kwa nini nitrojeni kioevu hutumiwa katika cryopreservation?

2023-07-20

1. Kwa nini utumie nitrojeni kioevu kama jokofu?

1. Kwa sababu joto lanitrojeni kioevuyenyewe ni ya chini sana, lakini asili yake ni kali sana, na ni vigumu kwa nitrojeni ya kioevu kupata athari za kemikali, hivyo hutumiwa mara nyingi kama friji.
2.Nitrojeni ya kioevuhuyeyuka ili kunyonya joto, kupunguza halijoto, na inaweza kutumika kama jokofu.
3. Kwa ujumla, amonia hutumiwa kama jokofu na maji kama ajizi.
4. Gesi ya amonia hupozwa na condenser na kuwa amonia ya kioevu, na kisha amonia ya kioevu huingia kwenye evaporator ili kuyeyuka, na wakati huo huo inachukua joto kutoka nje ili kufikia lengo la friji, na hivyo kutengeneza friji ya kunyonya ya kuendelea. mzunguko.
5. Nitrojeni inaweza kutumika kama jokofu katika hali ya "cryogenic", yaani, karibu na digrii 0 kabisa (-273.15 digrii Selsiasi), na kwa ujumla hutumiwa katika maabara kuchunguza upitishaji wa juu zaidi.
6. Katika dawa, nitrojeni ya kioevu hutumiwa kwa kawaida kama jokofu kufanya shughuli chini ya anesthesia.
7. Katika uwanja wa teknolojia ya juu, nitrojeni ya kioevu hutumiwa mara nyingi kuunda mazingira ya chini ya joto. Kwa mfano, baadhi ya vifaa vya superconducting hupata tu mali ya superconducting kwa joto la chini baada ya kutibiwa na nitrojeni kioevu.
8. Joto chini ya shinikizo la kawaida la nitrojeni kioevu ni digrii -196, ambayo inaweza kutumika kama chanzo cha baridi cha chini kabisa. Kusagwa kwa joto la chini la matairi, hifadhi ya jeni hospitalini, n.k. zote hutumia nitrojeni kioevu kama chanzo baridi.

2. Nitrojeni kioevu huhifadhije seli?

Mbinu inayotumika zaidi kwa uhifadhi wa seli ni njia ya uhifadhi wa nitrojeni kioevu, ambayo hutumia mbinu ya kugandisha polepole yenye kiasi kinachofaa cha wakala wa kinga ili kugandisha seli.
Kumbuka: Ikiwa seli zimegandishwa moja kwa moja bila kuongeza wakala wowote wa kinga, maji ndani na nje ya seli yataunda fuwele za barafu haraka, ambayo itasababisha mfululizo wa athari mbaya. Kwa mfano, upungufu wa maji mwilini wa seli huongeza mkusanyiko wa elektroliti ndani, hubadilisha thamani ya pH, na hubadilisha protini kwa sababu za hapo juu, na kusababisha muundo wa nafasi ya ndani ya seli kuharibika. Husababisha uharibifu, uvimbe wa mitochondrial, kupoteza kazi, na usumbufu wa kimetaboliki ya nishati. Mchanganyiko wa lipoprotein kwenye membrane ya seli pia huharibiwa kwa urahisi, na kusababisha mabadiliko katika upenyezaji wa membrane ya seli na upotezaji wa yaliyomo ya seli. Ikiwa fuwele nyingi za barafu zitaundwa kwenye seli, joto la kuganda linapungua, ujazo wa fuwele za barafu utapanuka, na kusababisha uharibifu usioweza kurekebishwa kwa usanidi wa anga wa DNA ya nyuklia, na kusababisha kifo cha seli.

