hvorfor brukes flytende nitrogen i kryokonservering?

2023-07-20

1. Hvorfor bruke flytende nitrogen som kjølemiddel?

1. Fordi temperaturen påflytende nitrogeni seg selv er svært lav, men dens natur er veldig mild, og det er vanskelig for flytende nitrogen å gjennomgå kjemiske reaksjoner, så det brukes ofte som kjølemiddel.
2.Flytende nitrogenfordamper for å absorbere varme, senke temperaturen og kan brukes som kjølemiddel.
3. Generelt brukes ammoniakk som kjølemiddel og vann som absorberende.
4. Ammoniakkgassen kjøles av kondensatoren til å bli flytende ammoniakk, og deretter kommer den flytende ammoniakken inn i fordamperen for å fordampe, og absorberer samtidig varme fra utsiden for å oppnå hensikten med kjøling, og danner dermed en kontinuerlig diffusjonsabsorpsjonskjøling syklus.
5. Nitrogen kan brukes som kjølemiddel under "kryogene" forhold, det vil si nær absolutte 0 grader (-273,15 grader Celsius), og brukes generelt i laboratorier for å studere superledning.
6. I medisin er flytende nitrogen ofte brukt som kjølemiddel for å utføre operasjoner under kryoanestesi.
7. I det høyteknologiske feltet brukes ofte flytende nitrogen for å skape et lavtemperaturmiljø. For eksempel oppnår noen superledende materialer bare superledende egenskaper ved lave temperaturer etter å ha blitt behandlet med flytende nitrogen.
8. Temperaturen under normalt trykk av flytende nitrogen er -196 grader, som kan brukes som en kuldekilde med ultralav temperatur. Lavtemperaturknusing av dekk, genlagring på sykehus osv. bruker flytende nitrogen som kuldekilde.

2. Hvordan bevarer flytende nitrogen cellene?

Den mest brukte teknikken for kryokonservering av celler er kryokonserveringsmetoden for flytende nitrogen, som hovedsakelig bruker den sakte frysemetoden med en passende mengde beskyttelsesmiddel for å fryse celler.
Merk: Hvis cellene fryses direkte uten å tilsette noe beskyttelsesmiddel, vil vannet i og utenfor cellene raskt danne iskrystaller, noe som vil forårsake en rekke uønskede reaksjoner. For eksempel øker dehydrering av cellene den lokale elektrolyttkonsentrasjonen, endrer pH-verdien og denaturerer noen proteiner på grunn av de ovennevnte årsakene, noe som fører til at cellens indre romstruktur blir forstyrret. Forårsaker skade, mitokondriell hevelse, tap av funksjon og forstyrrelse av energimetabolismen. Lipoproteinkomplekset på cellemembranen blir også lett ødelagt, noe som forårsaker endringer i permeabiliteten til cellemembranen og tap av celleinnhold. Hvis det dannes flere iskrystaller i cellene, ettersom frysetemperaturen synker, vil volumet av iskrystallene utvide seg, noe som resulterer i irreversibel skade på den romlige konfigurasjonen av kjernefysisk DNA, noe som resulterer i celledød.

Den latente og fornuftige varmen som absorberes av den flytende nitrogenmaten i kontakt med maten får maten til å fryse. Flytende nitrogen kastes ut av beholderen, endres plutselig til normal temperatur og trykk, og omdannes fra flytende til gassform. Under denne faseendringsprosessen koker flytende nitrogen og fordamper ved -195,8 ℃ for å bli gassformig nitrogen, og den latente fordampningsvarmen er 199 kJ/kg; hvis -195,8 Når temperaturen stiger til -20 °C under nitrogen ved atmosfærisk trykk, kan den absorbere 183,89 kJ/kg sensibel varme (den spesifikke varmekapasiteten er beregnet til 1,05 kJ/(kg?K)), som absorberes av fordampningsvarmen og sensibel varme som absorberes under faseendringsprosessen for flytende nitrogen. Varmen kan komme opp i 383 kJ/kg.
I prosessen med frysing av mat, fordi en stor mengde varme tas bort på et øyeblikk, blir temperaturen på maten raskt avkjølt fra utsiden til innsiden for å fryse. Flytende nitrogen hurtigfryseteknologi bruker flytende nitrogen som kuldekilde, som ikke skader miljøet. Sammenlignet med tradisjonell mekanisk kjøling kan den oppnå lavere temperatur og høyere kjølehastighet. Flytende nitrogen hurtigfryseteknologi har høy frysehastighet, kort tid, og Maten er av god kvalitet, høy sikkerhet og forurensningsfri.
Flytende nitrogen hurtigfrysingsteknologi har blitt mye brukt i hurtigfrysing av akvatiske produkter som reker, whitebait, biologisk krabbe og abalone. Studier har vist at reker behandlet med flytende nitrogen hurtigfrysingsteknologi kan opprettholde høy friskhet, farge og smak. Ikke nok med det, noen bakterier kan også bli drept eller stoppe reproduksjon ved lav temperatur for å oppnå høyere sanitærkrav.

Kryokonservering: Flytende nitrogen kan brukes til kryokonservering av ulike biologiske prøver, som celler, vev, serum, sæd osv. Disse prøvene kan konserveres i lang tid ved lav temperatur og gjenopprettes til sin opprinnelige tilstand ved behov. Flytende nitrogen kryokonservering er en ofte brukt lagringsmetode, som ofte brukes innen biomedisinsk forskning, landbruk, husdyrhold og andre felt.
Cellekultur: Flytende nitrogen kan også brukes til cellekultur. Under cellekultur kan flytende nitrogen brukes til å bevare celler for påfølgende eksperimentelle operasjoner. Flytende nitrogen kan også brukes til å fryse celler for å bevare deres levedyktighet og biologiske egenskaper.
Cellelagring: Den lave temperaturen til flytende nitrogen kan opprettholde stabiliteten og integriteten til cellene, samtidig som den forhindrer cellealdring og død. Derfor er flytende nitrogen mye brukt i cellelagring. Celler bevart i flytende nitrogen kan gjenvinnes raskt ved behov og brukes til forskjellige eksperimentelle manipulasjoner.

Påføringen av flytende nitrogen av matkvalitet er som flytende nitrogenis, flytende nitrogenkjeks, flytende nitrogenfrysing og anestesi i medisin krever også flytende nitrogen med høy renhet. Andre bransjer som kjemisk industri, elektronikk, metallurgi etc. har andre krav til renhet av flytende nitrogen.