క్రియోప్రెజర్వేషన్‌లో ద్రవ నత్రజనిని ఎందుకు ఉపయోగిస్తారు?

2023-07-20

1. ద్రవ నత్రజనిని శీతలకరణిగా ఎందుకు ఉపయోగించాలి?

1. ఎందుకంటే ఉష్ణోగ్రతద్రవ నత్రజనిస్వయంగా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ దాని స్వభావం చాలా తేలికపాటిది, మరియు ద్రవ నత్రజని రసాయన ప్రతిచర్యలకు లోనవడం కష్టం, కాబట్టి దీనిని తరచుగా శీతలకరణిగా ఉపయోగిస్తారు.
2.ద్రవ నత్రజనివేడిని గ్రహించడానికి ఆవిరి చేస్తుంది, ఉష్ణోగ్రతను తగ్గిస్తుంది మరియు శీతలకరణిగా ఉపయోగించవచ్చు.
3. సాధారణంగా, అమ్మోనియాను శీతలకరణిగా మరియు నీటిని శోషకంగా ఉపయోగిస్తారు.
4. అమ్మోనియా వాయువు ద్రవ అమ్మోనియాగా మారడానికి కండెన్సర్ ద్వారా చల్లబడుతుంది, ఆపై ద్రవ అమ్మోనియా ఆవిరి కారకంలోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు అదే సమయంలో శీతలీకరణ యొక్క ప్రయోజనాన్ని సాధించడానికి బయటి నుండి వేడిని గ్రహిస్తుంది, తద్వారా నిరంతర వ్యాప్తి శోషణ శీతలీకరణ ఏర్పడుతుంది. చక్రం.
5. నైట్రోజన్‌ను "క్రయోజెనిక్" పరిస్థితులలో రిఫ్రిజెరాంట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు, అంటే సంపూర్ణ 0 డిగ్రీల (-273.15 డిగ్రీల సెల్సియస్)కి దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు సూపర్ కండక్టివిటీని అధ్యయనం చేయడానికి సాధారణంగా ప్రయోగశాలలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
6. ఔషధం లో, ద్రవ నైట్రోజన్ సాధారణంగా క్రయోఅనెస్థీషియా కింద ఆపరేషన్లు చేయడానికి రిఫ్రిజెరాంట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.
7. హై-టెక్ రంగంలో, ద్రవ నత్రజని తరచుగా తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత వాతావరణాన్ని సృష్టించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, కొన్ని సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థాలు ద్రవ నత్రజనితో చికిత్స చేసిన తర్వాత తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సూపర్ కండక్టింగ్ లక్షణాలను మాత్రమే పొందుతాయి.
8. ద్రవ నత్రజని యొక్క సాధారణ పీడనం కింద ఉష్ణోగ్రత -196 డిగ్రీలు, ఇది అల్ట్రా-తక్కువ ఉష్ణోగ్రత చల్లని మూలంగా ఉపయోగించవచ్చు. తక్కువ-ఉష్ణోగ్రతతో టైర్లను అణిచివేయడం, ఆసుపత్రులలో జన్యు నిల్వలు మొదలైనవన్నీ ద్రవ నైట్రోజన్‌ను చల్లని మూలంగా ఉపయోగిస్తాయి.

2. ద్రవ నత్రజని కణాలను ఎలా సంరక్షిస్తుంది?

