Замораживание эмбриональных образцов требует высокой температурной стабильности, асептической среды, безопасности образцов, традиционных резервуаров жидкого азота жидкой фазы из - за прямого погружения образца в жидкий азот, подверженных перекрестному загрязнению, неравномерной температуре, большому риску эксплуатации доступа и другим проблемам, может привести к снижению активности эмбриона или даже потере активности. Газовая цистерна с жидким азотом с конструкцией « косвенной криогенной проводимости» может эффективно избежать этих болевых точек и стать предпочтительным оборудованием для замораживания эмбрионов. Эта статья сочетает в себе технические потребности замораживания эмбрионов, расчесывает основные адаптационные преимущества резервуаров с жидким азотом в газовой фазе, предоставляет критерии отбора и практические рекомендации по моделям, а также включает в себя использование точек обслуживания, чтобы обеспечить надежную ссылку на лаборатории репродуктивной медицины, агентства по разведению животных и другие сценарии.

Основные болевые точки в традиционных резервуарах с жидким азотом при замораживании эмбрионов

Эмбрионы, как высокочувствительные биологические образцы, сильно реагируют на незначительные изменения в среде хранения, а дефекты конструкции традиционных жидких азотных резервуаров подвержены множественным рискам:

(i) Высокий риск перекрестного загрязнения

трубка для хранения эмбрионов в жидкой фазе непосредственно пропитана жидким азотом, и если одна трубка для хранения повреждена, содержимое образца просачивается в жидкий азот и загрязняет другие трубки для хранения; В то же время жидкий азот в течение длительного времени использует предрасположенные к размножению бактерии, грибы (например, микопласты), а также может вводить внешние загрязнители при регулярной замене жидкого азота. В репродуктивной лаборатории загрязнение жидким азотом в резервуаре жидкой фазы привело к заражению 12 образцов эмбрионов микоплазмом, что напрямую повлияло на прогресс вспомогательного репродуктивного цикла.

(ii) Широкий диапазон колебаний температуры

Жидкий азот в резервуаре с жидкой фазой имеет « конвективный эффект», вблизи зоны устья резервуара из - за контакта с воздухом температура легко поднимается ниже - 180°C, а температура на дне резервуара около - 196°C, разница температур может достигать более 15°C. Замораживание эмбриона должно быть стабильным от - 190°C до - 196°C, колебания температуры разрушают кристаллическую структуру эмбриональных клеток и снижают выживаемость после размораживания.

(3) Большой риск эксплуатации доступа

Когда цистерна с жидкой фазой берет эмбрион, стеллаж для хранения должен быть предложен жидкий азот, образец подвергается воздействию среды комнатной температуры в течение более длительного времени (обычно 3 - 5 минут), быстрое восстановление температуры может легко вызвать « повторное повреждение»; В то же время операторы должны иметь прямой контакт с низкотемпературным жидким азотом, существует риск обморожения.

Основные преимущества газовых резервуаров с жидким азотом, подходящих для замораживания эмбрионов

Газовый резервуар жидкого азота через конструкцию « жидкий азот хранится внизу, верхняя часть резервуара образует криогенную газовую фазу», точно соответствует потребностям замораживания эмбриона, преимущества сосредоточены в трех аспектах:

(i) Нулевой прямой контакт, устранение перекрестного загрязнения

Эмбриональные стойки для хранения расположены в газовой фазе резервуара и не вступают в прямой контакт с жидким азотом, даже если трубка для хранения повреждена, содержимое не просачивается в жидкий азот; В то же время высококачественный резервуар с газовой фазой оснащен высокоэффективным воздушным фильтром HEPA (точность фильтрации 0,3 мкм), который может фильтровать внешние примеси при добавлении жидкого азота или открывании и извлечении, а цикл замены жидкого азота в резервуаре увеличивается до 3 - 6 месяцев, что значительно снижает вероятность загрязнения.

