чому рідкий азот використовують для кріоконсервації?
1. Навіщо використовувати рідкий азот як холодоагент?
1. Оскільки температура орідкий азотсам по собі дуже низький, але його природа дуже м’яка, і рідкому азоту важко вступати в хімічні реакції, тому його часто використовують як холодоагент.
2.Рідкий азотвипаровується для поглинання тепла, зниження температури та може використовуватися як холодоагент.
3. Як правило, аміак використовується як холодоагент, а вода – як абсорбент.
4. Газоподібний аміак охолоджується конденсатором, щоб стати рідким аміаком, а потім рідкий аміак надходить у випарник для випаровування та в той же час поглинає тепло ззовні для досягнення мети охолодження, таким чином утворюючи безперервне дифузійно-абсорбційне охолодження цикл.
5. Азот можна використовувати як холодоагент у «кріогенних» умовах, тобто при температурі, близькій до абсолютного 0 градусів (-273,15 градусів Цельсія), і зазвичай використовується в лабораторіях для вивчення надпровідності.
6. У медицині рідкий азот зазвичай використовують як холодоагент для проведення операцій під кріоанестезією.
7. У сфері високих технологій для створення низькотемпературного середовища часто використовують рідкий азот. Наприклад, деякі надпровідні матеріали набувають надпровідних властивостей лише за низьких температур після обробки рідким азотом.
8. Температура під нормальним тиском рідкого азоту становить -196 градусів, що може бути використано як наднизькотемпературне джерело холоду. Низькотемпературне дроблення шин, зберігання генів у лікарнях тощо використовують рідкий азот як джерело холоду.
2. Як рідкий азот зберігає клітини?
Найбільш часто використовуваним методом кріоконсервації клітин є метод кріоконсервації рідким азотом, який в основному використовує метод повільного заморожування з відповідною кількістю захисного агента для заморожування клітин.
Примітка. Якщо клітини заморожувати безпосередньо без додавання будь-якого захисного засобу, вода всередині та поза клітинами швидко утворюватиме кристали льоду, що спричинить низку побічних реакцій. Наприклад, дегідратація клітин підвищує локальну концентрацію електроліту, змінює значення рН і денатурує деякі білки через вищезазначені причини, викликаючи розлад внутрішньої просторової структури клітини. Спричиняє пошкодження, набряк мітохондрій, втрату функції та порушення енергетичного обміну. Ліпопротеїновий комплекс на клітинній мембрані також легко руйнується, викликаючи зміни проникності клітинної мембрани та втрату клітинного вмісту. Якщо в клітинах утворюється більше кристалів льоду, коли температура замерзання знижується, об’єм кристалів льоду буде розширюватися, що призведе до незворотного пошкодження просторової конфігурації ядерної ДНК, що призведе до загибелі клітини.
Приховане та відчутне тепло, що поглинається їжею з рідким азотом у контакті з їжею, спричиняє її замерзання. Рідкий азот викидається з контейнера, раптово змінюється до нормальної температури і тиску і перетворюється з рідкого стану в газоподібний. Під час цього процесу зміни фази рідкий азот кипить і випаровується при -195,8 ℃, перетворюючись на газоподібний азот, а прихована теплота випаровування становить 199 кДж/кг; якщо -195,8 Коли температура піднімається до -20 °C під азотом при атмосферному тиску, він може поглинати 183,89 кДж/кг відчутного тепла (питома теплоємність розраховується як 1,05 кДж/(кг?К)), яке поглинається теплота випаровування та відчутне тепло, поглинене під час процесу зміни фази рідкого азоту. Теплота може досягати 383 кДж/кг.
У процесі заморожування їжі, оскільки велика кількість тепла забирається миттєво, температура їжі швидко охолоджується ззовні всередину для заморожування. Технологія швидкого заморожування рідким азотом використовує рідкий азот як джерело холоду, що не шкодить навколишньому середовищу. У порівнянні з традиційним механічним охолодженням, він може досягти нижчої температури та вищої швидкості охолодження. Технологія швидкого заморожування рідким азотом забезпечує високу швидкість заморожування, короткий час, а їжа має хорошу якість, високу безпеку та не забруднює навколишнє середовище.
Технологія швидкого заморожування рідким азотом широко використовується для швидкого заморожування водних продуктів, таких як креветки, біла наживка, біологічні краби та вушка. Дослідження показали, що креветки, оброблені технологією швидкого заморожування рідким азотом, можуть зберігати високу свіжість, колір і смак. Мало того, деякі бактерії також можуть бути знищені або зупинити розмноження при низькій температурі для досягнення вищих санітарних вимог.
Кріоконсервація: рідкий азот можна використовувати для кріоконсервації різних біологічних зразків, таких як клітини, тканини, сироватка крові, сперма тощо. Ці зразки можна зберігати протягом тривалого часу при низькій температурі та відновлювати їх вихідний стан, якщо це необхідно. Кріоконсервація рідким азотом є широко використовуваним методом зберігання, який часто використовують у біомедичних дослідженнях, сільському господарстві, тваринництві та інших галузях.
Культура клітин: рідкий азот також можна використовувати для культури клітин. Під час культивування клітин рідкий азот можна використовувати для збереження клітин для подальших експериментальних операцій. Рідкий азот також можна використовувати для заморожування клітин, щоб зберегти їх життєздатність і біологічні властивості.
Зберігання клітин: низька температура рідкого азоту може підтримувати стабільність і цілісність клітин, одночасно запобігаючи старінню та смерті клітин. Тому рідкий азот широко використовується в клітинних сховищах. Клітини, збережені в рідкому азоті, можна швидко відновити, коли це необхідно, і використовувати для різних експериментальних маніпуляцій.
Застосування харчового рідкого азоту подібне до морозива з рідким азотом, печива з рідким азотом, заморожування рідким азотом і анестезії в медицині також вимагає рідкого азоту високої чистоти. Інші галузі, такі як хімічна промисловість, електроніка, металургія тощо, мають інші вимоги до чистоти рідкого азоту.
