കൽ, ആശുപത്രികളിലെ ജീൻ സംഭരണം തുടങ്ങിയവയെല്ലാം തണുത്ത സ്രോതസ്സായി ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

2. ദ്രാവക നൈട്രജൻ എങ്ങനെയാണ് കോശങ്ങളെ സംരക്ഷിക്കുന്നത്?

സെൽ ക്രയോപ്രിസർവേഷനായി ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സാങ്കേതികത ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ക്രയോപ്രിസർവേഷൻ രീതിയാണ്, ഇത് പ്രധാനമായും കോശങ്ങളെ മരവിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉചിതമായ അളവിലുള്ള സംരക്ഷിത ഏജൻ്റിനൊപ്പം സ്ലോ ഫ്രീസിംഗ് രീതിയാണ് സ്വീകരിക്കുന്നത്.
ശ്രദ്ധിക്കുക: ഒരു സംരക്ഷിത ഏജൻ്റും ചേർക്കാതെ കോശങ്ങൾ നേരിട്ട് ഫ്രീസ് ചെയ്യപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ, കോശങ്ങളുടെ അകത്തും പുറത്തുമുള്ള ജലം പെട്ടെന്ന് ഐസ് പരലുകൾ ഉണ്ടാക്കും, ഇത് പ്രതികൂല പ്രതികരണങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയ്ക്ക് കാരണമാകും. ഉദാഹരണത്തിന്, കോശങ്ങളുടെ നിർജ്ജലീകരണം പ്രാദേശിക ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും pH മൂല്യം മാറ്റുകയും മുകളിൽ പറഞ്ഞ കാരണങ്ങളാൽ ചില പ്രോട്ടീനുകളെ ഇല്ലാതാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സെല്ലിൻ്റെ ആന്തരിക സ്പേസ് ഘടനയെ തകരാറിലാക്കുന്നു. ക്ഷതം, മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ വീക്കം, പ്രവർത്തനം നഷ്ടപ്പെടൽ, ഊർജ്ജ ഉപാപചയത്തിൻ്റെ അസ്വസ്ഥത എന്നിവയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. കോശ സ്തരത്തിലെ ലിപ്പോപ്രോട്ടീൻ കോംപ്ലക്സും എളുപ്പത്തിൽ നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് കോശ സ്തരത്തിൻ്റെ പ്രവേശനക്ഷമതയിലും കോശ ഉള്ളടക്കം നഷ്ടപ്പെടുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു. കോശങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ഐസ് പരലുകൾ രൂപപ്പെട്ടാൽ, മരവിപ്പിക്കുന്ന താപനില കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഐസ് പരലുകളുടെ അളവ് വികസിക്കും, ഇത് ന്യൂക്ലിയർ ഡിഎൻഎയുടെ സ്പേഷ്യൽ കോൺഫിഗറേഷനിൽ മാറ്റാനാവാത്ത കേടുപാടുകൾ വരുത്തുകയും കോശങ്ങളുടെ മരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യും.