సెల్ క్రియోప్రెజర్వేషన్ కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే సాంకేతికత ద్రవ నైట్రోజన్ క్రియోప్రెజర్వేషన్ పద్ధతి, ఇది ప్రధానంగా కణాలను స్తంభింపజేయడానికి తగిన మొత్తంలో రక్షిత ఏజెంట్‌తో నెమ్మదిగా గడ్డకట్టే పద్ధతిని అవలంబిస్తుంది.
గమనిక: కణాలు ఎటువంటి రక్షిత ఏజెంట్‌ను జోడించకుండా నేరుగా స్తంభింపజేస్తే, కణాల లోపల మరియు వెలుపల ఉన్న నీరు త్వరగా మంచు స్ఫటికాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది ప్రతికూల ప్రతిచర్యల శ్రేణిని కలిగిస్తుంది. ఉదాహరణకు, కణాల నిర్జలీకరణం స్థానిక ఎలక్ట్రోలైట్ గాఢతను పెంచుతుంది, pH విలువను మారుస్తుంది మరియు పై కారణాల వల్ల కొన్ని ప్రొటీన్‌లను డీనేచర్ చేస్తుంది, దీని వలన సెల్ యొక్క అంతర్గత స్థలం నిర్మాణం అస్తవ్యస్తమవుతుంది. నష్టం, మైటోకాన్డ్రియల్ వాపు, పనితీరు కోల్పోవడం మరియు శక్తి జీవక్రియ యొక్క భంగం కలిగిస్తుంది. కణ త్వచంపై ఉన్న లిపోప్రొటీన్ కాంప్లెక్స్ కూడా సులభంగా నాశనం చేయబడుతుంది, దీని వలన కణ త్వచం యొక్క పారగమ్యతలో మార్పులు మరియు కణ విషయాలను కోల్పోతాయి. కణాలలో ఎక్కువ మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడితే, ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, మంచు స్ఫటికాల పరిమాణం విస్తరిస్తుంది, ఫలితంగా న్యూక్లియర్ DNA యొక్క ప్రాదేశిక ఆకృతీకరణకు కోలుకోలేని నష్టం ఏర్పడుతుంది, ఫలితంగా కణ మరణానికి దారితీస్తుంది.

ఆహారంతో సంబంధం ఉన్న ద్రవ నైట్రోజన్ ఆహారం ద్వారా గ్రహించిన గుప్త మరియు సున్నితమైన వేడి ఆహారాన్ని స్తంభింపజేస్తుంది. ద్రవ నైట్రోజన్ కంటైనర్ నుండి బయటకు వస్తుంది, అకస్మాత్తుగా సాధారణ ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనానికి మారుతుంది మరియు ద్రవం నుండి వాయు స్థితికి మారుతుంది. ఈ దశ మార్పు ప్రక్రియలో, ద్రవ నత్రజని -195.8 ℃ వద్ద ఉడకబెట్టి ఆవిరైపోయి వాయు నైట్రోజన్‌గా మారుతుంది మరియు బాష్పీభవనం యొక్క గుప్త వేడి 199 kJ/kg; అయితే -195.8 వాతావరణ పీడనం వద్ద నత్రజని క్రింద ఉష్ణోగ్రత -20 °Cకి పెరిగినప్పుడు, అది 183.89 kJ/kg వివేకవంతమైన వేడిని గ్రహించగలదు (నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యం 1.05 kJ/(kg?K)గా లెక్కించబడుతుంది), ఇది గ్రహించబడుతుంది ద్రవ నత్రజని దశ మార్పు ప్రక్రియలో శోషించబడిన బాష్పీభవన మరియు సున్నితమైన వేడి యొక్క వేడి. వేడి 383 kJ/kgకి చేరుకుంటుంది.
ఆహారాన్ని గడ్డకట్టే ప్రక్రియలో, పెద్ద మొత్తంలో వేడిని తక్షణం తీసివేయడం వలన, ఆహారం యొక్క ఉష్ణోగ్రత గడ్డకట్టడానికి బయటి నుండి లోపలికి వేగంగా చల్లబడుతుంది. లిక్విడ్ నైట్రోజన్ శీఘ్ర-గడ్డకట్టే సాంకేతికత ద్రవ నత్రజనిని చల్లని మూలంగా ఉపయోగిస్తుంది, ఇది పర్యావరణానికి ఎటువంటి హాని కలిగించదు. సాంప్రదాయిక యాంత్రిక శీతలీకరణతో పోలిస్తే, ఇది తక్కువ ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక శీతలీకరణ రేటును సాధించగలదు. లిక్విడ్ నైట్రోజన్ శీఘ్ర-గడ్డకట్టే సాంకేతికత వేగవంతమైన ఘనీభవన వేగం, తక్కువ సమయం మరియు ఆహారం మంచి నాణ్యత, అధిక భద్రత మరియు కాలుష్య రహితంగా ఉంటుంది.
రొయ్యలు, వైట్‌బైట్, బయోలాజికల్ క్రాబ్ మరియు అబాలోన్ వంటి జల ఉత్పత్తులను శీఘ్రంగా గడ్డకట్టడంలో లిక్విడ్ నైట్రోజన్ క్విక్-ఫ్రీజింగ్ టెక్నాలజీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. లిక్విడ్ నైట్రోజన్ శీఘ్ర-గడ్డకట్టే సాంకేతికతతో చికిత్స చేయబడిన రొయ్యలు అధిక తాజాదనం, రంగు మరియు రుచిని నిర్వహించగలవని అధ్యయనాలు సూచిస్తున్నాయి. అంతే కాదు, అధిక పారిశుధ్యాన్ని సాధించడానికి కొన్ని బ్యాక్టీరియా కూడా చంపబడవచ్చు లేదా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద పునరుత్పత్తిని ఆపివేయవచ్చు.