Joto lililofichwa na la busara linalofyonzwa na chakula kioevu cha nitrojeni katika kuwasiliana na chakula husababisha chakula kuganda. Nitrojeni kioevu hutolewa kutoka kwa chombo, ghafla hubadilika hadi joto la kawaida na shinikizo, na kubadilika kutoka hali ya kioevu hadi ya gesi. Wakati wa mchakato huu wa mabadiliko ya awamu, naitrojeni kioevu huchemka na kuyeyuka saa -195.8 ℃ na kuwa nitrojeni ya gesi, na joto lililofichika la uvukizi ni 199 kJ/kg; ikiwa -195.8 Joto linapopanda hadi -20 °C chini ya nitrojeni kwa shinikizo la angahewa, linaweza kunyonya 183.89 kJ/kg ya joto linaloeleweka (uwezo mahususi wa joto huhesabiwa kuwa 1.05 kJ/(kg?K)), ambayo humezwa na joto la mvuke na joto la busara linalofyonzwa wakati wa mchakato wa mabadiliko ya awamu ya nitrojeni kioevu. Joto linaweza kufikia 383 kJ/kg.
Katika mchakato wa kufungia chakula, kwa sababu kiasi kikubwa cha joto kinachukuliwa kwa papo hapo, joto la chakula hupozwa haraka kutoka nje hadi ndani ili kufungia. Teknolojia ya nitrojeni kioevu ya kuganda haraka hutumia nitrojeni kioevu kama chanzo baridi, ambacho hakina madhara kwa mazingira. Ikilinganishwa na friji ya jadi ya mitambo, inaweza kufikia joto la chini na kiwango cha juu cha baridi. Teknolojia ya kugandisha kwa haraka ya nitrojeni kioevu ina kasi ya kugandisha haraka, muda mfupi, na Chakula ni cha ubora mzuri, usalama wa juu na hakina uchafuzi wa mazingira.
Teknolojia ya kugandisha kwa haraka ya nitrojeni kioevu imetumika sana katika kuganda kwa haraka kwa bidhaa za majini kama vile kamba, nyati, kaa wa kibayolojia na abaloni. Uchunguzi umeonyesha kuwa shrimp iliyotibiwa na teknolojia ya kufungia haraka ya nitrojeni inaweza kudumisha hali ya juu, rangi na ladha. Si hivyo tu, baadhi ya bakteria wanaweza pia kuuawa au kuacha kuzaliana kwa joto la chini ili kufikia usafi wa mazingira wa juu Unaohitaji.

Uhifadhi wa Cryopreservation: Nitrojeni kioevu inaweza kutumika kwa ajili ya kuhifadhi sampuli mbalimbali za kibiolojia, kama vile seli, tishu, seramu, manii, nk. Sampuli hizi zinaweza kuhifadhiwa kwa muda mrefu kwenye joto la chini na kurejeshwa katika hali yao ya awali inapohitajika. Uhifadhi wa nitrojeni ya kioevu ni njia ya kawaida ya kuhifadhi, ambayo hutumiwa mara nyingi katika utafiti wa matibabu, kilimo, ufugaji wa wanyama na nyanja zingine.
Utamaduni wa seli: Nitrojeni kioevu pia inaweza kutumika kwa utamaduni wa seli. Wakati wa utamaduni wa seli, nitrojeni kioevu inaweza kutumika kuhifadhi seli kwa ajili ya shughuli za majaribio zinazofuata. Nitrojeni kioevu pia inaweza kutumika kugandisha seli ili kuhifadhi uwezo wao na sifa za kibayolojia.
Uhifadhi wa seli: Joto la chini la nitrojeni kioevu linaweza kudumisha uthabiti na uadilifu wa seli, huku ikizuia kuzeeka kwa seli na kifo. Kwa hiyo, nitrojeni kioevu hutumiwa sana katika hifadhi ya seli. Seli zilizohifadhiwa katika nitrojeni kioevu zinaweza kurejeshwa haraka inapohitajika na kutumika kwa upotoshaji mbalimbali wa majaribio.

Uwekaji wa nitrojeni kioevu cha kiwango cha chakula ni kama aiskrimu ya nitrojeni ya kioevu, biskuti za nitrojeni kioevu, kuganda kwa nitrojeni kioevu na anesthesia katika dawa pia huhitaji nitrojeni ya maji safi ya juu. Viwanda vingine kama vile tasnia ya kemikali, umeme, madini, n.k. vina mahitaji tofauti ya usafi wa nitrojeni kioevu.