畜牧研究實(shí)驗(yàn)常用胚胎冷凍儀的工作原理
瀏覽次數(shù):1567 發(fā)布日期:2023-2-20
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胚胎冷凍儀是畜牧研究實(shí)驗(yàn)室中常備的實(shí)驗(yàn)儀器。胚胎冷凍儀又稱為程控降溫儀、程序冷凍儀、程序控溫儀、胚胎降溫儀等,是實(shí)現(xiàn)生物樣本低溫凍存的關(guān)鍵設(shè)備。它是利用低溫能抑制生物體的生化活動(dòng)的特征,因?yàn)樯矬w內(nèi)的一切新陳代謝過程中的化學(xué)變化雖然大多數(shù)是因?yàn)榈鞍酌傅拇呋饔,而表現(xiàn)方式不同,但仍然遵循某些共同的物理和化學(xué)規(guī)律。比如許多酶促反應(yīng)速度、心搏速度、呼吸速度、神經(jīng)沖動(dòng)傳播速度和變質(zhì)反應(yīng)速度等,都體現(xiàn)了溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響。因此,動(dòng)物胚胎低溫保存原理就是依靠低溫降低胚胎或配子的變質(zhì)反應(yīng)速度。溫度越低,保存時(shí)間就越長(zhǎng)。目前,胚胎冷凍技術(shù)作為胚胎保存的重要手段,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于畜牧研究、醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室及科研單位,在家畜品種改良、魚類養(yǎng)殖、遺傳物質(zhì)儲(chǔ)放、培養(yǎng)組織保存以及其它生物化學(xué)研究方面發(fā)揮著重要的作用。
胚胎雖然可以在低溫下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保存,但如果操作不當(dāng),在胚胎或配合子的冷凍過程中也會(huì)造成許多低溫?fù)p傷。第一種損傷因素是溶液損傷,由于冷卻速率過慢,胞外溶液中水分大量結(jié)冰,溶液濃度提高,胞內(nèi)水分大量滲出,導(dǎo)致細(xì)胞的強(qiáng)烈收縮和細(xì)胞處于高濃度的溶液中時(shí)間過長(zhǎng),從而造成細(xì)胞損傷。第二種損傷因素是胞內(nèi)冰晶損傷,由于冷卻速率過快,胞內(nèi)水分來不及通過細(xì)胞膜向外滲出,胞內(nèi)溶液過冷而結(jié)冰,從而造成細(xì)胞損傷。相應(yīng)地,在解凍/復(fù)溫的過程中,如果復(fù)溫速率不當(dāng),即使胚胎在冷卻時(shí)沒有遭受致命的損傷,也會(huì)因?yàn)樵跍囟容^高區(qū)域的時(shí)間過長(zhǎng),即復(fù)溫過慢,引起胞內(nèi)再結(jié)晶而造成細(xì)胞或胚胎的致命損傷。此外,低溫保護(hù)劑的加入或去除不當(dāng),會(huì)引起明顯的滲透壓的變化;而且,細(xì)胞內(nèi)外的電解質(zhì)濃度改變也是影響胚胎低溫保存的關(guān)鍵因素。
胚胎冷凍儀正是基于以上生物特征,在超低溫(-196℃)狀態(tài)下將胚胎暫時(shí)貯存起來而不喪失活力。胚胎冷凍儀工作原理的關(guān)鍵就是液氮。液氮是一種惰性氣體,壓縮機(jī)加壓,是其性質(zhì)收到的壓力超過20PA。當(dāng)壓力大于20PA時(shí),液氮急速融合,化學(xué)性質(zhì)非常活動(dòng)。程序降溫儀有一個(gè)設(shè)置器(技術(shù)關(guān)鍵),可以把擠壓的壓力迅速排放到冷凝器,程序降溫儀的冷凝器迅速吸收冷量。這是的溫度驟降對(duì)機(jī)器的要求,材料的選配和控制器的要求都是極高的。
澳大利亞Cryologic程序降溫儀
樣品凍存過程中,降溫速率是影響細(xì)胞復(fù)蘇活性的關(guān)鍵因素:過快/過慢都會(huì)對(duì)細(xì)胞造成損傷以致影響復(fù)蘇活性。降溫速度過快時(shí),細(xì)胞內(nèi)的水迅速結(jié)晶,冰晶會(huì)對(duì)細(xì)胞造成內(nèi)部損傷;如果降溫速度過慢,細(xì)胞外的水先結(jié)冰,會(huì)在細(xì)胞內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓,會(huì)造成細(xì)胞脫水,降低細(xì)胞復(fù)蘇率。由廣州倍瑪特儀器設(shè)備有限公司代理的澳大利亞Cryologic胚胎冷凍儀采用微機(jī)控制技術(shù),專用軟件,能較準(zhǔn)確地控制液氮的施放量,從而保證被凍存的生物制品以適宜的冷凍速率降溫冷凍。其降溫過程是由微機(jī)按預(yù)先設(shè)定的程序執(zhí)行,可在不同溫度區(qū)間執(zhí)行不同的降溫速率,同時(shí)也支持自定義程序。
Cryologic胚胎冷凍儀具有操作使用簡(jiǎn)單,設(shè)置后幾乎不需要監(jiān)控?梢灾苯訙(zhǔn)確地測(cè)定生物樣品的相變點(diǎn), 用微機(jī)編制降溫程序,以便在樣品相變時(shí)加大液氮輸入量,克服相變樣品溫度的回升,使細(xì)胞安全而迅速地度過相變期,這是提高被凍樣品成活率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在進(jìn)行產(chǎn)品選擇時(shí),可根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景需要,定位要選擇的產(chǎn)品類型。Cryologicc胚胎冷凍儀產(chǎn)品有4種型號(hào)可供選擇,CL-8800i、CL-5500、CL-3300及CL-2200,CL-8800i可預(yù)先內(nèi)置16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)程序,通過軟件可進(jìn)行程序編寫,內(nèi)部含一個(gè)溫度記錄模塊,可對(duì)真實(shí)溫度變化進(jìn)行監(jiān)控,并準(zhǔn)確記錄到計(jì)算機(jī)里;CL-5500具有電池組盒電池充電裝置,非常適合野外工作或主電源不穩(wěn)定的地方,CL-3300僅在配合電腦和CGV5軟件的情況下才能使用,適用于教學(xué)和研究,而CL-2200i內(nèi)部芯片上預(yù)裝有8個(gè)不同的溫度控制程序,適合例行工作使用。
廣州倍瑪特儀器設(shè)備有限公司成立于2015年,專注于遺傳繁育領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室設(shè)備供應(yīng),產(chǎn)品涵蓋胚胎冷凍儀、便攜式培養(yǎng)箱、液氮罐、顯微鏡、恒溫臺(tái)等遺傳繁育實(shí)驗(yàn)室所需的各類設(shè)備,服務(wù)客戶覆蓋全國(guó)大多數(shù)畜牧研究機(jī)構(gòu),如新疆農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所、中科院發(fā)育所、青海省畜牧獸醫(yī)研究所、山東農(nóng)科院生物中心等等。
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