Криоконсервация широко используется, особенно в медицинской и фармацевтической промышленности. В этом передовом методе используются, в частности, криогенные жидкие газы для охлаждения клеточного материала и лекарств.
Но что такое криоконсервация? Каковы наиболее распространенные методы и области применения этой техники, и как Demaco помогает своим клиентам сделать проекты криоконсервации безупречными и безопасными? Мы ответим на все эти и другие вопросы в этой статье.
Что такое криоконсервация?
Криоконсервация является широко используемым методом в криогенной промышленности, при котором биологический материал или химические элементы сохраняются с помощью криогенного охлаждения. В большинстве случаев в качестве хладагента используется жидкий азот (-196 °C), хотя это зависит от объема проекта.
Криоконсервирование может охладить огромное количество веществ. Примеры включают в себя кровяные клетки, стволовые клетки, яйцеклетки, эмбрионы, зародышевую плазму растений и некоторые лекарственные формы. Часто охлаждение происходит в биобанке, также известном как криокабинет, который специально разработан для криоконсервации в больнице или лаборатории.
Криоконсервирование имеет определенные преимущества перед «нормальным» замораживанием. Когда продукт замораживается в стандартном морозильнике, как у большинства людей дома, замораживание является относительно нерегулируемым процессом, который часто приводит к образованию кристаллов. Эти кристаллы повреждают ячейки продукта; после размораживания продукт уже не имеет той же формы и состояния, что и раньше. С пищей это не обязательно должно быть проблемой, но с биологическим материалом или лекарствами изменения в продукте могут вызвать серьезные проблемы.
Несколько методов, используемых при криоконсервировании, направленных на наилучшую защиту клеток, — это тщательный контроль процесса замораживания (замораживание с контролируемой скоростью) и добавление молекул (криопротекторов) в клетки. Последний метод в основном используется для сохранения биологического материала с целью минимизации обезвоживания и предотвращения образования внутриклеточных кристаллов льда.
Какие агенты добавляются, зависит от охлаждаемого материала. Например, глицерин используется для безопасного замораживания эритроцитов, а DMSO — для большинства других клеток и тканей. В методах сухого замораживания широко используется трегалоза. Этот агент преимущественно эффективен для предотвращения обезвоживания.
Методы криоконсервации
Как уже кратко объяснялось ранее, существует несколько методов криоконсервации. Какой из методов работает лучше всего, зависит от цели охлаждения и продукта, который охлаждается.
Некоторые известные методы включают в себя:
Контролируемое замораживание:
Во время контролируемого замораживания закрытый сосуд Дьюара доводится до чрезвычайно низких температур с использованием жидкого азота. Тщательный контроль процесса охлаждения позволяет избежать порчи ячеек и других материалов. Особенно в фармацевтической и медицинской области, этот метод популярен для охлаждения тканей и лекарств.
Нулевое незамерзающее хранилище: На низкотемпературных незамерзающих складах используются температуры ниже нуля для сохранения материалов в оптимальном качестве без риска замерзания, которое может привести к ухудшению качества. Это означает температуру ниже 0 °C, при которой материал еще не замерзает. В частности, исследовательский сектор регулярно использует этот метод для экспериментов по охлаждению органов и, например, стволовых клеток.
Криоконсервация с использованием сухого льда: Использование сухого льда распространено, среди прочего, для безопасного хранения и транспортировки вакцин. Сухой лед представляет собой двуокись углерода в твердом виде, с температурой -78 °C. Помимо вакцинации, сперма и стволовые клетки также регулярно хранятся и транспортируются с использованием сухого льда.
Криоконсервация и безопасная работа
Криоконсервация — рискованный процесс. При работе с экстремально низкими температурами возникают различные риски для здоровья и потери ценных материалов. Рассмотрим:
- Повреждение кожи при контакте с жидким азотом или сухим льдом.
- Потеря качества жидкого азота из-за плохой изоляции криогенной инфраструктуры.
- Формирование мокрых пятен на криогенных трубопроводах, когда их части плохо изолированы. Мокрые пятна притягивают бактерии, которые могут быть особенно опасными в больницах и лабораториях.
Безопасность — неотъемлемая часть криоконсервации. Работа с криогенным газом или сухим льдом всегда идет рука об руку с соответствующей защитной одеждой и ни много ни мало, как с высококачественными криогенными системами. В конце концов, чем лучше оборудование, тем меньше вероятность несчастных случаев или отходов.
Продукты Demaco для криоконсервации
Для безопасного и эффективного выполнения проектов криоконсервации Demaco предлагает следующие продукты:
Трубопровод с вакуумной изоляцией
В большинстве случаев криоконсервирование осуществляется в криогенных Дьюарах, подключенных к трубопроводной системе с вакуумной изоляцией. Как правило, вне больницы или фармацевтической лаборатории размещается резервуар (поставляемый поставщиком газа) с жидким азотом. Трансферная линия проходит в здание по направлению к биобанку. Эта труба имеет определенное количество точек соединения, обычно с гибкой секцией на конце трубы, что облегчает подсоединение трубы к криогенному сосуду Дьюара.
Demaco поставляет высококачественные жесткие и гибкие линии передачи, оснащенные вакуумной изоляцией, усиленной слоем стеклянной бумаги и алюминиевой фольги. Эта комбинация гарантирует, что жидкий азот остается жидким даже при криогенных температурах, обеспечивая тем самым безопасность и предотвращая дефицит, возникающий в результате газообразования.
Манометр для обнаружения кислорода
Повышение качества продукции
И последнее замечание: может оказаться полезным добавление продуктов, повышающих качество, в криогенную инфраструктуру. Фазовый сепаратор обеспечивает поступление жидкого азота на выходе в хорошем качестве при правильном давлении. В то же время, Дьюары сохраняют свою температуру в максимально возможной степени, когда они пополняются. Дегазатор может также использоваться для сброса любого газового образования, но не может регулировать давление, как фазовый сепаратор.
Аксессуары
В отрасли криоконсервации трубопроводы для перекачки жидкого азота являются наиболее востребованным продуктом Demaco. Каждый год мы поставляем криогенные трубы в десятки биобанков в Европе. В тесном сотрудничестве с нашими клиентами Demaco также производит трубопроводы и продукцию для других форм криоконсервации. Например, криогенные системы для подачи и хранения сухого льда и системы, предназначенные для хранения без замерзания.
В компании Demaco мы всегда рады встретиться с нашими клиентами, чтобы найти решение, которое соответствует спецификациям вашего проекта.
Хочешь узнать больше?
Если у Вас возникли вопросы по криоконсервации и криогенному оборудованию, продукции и услугам Demaco; не стесняйтесь обращаться к нам или просматривать наш сайт, чтобы ознакомиться с нашей продукцией и проектами.
