ויסות הטמפרטורה במעבדה: שימור דגימות באמצעות קור

שימור דגימות מעבדה, דגימות וריאגנטים, הוא דרישה של מעבדות מחקר ברחבי העולם. דרך יעילה לשמור על שלמות הדגימה ואת הכדאיות לאורך זמן היא על ידי שמירה עליהם בטמפרטורות קרות.

בין אם אתה עובד עם מדגם בספסל, או מאחסן מדגם בסוף ניסוי, ניתן להשתמש בשיטות שונות של קירור. וידאו זה ידגים את סוגי חומרי הקירור והמכשירים שנמצאים בדרך כלל במעבדה ויעזור לך להבין אילו סוגים של דגימות מאוחסנים באילו טמפרטורות.

הבחירה של סוכן קירור תלויה באופי ההליך הניסיוני המתבצע.

קרח קונבנציונלי הוא הבחירה ההגיונית לשימור דגימות בטווח הקצר. אתה כנראה יודע שקרח הוא מים קפואים, אשר יש נקודת התכה של 0 °C בלחץ אטמוספרי נורמלי כפי שאתה יכול לראות בתרשים שלב זה. אתה אולי לא יודע שזה נקרא לפעמים "קרח רטוב", כי זה הופך להיות נוזלי כפי שהוא מתחמם בטמפרטורת החדר.

"קרח רטוב" הוא אידיאלי לשמירה על דגימות וריאגנטים קרים תוך כדי עבודה איתם או הובלתם.

בעוד "קרח רטוב" הוא H2O מוצק, "קרח יבש" היא הצורה המוצקה של פחמן דו חמצני, אשר יש נקודת התכה של -78 °C (78 °F). קרח יבש אינו נמס לנוזל בלחץ אטמוספרי אלא הופך ישירות לגז פחמן דו חמצני, באמצעות תהליך הנקרא תת-הכרתיות. סובלימציה מתייחסת לשינוי בשלב החומר ממוצק ישירות לגז ומתרחש מתחת לנקודה המשולשת בדיאגרמת פאזה.

השתמש קרח יבש, כאשר אתה עובד עם דגימות ביולוגיות כגון תאים חיידקיים קפואים או יונקים או רקמה, אשר מאוחסנים בדרך כלל בטמפרטורות הרבה מתחת 0 מעלות צלזיוס.

קרח יבש הוא גם יתרון כפי שהוא לא משאיר שאריות על מצב שינוי, מה שהופך אותו אידיאלי לבניית אמבטיה קפואה על ידי שפיכת נוזל על קרח יבש.

חנקן נוזלי הוא גז חנקן מרוכז והוא. נכתב בדרך כלל בשם "LN2". בלחץ אטמוספרי חנקן נוזלי רותח, או מעברים מנוזל לגז, ב -196 °C (70 °F), אשר ניתן לראות לפי דיאגרמת הפאזה שלו.

כאשר אתה צריך לאחסן דגימות ביולוגיות בטמפרטורות מתחת למה שרוב מקפיאי המעבדה יכולים להשיג, חנקן נוזלי משמש.

חנקן נוזלי יכול להיות מאוחסן dewar, או בקבוק ואקום, עם מכסה מתאים רופף או דיואר טנק גדול מצויד שסתום הקלה כדי למנוע הצטברות לחץ בתוך המערכת.

למרות שקרח יבש ולא רעיל וחנקן נוזלי הם חומרים מסוכנים ואין לטפל בהם עד שתאומנות על ידי חבר מנוסה במעבדה.

בשל הטמפרטורות הנמוכות ביותר של חנקן נוזלי וקרח יבש, נזק חמור לרקמות יכול להתרחש במגע עם העור. תמיד ללבוש הגנה נאותה, כולל כפפות קריוגניות וחלוק מעבדה. השתמש בכלים כדי לטפל בדגימות כדי להימנע ממגע עם העור.

