क्रायोप्रिझर्वेशनमध्ये द्रव नायट्रोजन का वापरला जातो?

2023-07-20

1. रेफ्रिजरंट म्हणून द्रव नायट्रोजन का वापरावे?

1. कारण तापमानद्रव नायट्रोजनस्वतःच खूप कमी आहे, परंतु त्याचा स्वभाव अतिशय सौम्य आहे, आणि द्रव नायट्रोजनला रासायनिक अभिक्रिया होणे कठीण आहे, म्हणून ते बर्याचदा रेफ्रिजरंट म्हणून वापरले जाते.
2.द्रव नायट्रोजनउष्णता शोषून घेण्यासाठी, तापमान कमी करण्यासाठी बाष्पीभवन होते आणि रेफ्रिजरंट म्हणून वापरले जाऊ शकते.
3. सामान्यतः, अमोनिया शीतक म्हणून आणि पाणी शोषक म्हणून वापरले जाते.
4. अमोनिया वायू कंडेन्सरद्वारे थंड करून द्रव अमोनिया बनतो, आणि नंतर द्रव अमोनिया बाष्पीभवन करण्यासाठी बाष्पीभवनात प्रवेश करतो आणि त्याच वेळी रेफ्रिजरेशनचा उद्देश साध्य करण्यासाठी बाहेरून उष्णता शोषून घेतो, अशा प्रकारे सतत प्रसार शोषण रेफ्रिजरेशन तयार करतो. सायकल
5. नायट्रोजनचा वापर "क्रायोजेनिक" स्थितींमध्ये शीतक म्हणून केला जाऊ शकतो, म्हणजे, परिपूर्ण 0 अंश (-273.15 अंश सेल्सिअस) च्या जवळ, आणि सामान्यतः सुपरकंडक्टिव्हिटीचा अभ्यास करण्यासाठी प्रयोगशाळांमध्ये वापरला जातो.
6. औषधात, द्रव नायट्रोजन सामान्यतः क्रायोनेस्थेसिया अंतर्गत ऑपरेशन्स करण्यासाठी रेफ्रिजरंट म्हणून वापरले जाते.
7. उच्च-तंत्रज्ञान क्षेत्रात, द्रव नायट्रोजनचा वापर कमी-तापमान वातावरण तयार करण्यासाठी केला जातो. उदाहरणार्थ, काही अतिसंवाहक पदार्थांना द्रव नायट्रोजनने उपचार केल्यावरच कमी तापमानात सुपरकंडक्टिंग गुणधर्म प्राप्त होतात.
8. द्रव नायट्रोजनच्या सामान्य दाबाखाली तापमान -196 अंश असते, जे अति-कमी तापमान शीत स्रोत म्हणून वापरले जाऊ शकते. टायर्सचे कमी-तापमान क्रशिंग, हॉस्पिटलमध्ये जनुक साठवणे इत्यादी सर्व गोष्टी शीत स्रोत म्हणून द्रव नायट्रोजन वापरतात.

2. द्रव नायट्रोजन पेशींचे संरक्षण कसे करते?

सेल क्रायोप्रिझर्वेशनसाठी सर्वात सामान्यतः वापरले जाणारे तंत्र म्हणजे द्रव नायट्रोजन क्रायोप्रिझर्वेशन पद्धत, जी प्रामुख्याने पेशी गोठवण्यासाठी योग्य प्रमाणात संरक्षणात्मक एजंटसह संथ गोठवण्याची पद्धत अवलंबते.
टीप: जर पेशी कोणत्याही संरक्षणात्मक एजंट न जोडता थेट गोठल्या असतील तर, पेशींच्या आत आणि बाहेरील पाणी त्वरीत बर्फाचे स्फटिक तयार करेल, ज्यामुळे प्रतिकूल प्रतिक्रियांची मालिका होईल. उदाहरणार्थ, पेशींच्या निर्जलीकरणामुळे स्थानिक इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता वाढते, pH मूल्य बदलते आणि वरील कारणांमुळे काही प्रथिने कमी होतात, ज्यामुळे पेशीच्या अंतर्गत जागेची रचना विस्कळीत होते. नुकसान, माइटोकॉन्ड्रियल सूज, कार्य कमी होणे आणि उर्जा चयापचय विस्कळीत होते. सेल झिल्लीवरील लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स देखील सहजपणे नष्ट होते, ज्यामुळे सेल झिल्लीच्या पारगम्यतेमध्ये बदल होतो आणि पेशींच्या सामग्रीचे नुकसान होते. पेशींमध्ये अधिक बर्फाचे स्फटिक तयार झाल्यास, गोठवण्याचे तापमान जसजसे कमी होत जाईल, तसतसे बर्फाच्या स्फटिकांचे प्रमाण वाढेल, परिणामी परमाणु डीएनएच्या अवकाशीय कॉन्फिगरेशनला अपरिवर्तनीय नुकसान होईल, परिणामी पेशींचा मृत्यू होईल.