ഭക്ഷണവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഭക്ഷണം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്നതും വിവേകപൂർണ്ണവുമായ ചൂട് ഭക്ഷണം മരവിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ കണ്ടെയ്‌നറിൽ നിന്ന് പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു, പെട്ടെന്ന് സാധാരണ താപനിലയിലേക്കും മർദ്ദത്തിലേക്കും മാറുകയും ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് വാതകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഘട്ടം മാറ്റ പ്രക്രിയയിൽ, ദ്രാവക നൈട്രജൻ -195.8 ℃-ൽ തിളപ്പിച്ച് ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും വാതക നൈട്രജൻ ആകുകയും ബാഷ്പീകരണത്തിൻ്റെ ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന ചൂട് 199 kJ/kg ആണ്; എങ്കിൽ -195.8 അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ നൈട്രജൻ്റെ കീഴിൽ താപനില -20 °C ആയി ഉയരുമ്പോൾ, അതിന് 183.89 kJ/kg സെൻസിബിൾ താപം ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും (നിർദ്ദിഷ്ട താപ ശേഷി 1.05 kJ/(kg?K) ആയി കണക്കാക്കുന്നു), അത് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഘട്ടം മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ബാഷ്പീകരണത്തിൻ്റെ താപവും സെൻസിബിൾ താപവും. ചൂട് 383 kJ/kg എത്താം.
ഭക്ഷണം മരവിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, ഒരു വലിയ അളവിലുള്ള താപം തൽക്ഷണം എടുത്തുകളയുന്നതിനാൽ, ഭക്ഷണത്തിൻ്റെ ഊഷ്മാവ് അതിവേഗം തണുത്തുറയുന്നു. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ദ്രുത-ശീതീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യ ദ്രാവക നൈട്രജനെ തണുത്ത സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് പരിസ്ഥിതിക്ക് ദോഷം വരുത്തുന്നില്ല. പരമ്പരാഗത മെക്കാനിക്കൽ റഫ്രിജറേഷനുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇതിന് കുറഞ്ഞ താപനിലയും ഉയർന്ന തണുപ്പിക്കൽ നിരക്കും നേടാൻ കഴിയും. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ദ്രുത-ശീതീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് വേഗത്തിലുള്ള ഫ്രീസിംഗ് വേഗതയും കുറഞ്ഞ സമയവുമുണ്ട്, കൂടാതെ ഭക്ഷണം നല്ല നിലവാരമുള്ളതും ഉയർന്ന സുരക്ഷയും മലിനീകരണ രഹിതവുമാണ്.
ചെമ്മീൻ, വൈറ്റ്‌ബെയ്റ്റ്, ബയോളജിക്കൽ ഞണ്ട്, അബലോൺ തുടങ്ങിയ ജല ഉൽപന്നങ്ങൾ പെട്ടെന്ന് മരവിപ്പിക്കുന്നതിന് ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ക്വിക്ക്-ഫ്രീസിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ക്വിക്ക്-ഫ്രീസിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിക്കുന്ന ചെമ്മീൻ ഉയർന്ന പുതുമയും നിറവും രുചിയും നിലനിർത്തുമെന്ന് പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. മാത്രവുമല്ല, ഉയർന്ന ശുചിത്വം കൈവരിക്കുന്നതിന് ചില ബാക്ടീരിയകൾ നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയോ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ പുനരുൽപാദനം നിർത്തുകയോ ചെയ്യാം.

ക്രയോപ്രിസർവേഷൻ: കോശങ്ങൾ, ടിഷ്യുകൾ, സെറം, ബീജം മുതലായ വിവിധ ജൈവ സാമ്പിളുകളുടെ ക്രയോപ്രിസർവേഷനായി ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഈ സാമ്പിളുകൾ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ വളരെക്കാലം സൂക്ഷിക്കാനും ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ അവയുടെ യഥാർത്ഥ അവസ്ഥയിലേക്ക് പുനഃസ്ഥാപിക്കാനും കഴിയും. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ക്രയോപ്രിസർവേഷൻ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു സംഭരണ ​​രീതിയാണ്, ഇത് പലപ്പോഴും ബയോമെഡിക്കൽ ഗവേഷണം, കൃഷി, മൃഗസംരക്ഷണം, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
സെൽ കൾച്ചർ: ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ സെൽ കൾച്ചറിനും ഉപയോഗിക്കാം. സെൽ കൾച്ചർ സമയത്ത്, തുടർന്നുള്ള പരീക്ഷണ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കായി കോശങ്ങളെ സംരക്ഷിക്കാൻ ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഉപയോഗിക്കാം. ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ കോശങ്ങളെ മരവിപ്പിച്ച് അവയുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമതയും ജൈവ ഗുണങ്ങളും സംരക്ഷിക്കാനും ഉപയോഗിക്കാം.
കോശ സംഭരണം: ദ്രാവക നൈട്രജൻ്റെ കുറഞ്ഞ താപനില കോശങ്ങളുടെ സ്ഥിരതയും സമഗ്രതയും നിലനിർത്തും, അതേസമയം കോശങ്ങളുടെ വാർദ്ധക്യവും മരണവും തടയുന്നു. അതിനാൽ, കോശ സംഭരണത്തിൽ ദ്രാവക നൈട്രജൻ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ദ്രാവക നൈട്രജനിൽ സംരക്ഷിച്ചിരിക്കുന്ന കോശങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ വേഗത്തിൽ വീണ്ടെടുക്കാനും വിവിധ പരീക്ഷണാത്മക കൃത്രിമങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കാനും കഴിയും.

ഫുഡ്-ഗ്രേഡ് ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ്റെ പ്രയോഗം ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ഐസ്ക്രീം പോലെയാണ്, ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ബിസ്ക്കറ്റുകൾ, ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ഫ്രീസിംഗ്, വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിലെ അനസ്തേഷ്യ എന്നിവയ്ക്കും ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള ലിക്വിഡ് നൈട്രജൻ ആവശ്യമാണ്. രാസ വ്യവസായം, ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, മെറ്റലർജി മുതലായ മറ്റ് വ്യവസായങ്ങൾക്ക് ദ്രവ നൈട്രജൻ്റെ പരിശുദ്ധിക്ക് വ്യത്യസ്ത ആവശ്യകതകളുണ്ട്.