Los beneficios del almacenamiento criogénico a vapor frente al almacenamiento de líquidos

Al almacenar muestras biológicas a temperaturas criogénicas con nitrógeno líquido, merecen consideración dos opciones principales. La elección inicial implica el almacenamiento en fase criogénica de vapor, mientras que la alternativa implica colocar directamente las muestras dentro de la fase líquida de nitrógeno.

El nitrógeno líquido se utilizó inicialmente para el almacenamiento criogénico en la década de 1950, permitiendo la conservación de muestras a temperaturas tan bajas como -196°C. Desde entonces, el LN2 ha sido ampliamente reconocido como el punto de referencia para el almacenamiento criogénico. Cuando se trata del almacenamiento prolongado de muestras por debajo del punto de transición vítrea del agua (-135°C), un umbral crítico en el que cesan casi todas las funciones biológicas, un criógeno como el nitrógeno líquido destaca como la única solución viable.

Originalmente, el único método consistía en sumergir recipientes de muestras en la fase líquida. Sin embargo, los avances tecnológicos pronto introdujeron el almacenamiento en fase seca o de vapor, donde las muestras se almacenan sobre el LN2 en lugar de dentro de él.

Ambos diseños, que implican la inmersión de muestras en la fase líquida o su almacenamiento en la fase de vapor, continúan utilizándose hoy en día, y cada uno presenta su propio conjunto de ventajas y desventajas. En última instancia, la elección óptima depende de las necesidades y requisitos específicos del usuario.

Almacenamiento

Aquí es donde las ventajas y desventajas de cada solución se vuelven más evidentes. Ambos diseños tienen sus ventajas e inconvenientes derivados de las distintas configuraciones interiores de los congeladores.

Ambos tipos de congeladores incorporan nitrógeno en fase líquida. Sin embargo, en los congeladores en fase de vapor, las muestras se almacenan en el vapor creado sobre el nitrógeno líquido, en lugar de sumergirse directamente en él. Algunos críticos destacaron anteriormente las limitaciones de espacio para los congeladores de almacenamiento en fase de vapor, citando el tercio inferior del congelador como inutilizable debido a la base de nitrógeno líquido. Es esencial señalar que esta crítica está desactualizada y se refiere principalmente a los congeladores de fase líquida modificados para el almacenamiento de vapor de nitrógeno. Las unidades modernas diseñadas específicamente para este propósito no suelen encontrar tales limitaciones de almacenamiento.

Un aspecto crucial universalmente reconocido en el diseño de congeladores criogénicos en fase de vapor es la minimización del riesgo de contaminación.—una preocupación importante con los congeladores de LN2 en fase líquida. La explosión del vial, un problema potencial en el almacenamiento en fase líquida, no existe en el almacenamiento en fase de vapor. Este fenómeno puede ocurrir cuando incluso una sola gota de LN2 ingresa a un vial de muestra, lo que provoca violentas explosiones al calentarse, lo que representa tanto un peligro potencial como la pérdida de muestra.

El almacenamiento inadecuado en nitrógeno líquido aumenta el riesgo de contaminación de las muestras, especialmente cuando muestras valiosas comparten el almacenamiento con otras potencialmente infecciosas. Ciertos contaminantes, como el virus de la hepatitis B y la estomatitis vesicular, mantienen una alta infectividad incluso cuando se suspenden en nitrógeno líquido. Los informes indican que la hepatitis B mantuvo su infectividad después de dos años en nitrógeno líquido.

Los congeladores de LN2 en fase de vapor abordan los problemas de contaminación al almacenar muestras por encima del LN2, minimizando el riesgo de transmisión a través del propio líquido.

Además, la posible contaminación de la capa exterior de los contenedores plantea riesgos durante la recuperación. A diferencia de los congeladores en fase líquida, los congeladores en fase vapor presentan un menor riesgo de contaminación o lesiones para el usuario por salpicaduras, ya que no requieren contacto directo con el nitrógeno líquido. Ignorando el potencial de contaminación, el arrastre de LN2 por sí solo puede representar una amenaza significativa no solo para los operadores sino también para el área circundante.

