Os benefícios do armazenamento criogênico a vapor versus armazenamento de líquidos

Ao armazenar amostras biológicas em temperaturas criogênicas com nitrogênio líquido, duas opções principais merecem consideração. A escolha inicial envolve o armazenamento em fase criogênica a vapor, enquanto a alternativa envolve a colocação direta das amostras na fase líquida de nitrogênio.

O nitrogênio líquido foi inicialmente utilizado para armazenamento criogênico na década de 1950, permitindo a preservação de amostras em temperaturas tão baixas quanto -196°C. Desde então, o LN2 tem sido amplamente reconhecido como referência para armazenamento criogênico. Quando se trata de armazenamento prolongado de amostras abaixo do ponto de transição vítrea da água (-135°C), um limiar crítico no qual quase todas as funções biológicas cessam, um criogênio como o nitrogênio líquido se destaca como a única solução viável.

Originalmente, o único método envolvia a imersão de recipientes de amostras na fase líquida. No entanto, os avanços tecnológicos logo introduziram o armazenamento em fase seca ou de vapor, onde as amostras são armazenadas acima do LN2 e não dentro dele.

Ambos os projetos, envolvendo a submersão de amostras na fase líquida ou o armazenamento delas na fase vapor, continuam a ser utilizados até hoje, cada um apresentando seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens. Em última análise, a escolha ideal depende das necessidades e exigências específicas do usuário.

Armazenar

É aqui que as vantagens e desvantagens de cada solução se tornam mais evidentes. Ambos os designs têm vantagens e desvantagens decorrentes das configurações internas distintas dos freezers.

Ambos os tipos de freezers incorporam nitrogênio em fase líquida. No entanto, em congeladores de fase vapor, as amostras são armazenadas no vapor criado acima do nitrogênio líquido, em vez de serem diretamente imersas nele. Alguns críticos destacaram anteriormente limitações de espaço para freezers de armazenamento em fase de vapor, citando o terço inferior do freezer como inutilizável devido à base de nitrogênio líquido. É essencial notar que esta crítica está desatualizada, referindo-se principalmente aos congeladores de fase líquida modificados para armazenamento de vapor de nitrogênio. As unidades modernas projetadas especificamente para essa finalidade normalmente não encontram tais limitações de armazenamento.

Um aspecto crucial universalmente reconhecido no projeto de congeladores criogênicos em fase de vapor é a minimização do risco de contaminação.-uma preocupação significativa com freezers LN2 de fase líquida. A explosão do frasco, um problema potencial no armazenamento em fase líquida, está ausente no armazenamento em fase vapor. Este fenômeno pode ocorrer mesmo quando uma única gota de LN2 entra em um frasco de amostra, levando a explosões violentas após o aquecimento, representando tanto perigo potencial quanto perda de amostra.

O armazenamento inadequado em nitrogênio líquido aumenta o risco de contaminação de amostras, especialmente quando amostras valiosas compartilham o armazenamento com amostras potencialmente infecciosas. Certos contaminantes, como o vírus da hepatite B e da estomatite vesicular, mantêm alta infectividade mesmo quando suspensos em nitrogênio líquido. Os relatórios indicam que a hepatite B manteve a infectividade após dois anos em nitrogênio líquido.

Os freezers LN2 de fase vapor abordam as preocupações de contaminação armazenando amostras acima do LN2, minimizando o risco de transmissão através do próprio líquido.

Além disso, a contaminação potencial da camada externa dos recipientes apresenta riscos durante a recuperação. Ao contrário dos freezers de fase líquida, os freezers de fase vapor apresentam um risco menor de contaminação do usuário ou ferimentos causados ​​por respingos, pois não requerem contato direto com o nitrogênio líquido. Ignorando o potencial de contaminação, o arrasto do LN2 por si só pode representar uma ameaça significativa não apenas para os operadores, mas também para a área circundante.

Acesso

Os freezers LN2 de fase líquida são frequentemente preferidos para longos períodos de armazenamento de amostras, já que a submersão direta no líquido é considerada mais eficiente e confiável durante um período prolongado.

Por outro lado, os freezers projetados para armazenamento de vapor são excelentes em termos de acessibilidade às amostras. A recuperação de amostras da suspensão de vapor é notavelmente mais fácil. Por exemplo, o freezer de fase vapor HEco facilita o acesso fácil à amostra através de sua tampa, oferecendo alta densidade de armazenamento sem comprometer o tempo de espera ou a segurança da amostra. O HEco também incorpora um carrossel interno, levando as amostras ao operador, eliminando assim a necessidade de se esforçar para alcançar as amostras na parte traseira do freezer-um perigo potencial com freezers de fase líquida.

Alguns argumentam que o armazenamento de líquidos consome menos LN2. No entanto, freezers de armazenamento de vapor altamente eficientes e específicos, como o HEco, consomem quase 50% menos nitrogênio líquido do que um freezer de armazenamento de líquidos com capacidade equivalente.

TemperaturaCcontrole

Embora os pesquisadores estivessem historicamente limitados nas opções de controle de temperatura, a introdução de freezers de fase vapor melhorou significativamente a eficácia do ajuste de temperatura.

Os operadores têm mantido ceticismo em relação à uniformidade de temperatura em congeladores de fase vapor, particularmente em versões anteriores que exibiam variações significativas de temperatura entre a parte superior e inferior do congelador. No entanto, os congeladores de fase vapor contemporâneos enfrentaram estes desafios iniciais, com os modelos atuais mantendo proficientemente uma temperatura de -190ºC.°C no compartimento superior. Esta conquista é digna de nota, especialmente quando se considera que os modernos congeladores de fase vapor, como o HEco, podem sustentar temperaturas criogênicas por várias semanas, mesmo na ausência da fonte de LN2.

Em contraste, os congeladores de fase líquida operam a uma temperatura fixa de aproximadamente -196°C. No entanto, os avanços no armazenamento de vapor, exemplificados pelo Variôfreezer do Chart, agora oferecem oportunidades para controle de temperatura. A Variôarmazena nitrogênio líquido em uma câmara separada, em vez de dentro do próprio freezer. Este nitrogênio líquido é então impulsionado através de um trocador de calor para gerar vapor. Conseqüentemente, este freezer exclusivo pode operar em uma ampla faixa de temperatura, de -20°C a -150°C.

Conclusão

O processo de tomada de decisão entre congeladores de fase líquida e de vapor pode não ser simples, pois envolve considerações como acessibilidade, capacidade de controle de temperatura e necessidades de armazenamento adaptadas aos requisitos específicos de uma sala ou instalação criogênica.

Caixas de papelão para freezer, um tipo dearmazenamento de fase criogênica de vapor método, são recipientes projetados especificamente para o armazenamento de amostras em freezers, principalmente em ambientes laboratoriais e de pesquisa. Estas caixas crio-congeladoras laboratóriosão construídos com materiais de papelão resistentes e isolados que podem suportar baixas temperaturas, proporcionando um custo solução eficaz e prática para organizar e proteger diversas amostras.

Os pesquisadores geralmente usam ccaixas de armazenamento ryo armazenar e organizar frascos, tubos ou outros recipientes de amostra de maneira sistemática e eficiente dentro de um freezer. Essas caixas desempenham um papel crucial na manutenção da integridade da amostra e na facilitação do acesso e identificação durante experimentos ou armazenamento.

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