畜牧研究實驗常用胚胎冷凍儀的工作原理
瀏覽次數(shù):1540 發(fā)布日期:2023-2-20
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胚胎冷凍儀是畜牧研究實驗室中常備的實驗儀器。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,是實現(xiàn)生物樣本低溫凍存的關鍵設備。它是利用低溫能抑制生物體的生化活動的特征,因為生物體內(nèi)的一切新陳代謝過程中的化學變化雖然大多數(shù)是因為蛋白酶的催化作用,而表現(xiàn)方式不同,但仍然遵循某些共同的物理和化學規(guī)律。比如許多酶促反應速度、心搏速度、呼吸速度、神經(jīng)沖動傳播速度和變質(zhì)反應速度等,都體現(xiàn)了溫度對化學反應速度的影響。因此,動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)反應速度。溫度越低,保存時間就越長。目前,胚胎冷凍技術(shù)作為胚胎保存的重要手段,現(xiàn)已廣泛應用于畜牧研究、醫(yī)院實驗室及科研單位,在家畜品種改良、魚類養(yǎng)殖、遺傳物質(zhì)儲放、培養(yǎng)組織保存以及其它生物化學研究方面發(fā)揮著重要的作用。
胚胎雖然可以在低溫下實現(xiàn)長期保存,但如果操作不當,在胚胎或配合子的冷凍過程中也會造成許多低溫損傷。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,導致細胞的強烈收縮和細胞處于高濃度的溶液中時間過長,從而造成細胞損傷。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)水分來不及通過細胞膜向外滲出,胞內(nèi)溶液過冷而結(jié)冰,從而造成細胞損傷。相應地,在解凍/復溫的過程中,如果復溫速率不當,即使胚胎在冷卻時沒有遭受致命的損傷,也會因為在溫度較高區(qū)域的時間過長,即復溫過慢,引起胞內(nèi)再結(jié)晶而造成細胞或胚胎的致命損傷。此外,低溫保護劑的加入或去除不當,會引起明顯的滲透壓的變化;而且,細胞內(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)下將胚胎暫時貯存起來而不喪失活力。胚胎冷凍儀工作原理的關鍵就是液氮。液氮是一種惰性氣體,壓縮機加壓,是其性質(zhì)收到的壓力超過20PA。當壓力大于20PA時,液氮急速融合,化學性質(zhì)非常活動。程序降溫儀有一個設置器(技術(shù)關鍵),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。這是的溫度驟降對機器的要求,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,降溫速率是影響細胞復蘇活性的關鍵因素:過快/過慢都會對細胞造成損傷以致影響復蘇活性。降溫速度過快時,細胞內(nèi)的水迅速結(jié)晶,冰晶會對細胞造成內(nèi)部損傷;如果降溫速度過慢,細胞外的水先結(jié)冰,會在細胞內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓,會造成細胞脫水,降低細胞復蘇率。由廣州倍瑪特儀器設備有限公司代理的澳大利亞Cryologic胚胎冷凍儀采用微機控制技術(shù),專用軟件,能較準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按預先設定的程序執(zhí)行,可在不同溫度區(qū)間執(zhí)行不同的降溫速率,同時也支持自定義程序。
Cryologic胚胎冷凍儀具有操作使用簡單,設置后幾乎不需要監(jiān)控?梢灾苯訙蚀_地測定生物樣品的相變點, 用微機編制降溫程序,以便在樣品相變時加大液氮輸入量,克服相變樣品溫度的回升,使細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鍵環(huán)節(jié)。
在進行產(chǎn)品選擇時,可根據(jù)具體應用場景需要,定位要選擇的產(chǎn)品類型。Cryologicc胚胎冷凍儀產(chǎn)品有4種型號可供選擇,CL-8800i、CL-5500、CL-3300及CL-2200,CL-8800i可預先內(nèi)置16個標準程序,通過軟件可進行程序編寫,內(nèi)部含一個溫度記錄模塊,可對真實溫度變化進行監(jiān)控,并準確記錄到計算機里;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,適用于教學和研究,而CL-2200i內(nèi)部芯片上預裝有8個不同的溫度控制程序,適合例行工作使用。
廣州倍瑪特儀器設備有限公司成立于2015年,專注于遺傳繁育領域?qū)嶒炇以O備供應,產(chǎn)品涵蓋胚胎冷凍儀、便攜式培養(yǎng)箱、液氮罐、顯微鏡、恒溫臺等遺傳繁育實驗室所需的各類設備,服務客戶覆蓋全國大多數(shù)畜牧研究機構(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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