(2) Температура равномерная, диапазон колебаний небольшой

Газовый резервуар обеспечивает равномерное распределение температуры путем « испарения жидкого азота на дне для формирования стабильного слоя газовой фазы», разность температур в разных районах резервуара составляет более 3°C, может поддерживаться в течение длительного времени - от 192°C до 196°C в стабильной среде, в соответствии с требованиями точности температуры замораживания эмбриона (±2°C). Экспериментальные данные показали, что выживаемость эмбрионов, хранящихся в резервуарах с газовой фазой, после размораживания на 12 - 15% выше, чем в резервуарах с жидкой фазой.

(3) Удобный доступ, снижение эксплуатационных рисков

Стеллаж для хранения в резервуаре с газовой фазой хорошо приспособлен к работе человека, при взятии образца не нужно выводить корпус из резервуара, время воздействия комнатной температуры может быть сокращено до 30 секунд, чтобы уменьшить повреждение от повторной температуры; Некоторые модели оснащены конструкцией « стратифицированного ящикового хранилища», которая позволяет с точностью локализовать один эмбрион, избегая колебаний температуры, вызванных многократным опрокидыванием стеллажей.

Основные элементы отбора резервуаров с жидким азотом из газовой фазы для замораживания эмбрионов

Выбор должен быть тесно связан с « безопасностью, стабильностью, удобством», фокусируясь на следующих параметрах:

(i) Температурные свойства: предпочтение отдается модели с хорошей однородностью при низких температурах

Диапазон измерений должен быть покрыт - от 200 ° C до 50 ° C, рабочая температура стабильна - от - 190 ° C до - 196 ° C, погрешность однородности температуры ± 2 ° C; Оснащен двухканальным платиновым резисторным датчиком температуры (соответственно, мониторинг зоны газовой фазы и зоны жидкого азота), обратная связь с температурой в резервуаре в режиме реального времени, чтобы избежать отказа мониторинга, вызванного одноточечным отказом.

(ii) Объем памяти: соответствует частоте использования по количеству выборки

Небольшие и средние лаборатории (5 - 20 эмбрионов в день замораживания) могут выбрать емкость 100 - 300 л, например, модель 300Л может вместить 10 стандартных стеллажей для хранения эмбрионов (около 50 образцов на каждый); Крупный репродуктивный центр или библиотека образцов имеют дополнительную емкость 500 - 800 л, которая поддерживает иерархическое хранение разделов и облегчает управление сортировкой образцов. Обратите внимание: емкость хранения должна зарезервировать 20% избыточности, чтобы избежать частых открытий, влияющих на стабильность температуры.

(3) уплотнение и изоляция: двухступенчатая вакуумная изоляция является ключевым

Использовать структуру "внутренний желчный пузырь + наружный желчный пузырь двухступенчатой вакуумной адиабаты", суточная скорость испарения 1,5% (модель 300L), уменьшить частоту пополнения жидким азотом; Для уплотнения дверей требуется силиконовое резиновое уплотнительное кольцо (устойчивое к низкой температуре - от 60°C до 200°C), скорость подъема температуры после открытия составляет 5°C / час, чтобы гарантировать, что короткая работа не влияет на внутреннюю среду.

(4) Дизайн безопасности: множественная защита от рисков

Требуется раннее предупреждение об уровне жидкости (тревога, когда количество жидкого азота ниже 1 / 3 от общей емкости), сигнализация о перегреве (срабатывание при температуре выше - 185 °C), предохранительный клапан давления (автоматический сброс давления при давлении в резервуаре выше 0,15 МПа); Некоторые модели поддерживают дистанционный мониторинг (4G или Wi - Fi), который может в режиме реального времени толкать данные о температуре и уровне жидкости в мобильное приложение, чтобы облегчить управление рисками без пунктуальности.

