зашто се течни азот користи у криопрезервацији?

2023-07-20

1. Зашто користити течни азот као расхладно средство?

1. Пошто је температура одтечни азотсам по себи је веома низак, али је његова природа веома блага и тешко је да течни азот подлеже хемијским реакцијама, па се често користи као расхладно средство.
2.Течни азотиспарава да апсорбује топлоту, снижава температуру и може се користити као расхладно средство.
3. Генерално, амонијак се користи као расхладно средство, а вода као апсорбент.
4. Гас амонијака се хлади кондензатором да постане течни амонијак, а затим течни амонијак улази у испаривач да испари, а истовремено апсорбује топлоту споља да би постигао сврху хлађења, формирајући тако континуирано дифузионо апсорпционо хлађење циклуса.
5. Азот се може користити као расхладно средство у „криогеним“ условима, односно близу апсолутних 0 степени (-273,15 степени Целзијуса), и генерално се користи у лабораторијама за проучавање суперпроводљивости.
6. У медицини се течни азот обично користи као расхладно средство за обављање операција под криоанестезијом.
7. У области високе технологије, течни азот се често користи за стварање окружења ниске температуре. На пример, неки суперпроводни материјали добијају суперпроводна својства само на ниским температурама након третмана течним азотом.
8. Температура под нормалним притиском течног азота је -196 степени, што се може користити као хладни извор ултра ниске температуре. Ломљење гума на ниској температури, складиштење гена у болницама итд. користи течни азот као извор хладноће.

2. Како течни азот чува ћелије?

Најчешће коришћена техника за криопрезервацију ћелија је метода криопрезервације течним азотом, која углавном усваја методу спорог замрзавања са одговарајућом количином заштитног средства за замрзавање ћелија.
Напомена: Ако су ћелије директно замрзнуте без додавања било каквог заштитног средства, вода унутар и изван ћелија брзо ће формирати кристале леда, што ће изазвати низ нежељених реакција. На пример, дехидрација ћелија повећава локалну концентрацију електролита, мења пХ вредност и денатурише неке протеине из наведених разлога, што доводи до поремећаја унутрашње структуре простора ћелије. Изазива оштећења, отицање митохондрија, губитак функције и поремећај енергетског метаболизма. Комплекс липопротеина на ћелијској мембрани се такође лако уништава, што изазива промене у пермеабилности ћелијске мембране и губитак ћелијског садржаја. Ако се у ћелијама формира више кристала леда, како се температура смрзавања смањује, запремина кристала леда ће се проширити, што ће резултирати неповратним оштећењем просторне конфигурације нуклеарне ДНК, што доводи до смрти ћелије.

Латентна и осетљива топлота коју апсорбује храна са течним азотом у контакту са храном изазива смрзавање хране. Течни азот се избацује из посуде, нагло прелази у нормалну температуру и притисак и прелази из течног у гасовито стање. Током овог процеса промене фазе, течни азот кључа и испарава на -195,8 ℃ да би постао гасовити азот, а латентна топлота испаравања је 199 кЈ/кг; ако -195,8 Када температура порасте на -20 °Ц под азотом на атмосферском притиску, може да апсорбује 183,89 кЈ/кг осетљиве топлоте (специфични топлотни капацитет се израчунава као 1,05 кЈ/(кг?К)), коју апсорбује топлота испаравања и осетљива топлота апсорбована током процеса промене фазе течног азота. Топлота може достићи 383 кЈ/кг.
У процесу замрзавања хране, пошто се велика количина топлоте одузима у трену, температура намирница се брзо хлади споља ка унутра да би се замрзнула. Технологија брзог замрзавања течним азотом користи течни азот као извор хладноће, који не штети околини. У поређењу са традиционалним механичким хлађењем, може постићи нижу температуру и већу брзину хлађења. Технологија брзог замрзавања течним азотом има велику брзину замрзавања, кратко време, а храна је доброг квалитета, високе безбедности и без загађења.
Технологија брзог замрзавања течним азотом се широко користи у брзом замрзавању водених производа као што су шкампи, бели мамац, биолошки рак и морско ухо. Студије су показале да шкампи третирани технологијом брзог замрзавања течним азотом могу одржати високу свежину, боју и укус. Не само то, неке бактерије такође могу бити убијене или заустављене репродукције на ниској температури да би се постигла већа санитарна потреба.

Криопрезервација: Течни азот се може користити за криопрезервацију различитих биолошких узорака, као што су ћелије, ткива, серум, сперма, итд. Ови узорци се могу чувати дуго времена на ниској температури и по потреби вратити у првобитно стање. Криопрезервација течним азотом је уобичајена метода складиштења која се често користи у биомедицинским истраживањима, пољопривреди, сточарству и другим областима.
Ћелијска култура: Течни азот се такође може користити за ћелијску културу. Током ћелијске културе, течни азот се може користити за очување ћелија за накнадне експерименталне операције. Течни азот се такође може користити за замрзавање ћелија како би се очувала њихова одрживост и биолошка својства.
Складиштење ћелија: Ниска температура течног азота може одржати стабилност и интегритет ћелија, док истовремено спречава старење и смрт ћелија. Због тога се течни азот широко користи у складиштењу ћелија. Ћелије сачуване у течном азоту могу се брзо повратити када је потребно и користити за различите експерименталне манипулације.

Примена течног азота за храну је као сладолед од течног азота, кекси са течним азотом, замрзавање течним азотом и анестезија у медицини такође захтевају течни азот високе чистоће. Друге индустрије као што су хемијска индустрија, електроника, металургија итд. имају различите захтеве за чистоћом течног азота.