अन्नाच्या संपर्कात असलेल्या द्रव नायट्रोजन अन्नाद्वारे शोषलेली सुप्त आणि संवेदनशील उष्णता अन्न गोठवण्यास कारणीभूत ठरते. कंटेनरमधून द्रव नायट्रोजन बाहेर टाकला जातो, अचानक सामान्य तापमान आणि दाबात बदल होतो आणि द्रव ते वायू स्थितीत बदलतो. या टप्प्यातील बदल प्रक्रियेदरम्यान, द्रव नायट्रोजन -195.8 ℃ वर उकळते आणि बाष्पीभवन होऊन वायू नायट्रोजन बनते आणि बाष्पीभवनाची सुप्त उष्णता 199 kJ/kg असते; जर -195.8 वातावरणाच्या दाबावर नायट्रोजन अंतर्गत तापमान -20 °C पर्यंत वाढते, तेव्हा ते 183.89 kJ/kg संवेदनशील उष्णता शोषू शकते (विशिष्ट उष्णता क्षमता 1.05 kJ/(kg?K) म्हणून मोजली जाते), जी शोषली जाते द्रव नायट्रोजन फेज बदल प्रक्रियेदरम्यान वाष्पीकरणाची उष्णता आणि संवेदनशील उष्णता शोषली जाते. उष्णता 383 kJ/kg पर्यंत पोहोचू शकते.
अन्न गोठवण्याच्या प्रक्रियेत, एका झटक्यात मोठ्या प्रमाणात उष्णता काढून टाकली जात असल्याने, अन्न गोठण्यासाठी बाहेरून आतपर्यंतचे तापमान वेगाने थंड केले जाते. लिक्विड नायट्रोजन क्विक-फ्रीझिंग टेक्नॉलॉजी लिक्विड नायट्रोजन शीत स्त्रोत म्हणून वापरते, ज्यामुळे पर्यावरणाला कोणतीही हानी होत नाही. पारंपारिक यांत्रिक रेफ्रिजरेशनच्या तुलनेत, ते कमी तापमान आणि उच्च थंड दर प्राप्त करू शकते. लिक्विड नायट्रोजन क्विक-फ्रीझिंग तंत्रज्ञानामध्ये जलद गोठवण्याचा वेग, कमी वेळ आणि अन्न दर्जेदार, उच्च सुरक्षितता आणि प्रदूषणमुक्त आहे.
लिक्विड नायट्रोजन क्विक-फ्रीझिंग टेक्नॉलॉजी मोठ्या प्रमाणावर जलीय उत्पादने जसे की कोळंबी, व्हाईटबाईट, जैविक खेकडा आणि अबलोन यांच्या द्रुत-गोठवण्यामध्ये वापरली जाते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की लिक्विड नायट्रोजन क्विक-फ्रीझिंग तंत्रज्ञानाद्वारे उपचार केलेले कोळंबी उच्च ताजेपणा, रंग आणि चव राखू शकते. इतकेच नाही तर काही जीवाणू देखील मारले जाऊ शकतात किंवा कमी तापमानात पुनरुत्पादन थांबवू शकतात जेणेकरून उच्च स्वच्छता आवश्यक असेल.

क्रायोप्रिझर्वेशन: द्रव नायट्रोजनचा वापर विविध जैविक नमुने जसे की पेशी, ऊती, सीरम, शुक्राणू इत्यादींच्या क्रायोप्रिझर्वेशनसाठी केला जाऊ शकतो. हे नमुने कमी तापमानात दीर्घकाळ जतन केले जाऊ शकतात आणि आवश्यकतेनुसार त्यांच्या मूळ स्थितीत पुनर्संचयित केले जाऊ शकतात. लिक्विड नायट्रोजन क्रायोप्रिझर्वेशन ही सामान्यतः वापरली जाणारी स्टोरेज पद्धत आहे, जी बऱ्याचदा बायोमेडिकल संशोधन, शेती, पशुपालन आणि इतर क्षेत्रात वापरली जाते.
सेल कल्चर: लिक्विड नायट्रोजनचा वापर सेल कल्चरसाठी देखील केला जाऊ शकतो. सेल कल्चर दरम्यान, द्रव नायट्रोजनचा वापर पुढील प्रायोगिक ऑपरेशन्ससाठी पेशी जतन करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. द्रव नायट्रोजनचा वापर पेशींना गोठवण्यासाठी त्यांची व्यवहार्यता आणि जैविक गुणधर्म टिकवून ठेवण्यासाठी देखील केला जाऊ शकतो.
सेल स्टोरेज: द्रव नायट्रोजनचे कमी तापमान पेशींची स्थिरता आणि अखंडता राखू शकते, तसेच पेशी वृद्ध होणे आणि मृत्यू रोखू शकते. म्हणून, द्रव नायट्रोजन सेल स्टोरेजमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. द्रव नायट्रोजनमध्ये जतन केलेल्या पेशी आवश्यकतेनुसार त्वरीत पुनर्प्राप्त केल्या जाऊ शकतात आणि विविध प्रायोगिक हाताळणीसाठी वापरल्या जाऊ शकतात.

फूड-ग्रेड लिक्विड नायट्रोजनचा वापर म्हणजे लिक्विड नायट्रोजन आइस्क्रीम, लिक्विड नायट्रोजन बिस्किटे, लिक्विड नायट्रोजन फ्रीझिंग आणि ऍनेस्थेसियासाठी औषधात उच्च-शुद्धता द्रव नायट्रोजन देखील आवश्यक आहे. इतर उद्योग जसे की रासायनिक उद्योग, इलेक्ट्रॉनिक्स, धातूशास्त्र इत्यादींना द्रव नायट्रोजनच्या शुद्धतेसाठी वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात.