Die Vorteile der kryogenen Dampfspeicherung im Vergleich zur Flüssigkeitsspeicherung

Bei der Lagerung biologischer Proben bei kryogenen Temperaturen mit flüssigem Stickstoff kommen vor allem zwei Optionen in Betracht. Die erste Wahl ist die Lagerung in der kryogenen Dampfphase, während die Alternative darin besteht, die Proben direkt in der flüssigen Stickstoffphase zu platzieren.

Flüssiger Stickstoff wurde erstmals in den 1950er Jahren zur kryogenen Lagerung eingesetzt und ermöglichte die Konservierung von Proben bei Temperaturen von bis zu -196 °C°C. Seitdem gilt LN2 weithin als Maßstab für die kryogene Lagerung. Wenn es um die längere Lagerung von Proben unterhalb des Glasübergangspunkts von Wasser (-135 °C) geht°C), einem kritischen Schwellenwert, bei dem nahezu alle biologischen Funktionen aufhören, erweist sich ein Kryogen wie flüssiger Stickstoff als die einzige praktikable Lösung.

Ursprünglich bestand die einzige Methode darin, Probenbehälter in die flüssige Phase einzutauchen. Der technologische Fortschritt führte jedoch bald zur Trocken- oder Dampfphasenlagerung, bei der die Proben über dem LN2 und nicht darin gelagert werden.

Beide Konstruktionen, bei denen die Proben in die flüssige Phase eingetaucht oder in der Dampfphase gelagert werden, werden auch heute noch verwendet und weisen jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile auf. Letztendlich hängt die optimale Wahl von den spezifischen Bedürfnissen und Anforderungen des Benutzers ab.

Lagerung

Hier kommen die Vor- und Nachteile jeder Lösung am deutlichsten zum Vorschein. Beide Designs haben ihre Vor- und Nachteile, die sich aus der unterschiedlichen Innenkonfiguration der Gefrierschränke ergeben.

Beide Arten von Gefriergeräten enthalten Stickstoff in flüssiger Phase. In Dampfphasengefriergeräten werden die Proben jedoch im Dampf gelagert, der über dem flüssigen Stickstoff entsteht, und nicht direkt darin eingetaucht. Einige Kritiker haben zuvor auf Platzbeschränkungen bei Dampfphasen-Lager-Gefrierschränken hingewiesen und das untere Drittel des Gefrierschranks aufgrund der flüssigen Stickstoffbasis als unbrauchbar angesehen. Es ist unbedingt anzumerken, dass diese Kritik veraltet ist und sich in erster Linie auf modifizierte Flüssigphasen-Gefriergeräte zur Stickstoffdampfspeicherung bezieht. Bei modernen, speziell für diesen Zweck entwickelten Geräten gibt es in der Regel keine derartigen Speicherbeschränkungen.

Ein entscheidender Aspekt, der bei der Konstruktion von Dampfphasen-Kryogenfrostern allgemein anerkannt ist, ist die Minimierung des Kontaminationsrisikos—ein erhebliches Problem bei Flüssigphasen-LN2-Gefriergeräten. Die Explosion von Fläschchen, ein potenzielles Problem bei der Lagerung in der Flüssigphase, tritt bei der Lagerung in der Dampfphase nicht auf. Dieses Phänomen kann auftreten, wenn auch nur ein einziger Tropfen LN2 in ein Probenfläschchen gelangt, was bei Erwärmung zu heftigen Explosionen führt, was sowohl eine potenzielle Gefahr als auch einen Probenverlust darstellt.

Eine unsachgemäße Lagerung in flüssigem Stickstoff erhöht das Risiko einer Probenkontamination, insbesondere wenn wertvolle Proben gemeinsam mit potenziell infektiösen Proben gelagert werden. Bestimmte Kontaminanten wie Hepatitis B und das Vesikuläre Stomatitis-Virus behalten eine hohe Infektiosität bei, selbst wenn sie in flüssigem Stickstoff suspendiert sind. Berichten zufolge blieb Hepatitis B auch nach zwei Jahren in flüssigem Stickstoff infektiös.

Dampfphasen-LN2-Gefriergeräte gehen Kontaminationsproblemen entgegen, indem sie Proben über dem LN2 lagern und so das Risiko einer Übertragung durch die Flüssigkeit selbst minimieren.

Darüber hinaus birgt die mögliche Kontamination der Außenschicht von Behältern Risiken bei der Rückholung. Im Gegensatz zu Flüssigphasen-Gefriergeräten besteht bei Dampfphasen-Gefriergeräten ein geringeres Risiko einer Kontamination des Benutzers oder einer Verletzung durch Rückspritzer, da sie keinen direkten Kontakt mit dem flüssigen Stickstoff erfordern. Wenn man das Kontaminationspotenzial außer Acht lässt, kann der LN2-Austrag allein eine erhebliche Gefahr nicht nur für Betreiber, sondern auch für die Umgebung darstellen.

Zugang

Flüssigphasen-LN2-Gefriergeräte werden oft für längere Probenlagerzeiten bevorzugt, da das direkte Eintauchen in die Flüssigkeit über einen längeren Zeitraum als effizienter und zuverlässiger gilt.

Umgekehrt zeichnen sich für die Dampfspeicherung konzipierte Gefrierschränke durch eine hervorragende Zugänglichkeit der Proben aus. Die Gewinnung von Proben aus Dampfsuspensionen ist deutlich einfacher. Beispielsweise ermöglicht der HEco-Dampfphasengefrierschrank durch seinen Deckel einen mühelosen Probenzugang und bietet eine hohe Lagerdichte ohne Kompromisse bei der Haltezeit oder der Probensicherheit. Der HEco verfügt außerdem über ein internes Karussell, das die Proben zum Bediener bringt, wodurch die Mühe entfällt, die Proben an der Rückseite des Gefrierschranks zu erreichen—eine potenzielle Gefahr bei Flüssigphasen-Gefriergeräten.

Einige argumentieren, dass die Lagerung von Flüssigkeiten weniger LN2 verbraucht. Allerdings verbrauchen hocheffiziente und speziell gebaute Dampfspeicher-Gefrierschränke wie der HEco fast 50 Prozent weniger flüssigen Stickstoff als ein Flüssigkeitsspeicher-Gefrierschrank gleicher Kapazität.

TemperaturCSteuerung

Während Forscher in der Vergangenheit hinsichtlich der Möglichkeiten der Temperaturregelung eingeschränkt waren, hat die Einführung von Dampfphasen-Gefriergeräten die Wirksamkeit der Temperaturregelung erheblich verbessert.

Betreiber hegen Skepsis hinsichtlich der Temperaturgleichmäßigkeit in Dampfphasen-Gefriergeräten, insbesondere bei früheren Versionen, bei denen erhebliche Temperaturschwankungen zwischen der Ober- und Unterseite des Gefriergeräts auftraten. Moderne Dampfphasen-Gefriergeräte haben diese anfänglichen Herausforderungen jedoch gemeistert, wobei aktuelle Modelle eine Temperatur von -190 °C zuverlässig aufrechterhalten°C im oberen Fach. Diese Leistung ist bemerkenswert, insbesondere wenn man bedenkt, dass moderne Dampfphasen-Gefriergeräte wie der HEco auch ohne LN2-Quelle kryogene Temperaturen mehrere Wochen lang aufrechterhalten können.

Im Gegensatz dazu arbeiten Flüssigphasen-Gefriergeräte bei einer festen Temperatur von etwa -196 °C°C. Dennoch sind Fortschritte bei der Dampfspeicherung, am Beispiel der VariÖGefrierschränke von Chart bieten jetzt Möglichkeiten zur Temperaturkontrolle. Die VariÖspeichert flüssigen Stickstoff in einer separaten Kammer und nicht im Gefrierschrank selbst. Dieser flüssige Stickstoff wird dann durch einen Wärmetauscher geleitet, um Dampf zu erzeugen. Daher kann dieser einzigartige Gefrierschrank in einem breiten Temperaturbereich von -20 °C betrieben werden°C bis -150°C.

Abschluss

Der Entscheidungsprozess zwischen Flüssig- und Dampfphasen-Gefriergeräten ist möglicherweise nicht einfach, da er Überlegungen wie Zugänglichkeit, Temperaturkontrollmöglichkeiten und Lageranforderungen erfordert, die auf die spezifischen Anforderungen eines Kryoraums oder einer Kryoanlage zugeschnitten sind.

Gefrierboxen aus Pappe, eine Art vonLagerung der kryogenen Dampfphase Methode, sind Behälter, die speziell für die Lagerung von Proben in Gefrierschränken, insbesondere in Labor- und Forschungsumgebungen, entwickelt wurden. Diese Kryo-Gefrierboxen Laborbestehen aus robusten und isolierten Kartonmaterialien, die niedrigen Temperaturen standhalten, was zu einem hohen Preis führt effektive und praktische Lösung zum Organisieren und Schützen verschiedener Proben.

Forscher verwenden üblicherweise cRyo-Aufbewahrungsboxen zur systematischen und effizienten Lagerung und Organisation von Fläschchen, Röhrchen oder anderen Probenbehältern in einem Gefrierschrank. Diese Boxen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Probenintegrität und der Erleichterung des einfachen Zugriffs und der Identifizierung während Experimenten oder Lagerung.

Yongkang Medical ist ein Unternehmen, das sich auf die Herstellung und den Vertrieb hochwertiger Kryoboxen für medizinische Anwendungen spezialisiert hat oder Labore. Kontaktieren Sie uns, um einen Kryo-Gefrierschrank aus Pappe zu bestellenX.