Attrezzature di crioconservazione

Tipi di attrezzature per crioconservazione

Le attrezzature per crioconservazione sono ampiamente utilizzate in vari laboratori in tutto il mondo. Esistono molti tipi di attrezzature per crioconservazione, che includono i seguenti:

• Congelatori criogenici

  I congelatori criogenici vengono utilizzati per immagazzinare campioni a temperature estremamente basse. Possono raggiungere temperature inferiori a -150°C, sufficienti a fermare qualsiasi attività biologica nei campioni. Ci sono due principali tipi di congelatori criogenici:

  1. Congelatori verticali: Questi sono simili ai congelatori verticali normali, ma sono costruiti per raggiungere temperature molto più basse. Hanno più ripiani e possono contenere un gran numero di campioni in contenitori di stoccaggio o scatole. I ripiani possono essere regolati a diverse altezze per fare spazio a contenitori di stoccaggio più alti. Questi congelatori sono ideali quando c'è abbastanza spazio nel laboratorio per il congelatore.

  2. Congelatori a pozzetto: Questi hanno un coperchio che si apre dal fronte. Sono più efficienti rispetto ai modelli verticali perché l'aria fredda non fuoriesce quando viene aperto il coperchio. Tuttavia, occupano più spazio sul pavimento. I congelatori a pozzetto sono una buona scelta quando lo spazio in laboratorio è limitato.

• Serbatoi di stoccaggio criogenici:

  I serbatoi di stoccaggio criogenici sono utilizzati per immagazzinare campioni a temperature ancora più basse rispetto ai congelatori. Possono raggiungere temperature fino a -196°C, sufficienti per conservare ovuli umani, spermatozoi ed embrioni per lunghi periodi. Ci sono due principali tipi di serbatoi di stoccaggio criogenici:

  1. Serbatoi Dewar aperti: Questi non hanno coperchio e sono aperti verso la stanza. Vengono posizionati in un'area dedicata nel laboratorio dove l'aria fredda dal serbatoio può fuoriuscire liberamente. Il design aperto consente una massima rimozione del calore dai campioni posti all'interno per congelarli rapidamente. Il serbatoio deve essere monitorato attentamente, poiché avrà bisogno di un rifornimento di azoto liquido quando il livello scende.

  2. Serbatoi Dewar chiusi: Questi hanno un coperchio che si chiude sopra. Non richiedono tanto azoto liquido perché il coperchio intrappola l'aria fredda all'interno. Tuttavia, il design chiuso significa che la rimozione del calore non è rapida come per un serbatoio aperto. I serbatoi chiusi sono adatti per piccole quantità di campioni.

• Supporti e contenitori criogenici:

  I supporti criogenici tengono provette, fiale e piastre Petri contenenti campioni nel serbatoio criogenico. Consentono una corretta rimozione del calore da tutti i lati dei contenitori. I contenitori criogenici si adattano all'interno del serbatoio criogenico e tengono provette individuali o piccole fiale. Sono isolati per mantenere la bassa temperatura dei campioni.

• Guanti, occhiali e visiere criogenici:

  Questi dispositivi di sicurezza proteggono l'utente dalle temperature estremamente basse durante la manipolazione di azoto liquido o attrezzature criogeniche. I guanti criogenici sono isolati e spessi per proteggere le mani dall'aria gelida o dagli schizzi. Gli occhiali e le visiere proteggono il viso dal gas di azoto che può causare ustioni da freddo sulla pelle.

Come scegliere le attrezzature per crioconservazione

Ci sono molti fattori da considerare quando si scelgono le attrezzature per crioconservazione. Ecco alcuni suggerimenti essenziali per aiutare gli acquirenti a fare la scelta giusta.

• Riproducibilità

  Il processo di crioconservazione deve essere riproducibile attraverso più cicli. Pertanto, è fondamentale selezionare attrezzature che garantiscano risultati simili ogni volta. Questo significa scegliere articoli come congelatori programmabili con controllo preciso della temperatura e tassi di raffreddamento uniformi. Optare per serbatoi LN2 con proprietà isolanti affidabili per ridurre al minimo la perdita di LN2.

• Preservazione dell'integrità del campione

  Molti fattori possono influenzare l'integrità del campione biologico durante la crioconservazione. Questo include la formazione di cristalli di ghiaccio, disidratazione e stress osmotico. È essenziale scegliere attrezzature che preservino la qualità del campione. Ad esempio, selezionare un congelatore criogenico con un tasso controllato di congelamento per prevenire la formazione di grandi cristalli di ghiaccio. Utilizzare crioprotettori permeabili per prevenire danni da congelamento.