כמו כן, אין להשתמש במיכלים אטומים לאחסון קרח יבש או חנקן נוזלי, שכן חומרי קירור אלה משנים את המצב לגז. בתנאי אטום, לחץ יכול להצטבר מוביל לפיצוץ.

ועכשיו לכלים ששומרים על דגימות קרות... מקררי מעבדה ומקפיאים מווסתים את הטמפרטורה בצורה הדוקה יותר מזו שנמצאת בבית כדי להבטיח טמפרטורה אחידה בכל היחידה.

הם מצוידים בדרך כלל במערכות ניטור טמפרטורה ואזעקות שמתפעלות בעקבות שינוי טמפרטורה משמעותי.

לעולם אל תאחסן מזון או שתייה במקררי מעבדה או במקפיאים, שכן הדבר עלול לגרום לזיהום בכימיקלים רעילים או בחיידקים. תצטרך למצוא מקום אחר לאחסן את ארוחת הצהריים שלך.

מקררים נשמרים ב 4°C ומשמשים בדרך כלל לאחסון זמני של דגימות במיוחד כאשר הקפאה יכולה להשפיע על שלמות המדגם.

ריאגנטים ופתרונות רבים מאוחסנים ב-4 מעלות צלזיוס כדי להאריך את חיי המדף שלהם, כולל מדיה של תרבית רקמות ולוחות תרבית תאים שנמזגו, המחממים לפני השימוש.

חדרים קרים אידיאליים לאחסון ציוד גדול יותר שאמור לפעול בטמפרטורות נמוכות, כגון יחידות כרומטוגרפיה נוזליות.

מקפיאים באיכות מעבדה נעים בטמפרטורה שבין -20° C ל -196 °C (70 °F) למקפיאים קריוגניים.

לאחסון חומצות גרעין ותראגנטים, כגון אנזים הגבלה, -20 °C היא הבחירה המתאימה. עם ההסרה מהמקפיא, יש לשמור דגימות ותרוממים על קרח.

-80 מעלות צלזיוס ומקפיאים קריוגניים מתאימים לאחסון רקמות ותאים קפואים לאורך תקופה ממושכת לאחר הקפאה בחנקן נוזלי. קרח יבש משמש בדרך כלל להעברת דגימות שנלקחו ממקפיאים של -80 מעלות צלזיוס.

Cryopreservation הוא מונח המתייחס לאחסון לטווח ארוך של רקמות, או אפילו תאים חיים. בטמפרטורות מתחת לאפס כל הפעילות הביולוגית, כולל תגובות המבזות את המדגם נעצרת ביעילות.

בעת הקפאת תאים חיים ורקמות, גבישי קרח יכולים להיווצר, מה שמוביל להתייבשות ונזק לתאים, כמו גם הצטברות של מולקולות מנוזות לריכוזים מזיקים.

הצמדה או הקפאת הבזק הוא התהליך שבו דגימות ביולוגיות שקועות במהירות בחנקן נוזלי, או תערובת של קרח יבש ואתנול, כך שגבישי קרח גדולים אינם יכולים להיווצר ולפגוע בתאים. Cryoprotectants יכול לשמש גם כתוסף כדי להפחית את היווצרות הקרח.

כחלופה להקפאת הבזק, ניתן להשתמש במכונות כדי לשלוט לאט בתהליך ההקפאה, הדרוש כדי להקריע את העוברים הכבשים שאתה רואה כאן.

לאחרונה, vitrification כבר הציג כשיטה כדי cryopreserve תאים ורקמות ללא כל נזק עקב גבישי קרח. תהליך זה הופך את הנוזל במדגם למוצק לא גבישי, מזוגג באמצעות קירור מהיר בנוכחות הגנה מסוימת.

הרגע צפיתם בהקדמה של JoVE לדגימות מעבדת קירור וריגנטים.

בסרטון זה סקרנו סוגים שונים של סוכני קירור וציוד, ודוגמאות מתי להשתמש בכל שיטת קירור. הצגנו גם כמה דרכים להקפאת דגימות ביולוגיות. תודה שצפיתם.