క్రియోప్రెజర్వేషన్: లిక్విడ్ నైట్రోజన్‌ను కణాలు, కణజాలాలు, సీరం, స్పెర్మ్ మొదలైన వివిధ జీవ నమూనాల క్రియోప్రెజర్వేషన్ కోసం ఉపయోగించవచ్చు. ఈ నమూనాలను తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద చాలా కాలం పాటు భద్రపరచవచ్చు మరియు అవసరమైనప్పుడు వాటి అసలు స్థితికి పునరుద్ధరించవచ్చు. లిక్విడ్ నైట్రోజన్ క్రయోప్రెజర్వేషన్ అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే నిల్వ పద్ధతి, ఇది తరచుగా బయోమెడికల్ పరిశోధన, వ్యవసాయం, పశుపోషణ మరియు ఇతర రంగాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
కణ సంస్కృతి: ద్రవ నత్రజనిని కణ సంస్కృతికి కూడా ఉపయోగించవచ్చు. కణ సంస్కృతి సమయంలో, తదుపరి ప్రయోగాత్మక కార్యకలాపాల కోసం కణాలను సంరక్షించడానికి ద్రవ నత్రజనిని ఉపయోగించవచ్చు. ద్రవ నత్రజని కణాలను వాటి సాధ్యత మరియు జీవ లక్షణాలను సంరక్షించడానికి కూడా స్తంభింపజేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.
కణ నిల్వ: ద్రవ నత్రజని యొక్క తక్కువ ఉష్ణోగ్రత కణాల స్థిరత్వం మరియు సమగ్రతను కాపాడుతుంది, అదే సమయంలో కణాల వృద్ధాప్యం మరియు మరణాన్ని నివారిస్తుంది. అందువల్ల, ద్రవ నత్రజని సెల్ నిల్వలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ద్రవ నత్రజనిలో భద్రపరచబడిన కణాలు అవసరమైనప్పుడు త్వరగా పునరుద్ధరించబడతాయి మరియు వివిధ ప్రయోగాత్మక అవకతవకలకు ఉపయోగించబడతాయి.

ఆహార-గ్రేడ్ లిక్విడ్ నైట్రోజన్ యొక్క అప్లికేషన్ లిక్విడ్ నైట్రోజన్ ఐస్ క్రీం, లిక్విడ్ నైట్రోజన్ బిస్కెట్లు, లిక్విడ్ నైట్రోజన్ ఫ్రీజింగ్ మరియు ఔషధాలలో అనస్థీషియా వంటి వాటికి కూడా అధిక స్వచ్ఛత ద్రవ నైట్రోజన్ అవసరం. రసాయన పరిశ్రమ, ఎలక్ట్రానిక్స్, మెటలర్జీ మొదలైన ఇతర పరిశ్రమలు ద్రవ నత్రజని యొక్క స్వచ్ఛత కోసం వేర్వేరు అవసరాలను కలిగి ఉంటాయి.