Acceso

Los congeladores de LN2 en fase líquida suelen ser los preferidos para duraciones prolongadas de almacenamiento de muestras, ya que la inmersión directa en el líquido se considera más eficiente y confiable durante un período prolongado.

Por el contrario, los congeladores diseñados para el almacenamiento de vapor destacan por su accesibilidad a las muestras. Recuperar muestras de una suspensión de vapor es notablemente más fácil. Por ejemplo, el congelador en fase de vapor HEco facilita el acceso a las muestras sin esfuerzo a través de su tapa, ofreciendo una alta densidad de almacenamiento sin comprometer el tiempo de retención ni la seguridad de las muestras. El HEco también incorpora un carrusel interno que lleva muestras al operador, eliminando así la necesidad de luchar para alcanzar las muestras en la parte trasera del congelador.—un peligro potencial con los congeladores de fase líquida.

Algunos argumentan que el almacenamiento de líquidos consume menos LN2. Sin embargo, los congeladores de almacenamiento de vapor altamente eficientes y especialmente diseñados, como el HEco, consumen casi un 50 por ciento menos de nitrógeno líquido que un congelador de almacenamiento de líquido de capacidad equivalente.

TemperaturaCcontrolar

Si bien históricamente los investigadores se vieron limitados en las opciones de control de temperatura, la introducción de congeladores en fase de vapor ha mejorado significativamente la efectividad del ajuste de temperatura.

Los operadores han albergado escepticismo con respecto a la uniformidad de la temperatura en los congeladores en fase de vapor, particularmente en versiones anteriores que mostraban variaciones de temperatura significativas entre la parte superior e inferior del congelador. Sin embargo, los congeladores de fase de vapor contemporáneos han abordado estos desafíos iniciales, y los modelos actuales mantienen hábilmente una temperatura de -190°C en el compartimento superior. Este logro es digno de mención, especialmente si se tiene en cuenta que los congeladores modernos en fase de vapor, como el HEco, pueden mantener temperaturas criogénicas durante varias semanas incluso en ausencia de la fuente de LN2.

Por el contrario, los congeladores de fase líquida funcionan a una temperatura fija de aproximadamente -196°C. Sin embargo, los avances en el almacenamiento de vapor, ejemplificados por el VariōEl congelador de Chart ahora brinda oportunidades para el control de la temperatura. La Variōalmacena nitrógeno líquido en una cámara separada en lugar de dentro del propio congelador. Luego, este nitrógeno líquido se impulsa a través de un intercambiador de calor para generar vapor. En consecuencia, este congelador único puede funcionar en un amplio rango de temperaturas, desde -20°C a -150°C.

Conclusión

El proceso de toma de decisiones entre congeladores de fase líquida y de vapor puede no ser sencillo, ya que implica consideraciones como accesibilidad, capacidades de control de temperatura y necesidades de almacenamiento adaptadas a los requisitos específicos de una sala o instalación criogénica.

Cajas de cartón para congelador, una especie dealmacenamiento en fase criogénica de vapor método, son contenedores diseñados específicamente para el almacenamiento de muestras en congeladores, particularmente en entornos de laboratorio y de investigación. Estas cajas criocongeladoras laboratorioestán construidos con materiales de cartón resistentes y aislados que pueden soportar bajas temperaturas, lo que proporciona un costo Solución eficaz y práctica para organizar y proteger diversas muestras.

Los investigadores suelen utilizar ccajas de almacenamiento ryo almacenar y organizar viales, tubos u otros recipientes de muestras de manera sistemática y eficiente dentro de un congelador. Estas cajas desempeñan un papel crucial a la hora de mantener la integridad de las muestras y facilitar el acceso y la identificación durante los experimentos o el almacenamiento.

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