por que o nitrogênio líquido é usado na criopreservação?
1. Por que usar nitrogênio líquido como refrigerante?
1. Porque a temperatura denitrogênio líquidoem si é muito baixo, mas sua natureza é muito suave e é difícil para o nitrogênio líquido sofrer reações químicas, por isso é frequentemente usado como refrigerante.
2.Nitrogênio líquidovaporiza para absorver calor, diminuir a temperatura e pode ser usado como refrigerante.
3. Geralmente, a amônia é usada como refrigerante e a água como absorvente.
4. O gás amônia é resfriado pelo condensador para se tornar amônia líquida e, em seguida, a amônia líquida entra no evaporador para evaporar e, ao mesmo tempo, absorve o calor do exterior para atingir a finalidade de refrigeração, formando assim uma refrigeração de absorção de difusão contínua. ciclo.
5. O nitrogênio pode ser usado como refrigerante em condições "criogênicas", ou seja, próximo de 0 graus absolutos (-273,15 graus Celsius), e geralmente é usado em laboratórios para estudar supercondutividade.
6. Na medicina, o nitrogênio líquido é comumente usado como refrigerante para realizar operações sob crioanestesia.
7. No campo da alta tecnologia, o nitrogênio líquido é frequentemente usado para criar um ambiente de baixa temperatura. Por exemplo, alguns materiais supercondutores só obtêm propriedades supercondutoras a baixas temperaturas após serem tratados com nitrogênio líquido.
8. A temperatura sob a pressão normal do nitrogênio líquido é de -196 graus, que pode ser usada como uma fonte fria de temperatura ultrabaixa. O esmagamento de pneus em baixa temperatura, o armazenamento de genes em hospitais, etc., todos usam nitrogênio líquido como fonte de frio.
2. Como o nitrogênio líquido preserva as células?
A técnica mais comumente utilizada para criopreservação celular é o método de criopreservação com nitrogênio líquido, que adota principalmente o método de congelamento lento com uma quantidade adequada de agente protetor para congelar as células.
Nota: Se as células forem congeladas diretamente sem adição de qualquer agente protetor, a água dentro e fora das células formará rapidamente cristais de gelo, o que causará uma série de reações adversas. Por exemplo, a desidratação das células aumenta a concentração local de eletrólitos, altera o valor do pH e desnatura algumas proteínas devido às razões acima, fazendo com que a estrutura do espaço interno da célula seja desordenada. Causa danos, inchaço mitocondrial, perda de função e perturbação do metabolismo energético. O complexo lipoproteico da membrana celular também é facilmente destruído, causando alterações na permeabilidade da membrana celular e perda do conteúdo celular. Se mais cristais de gelo se formarem nas células, à medida que a temperatura de congelamento diminui, o volume dos cristais de gelo se expandirá, resultando em danos irreversíveis à configuração espacial do DNA nuclear, resultando na morte celular.
O calor latente e sensível absorvido pelo alimento com nitrogênio líquido em contato com o alimento faz com que o alimento congele. O nitrogênio líquido é ejetado do recipiente, muda repentinamente para a temperatura e pressão normais e passa do estado líquido para o gasoso. Durante este processo de mudança de fase, o nitrogênio líquido ferve e evapora a -195,8 ℃ para se tornar nitrogênio gasoso, e o calor latente de evaporação é de 199 kJ/kg; se -195,8 Quando a temperatura sobe para -20 °C sob nitrogênio à pressão atmosférica, ela pode absorver 183,89 kJ/kg de calor sensível (a capacidade de calor específico é calculada como 1,05 kJ/(kg?K)), que é absorvido por o calor de vaporização e o calor sensível absorvido durante o processo de mudança de fase do nitrogênio líquido. O calor pode chegar a 383 kJ/kg.
No processo de congelamento de alimentos, como uma grande quantidade de calor é retirada em um instante, a temperatura dos alimentos é rapidamente resfriada de fora para dentro para congelar. A tecnologia de congelamento rápido de nitrogênio líquido usa nitrogênio líquido como fonte de frio, que não prejudica o meio ambiente. Comparado com a refrigeração mecânica tradicional, pode atingir temperaturas mais baixas e taxas de resfriamento mais altas. A tecnologia de congelamento rápido de nitrogênio líquido tem velocidade de congelamento rápida, tempo curto e os alimentos são de boa qualidade, alta segurança e livres de poluição.
A tecnologia de congelamento rápido de nitrogênio líquido tem sido amplamente utilizada no congelamento rápido de produtos aquáticos, como camarão, isca branca, caranguejo biológico e abalone. Estudos demonstraram que camarões tratados com tecnologia de congelamento rápido com nitrogênio líquido podem manter alto frescor, cor e sabor. Além disso, algumas bactérias também podem ser mortas ou interromper a reprodução em baixas temperaturas para alcançar uma maior necessidade de saneamento.
Criopreservação: O nitrogênio líquido pode ser usado para criopreservação de diversas amostras biológicas, como células, tecidos, soro, esperma, etc. Essas amostras podem ser preservadas por um longo tempo em baixa temperatura e restauradas ao seu estado original quando necessário. A criopreservação de nitrogênio líquido é um método de armazenamento comumente usado, frequentemente usado em pesquisas biomédicas, agricultura, pecuária e outros campos.
Cultura celular: O nitrogênio líquido também pode ser usado para cultura celular. Durante a cultura celular, o nitrogênio líquido pode ser usado para preservar as células para operações experimentais subsequentes. O nitrogênio líquido também pode ser usado para congelar células para preservar sua viabilidade e propriedades biológicas.
Armazenamento celular: A baixa temperatura do nitrogênio líquido pode manter a estabilidade e integridade das células, ao mesmo tempo que previne o envelhecimento e a morte celular. Portanto, o nitrogênio líquido é amplamente utilizado no armazenamento celular. Células preservadas em nitrogênio líquido podem ser recuperadas rapidamente quando necessário e usadas para diversas manipulações experimentais.
A aplicação de nitrogênio líquido de qualidade alimentar é como sorvete de nitrogênio líquido, biscoitos de nitrogênio líquido, congelamento de nitrogênio líquido e anestesia na medicina também requerem nitrogênio líquido de alta pureza. Outras indústrias, como indústria química, eletrônica, metalurgia, etc., têm requisitos diferentes para a pureza do nitrogênio líquido.
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