Рекомендуемые типы резервуаров с жидким азотом из газовой фазы высокой совместимости

(i) Малые и средние лаборатории Предпочтительно: резервуары для жидкого азота в газовой фазе YDD - 300

Емкость 300L, рабочая температура - от 190°C до 196°C, однородность температуры ±1,5 °C, ежедневная скорость испарения 1,2%, оснащенная двойным датчиком мониторинга температуры и дисплеем LCD в режиме реального времени; В резервуаре может быть размещено 12 стандартных стеллажей для хранения эмбрионов (около 600 образцов), которые имеют многослойную конструкцию ящика и удобный доступ; Поддерживает USB - экспорт данных (хранение температурных записей в течение 1 года), репродуктивную лабораторию, подходящую для ежедневной заморозки 10 - 15 эмбрионов с выдающимся соотношением цены и качества.

ii) Адаптация к большому хранилищу образцов: резервуар для жидкого азота в газовой фазе HXC - 800 в Хайле

Емкость 800 л, двухступенчатая вакуумная изоляция, суточная скорость испарения 1,0%, цикл пополнения жидким азотом до 6 месяцев; С системой фильтрации воздуха HEPA и функцией ультрафиолетовой стерилизации (автоматическая стерилизация в течение 10 минут после каждого открытия), более строгий контроль загрязнения; Поддерживает мультицистерный мониторинг (с доступом к лабораторной системе LIMS), подходит для крупных репродуктивных центров или баз размножения животных с объемом хранения более 2000 эмбрионов, как стабильности, так и безопасности.

(iii) Портативный транспортный сценарий: мини - газовый резервуар Australian Komma DW - 40W100

Емкость 100 л, вес 35 кг (с жидким азотом), оснащен карданного колеса для легкого перемещения, подходит для короткой перевалки эмбрионов (например, межлабораторная передача образцов); Рабочая температура - от 188°C до 196°C, суточная скорость испарения 2,0%, продолжительность полета до 7 дней; Дверь резервуара с магнитным всасывающим уплотнением, простая в эксплуатации, подходит для небольшого количества образцов, требуется частое перемещение небольшой исследовательской группы.

Правила использования и обслуживания резервуаров с жидким азотом из газовой фазы для замораживания эмбрионов

(i) Перед использованием: полное предварительное охлаждение важно

Перед использованием необходимо промыть резервуар сухим азотом (для удаления влаги, предотвращения обледенения), затем ввести жидкий азот в общую емкость 2 / 3, статически 24 часа предварительного охлаждения, пока температура не стабилизируется ниже - 190°C, а затем поместить в образец эмбриона; Образец должен быть помещен в стерильную трубку для хранения полипропилена, с четкой маркировкой, чтобы избежать путаницы.

(2) Повседневные операции: Сократить время открытия двери, стандартизировать доступ

Время однократного открытия 2 минуты, быстрое позиционирование при выборке, чтобы избежать повторного опрокидывания стеллажа; Проверьте уровень жидкого азота 1 раз в неделю, при пополнении необходимо использовать специальный криогенный шланг (чтобы избежать смешивания примесей) со скоростью впрыска 5 л / мин, чтобы предотвратить разбрызгивание жидкого азота.

(3) Периодическое обслуживание: обеспечение эксплуатационных характеристик оборудования

Ежемесячно чистить герметичное кольцо двери резервуара (протирать 75% спиртом, чтобы избежать размножения плесени); Каждые 3 месяца калибровать датчик температуры (для сравнения со стандартным криогенным желобом требуется коррекция, если ошибка превышает ±0,5 °C); Ежегодно проверяйте вакуумные адиабатические свойства (если ежедневная скорость испарения увеличивается более чем на 30%, необходимо связаться с производителем обслуживания), чтобы обеспечить долгосрочную стабильную работу оборудования.

Ядром замораживания эмбрионов является « поддержание клеточной активности и асептической среды», резервуары с жидким азотом из газовой фазы через равномерную температуру, защиту от загрязнения, легкую в эксплуатации конструкцию для решения болевых точек традиционных резервуаров с жидким азотом. При выборе необходимо сочетать количество образцов, использование емкости и функции соответствия сцены, строгое соблюдение эксплуатационных норм в повседневном использовании, чтобы максимизировать безопасность эмбриона. Будь то исследования в области репродуктивной медицины или сохранение генетических ресурсов животных, высокоадаптивные резервуары с жидким азотом из газовой фазы могут стать надежной гарантией замораживания эмбрионов и способствовать эффективной работе.