• Versatilità

  Scegliere attrezzature che possano gestire vari tipi di campioni e volumi. Questo è importante per i laboratori di ricerca dove gli scienziati possono lavorare con campioni di dimensioni diverse. Ad esempio, selezionare un congelatore programmabile con diverse opzioni di programmazione. Questo consentirà agli utenti di personalizzare il protocollo di congelamento per ciascun campione.

• Facilità d'uso

  È fondamentale selezionare attrezzature per crioconservazione che siano facili da usare. Il protocollo di crioconservazione può essere complesso e richiedere una ripida curva di apprendimento. Scegliere modelli che siano intuitivi e abbiano software con interfacce semplici. Inoltre, considerare la formazione necessaria per il personale per operare l'attrezzatura.

• Costi

  Quando si acquista attrezzatura per crioconservazione, è importante considerare i costi. Il prezzo iniziale di acquisto non è l'unica cosa a cui gli acquirenti devono pensare. Considerare i costi ricorrenti di utilizzo dell'attrezzatura. Ad esempio, i congelatori programmabili richiedono elettricità per funzionare. Questo aumenterà le bollette energetiche del laboratorio. Scegliere modelli ad alta efficienza energetica per ridurre i costi operativi.

Come utilizzare, installare e sicurezza del prodotto

Sebbene la crioconservazione abbia un grande potenziale nella conservazione di diversi materiali biologici per scopi di ricerca o clinici, il processo deve essere gestito adeguatamente per garantire la sicurezza e i risultati desiderati. Di seguito sono riportati alcuni passaggi che aiuteranno gli utenti a iniziare con l'attrezzatura.

• Passo 1: Preparare il campione

  È importante preparare bene il campione per il processo di crioconservazione. Questo comporta assicurarsi che sia pulito e privo di contaminanti che potrebbero compromettere la qualità una volta congelato. Per le cellule umane, come spermatozoi, ovociti o embrioni, la qualità del campione deve essere ben valutata prima di iniziare il processo di congelamento. Inoltre, deve essere aggiunta la quantità corretta di crioprotettore per ridurre la formazione di cristalli di ghiaccio che potrebbero danneggiare le cellule.

• Passo 2: Congelamento controllato

  Il congelamento controllato è un passaggio cruciale nel processo di crioconservazione. Consiste nel ridurre lentamente la temperatura del campione a tassi specifici per prevenire la formazione di cristalli di ghiaccio che potrebbero danneggiare le cellule. È essenziale utilizzare un congelatore programmabile o un congelatore a tasso controllato per ottenere i risultati desiderati. Questi dispositivi riducono automaticamente la temperatura e si fermano a ciascun punto specificato in modo che l'utente possa passare al passaggio successivo.

• Passo 3: Rimozione del crioprotettore

  Una volta congelato il campione, la cosa successiva da fare è rimuovere i crioprotettori. Questo passaggio è applicabile solo per spermatozoi, ovuli ed embrioni, poiché la maggior parte dei campioni di tessuto non richiede la rimozione dei crioprotettori. La rimozione avviene con l'aiuto di una macchina che aggiunge una soluzione specifica al campione. La soluzione diluisce i crioprotettori, rimuovendoli. Il processo viene eseguito a un tasso graduale per evitare la formazione di cristalli di ghiaccio.

• Passo 4: Stoccaggio a lungo termine

  Una volta rimossi i crioprotettori, il campione viene quindi immagazzinato nel contenitore di stoccaggio a lungo termine. È essenziale non posizionare il campione direttamente nel contenitore di stoccaggio a lungo termine, poiché ciò potrebbe causare uno shock termico. Invece, dovrebbe essere posizionato in una camera di raffreddamento dove la temperatura viene gradualmente ridotta fino a raggiungere la stessa temperatura del contenitore di stoccaggio a lungo termine.

  Il campione viene quindi collocato nel contenitore di stoccaggio, dove rimarrà per i prossimi anni. È essenziale assicurarsi che il coperchio del contenitore di stoccaggio sia ben sigillato in modo che non entri umidità, il che potrebbe portare alla degradazione del campione.

Sicurezza del prodotto

Sebbene la crioconservazione abbia un grande potenziale nella conservazione di materiali biologici, è fondamentale seguire le precauzioni di sicurezza per garantire che il processo venga gestito correttamente. Innanzitutto, è vitale utilizzare i giusti crioprotettori. L'uso del tipo sbagliato potrebbe danneggiare le cellule e compromettere la loro qualità. Seguire sempre i protocolli raccomandati quando si scelgono i crioprotettori.

Si dovrebbe anche essere consapevoli dello shock termico che potrebbe verificarsi durante il trasferimento dei campioni dalla macchina per congelamento al contenitore di stoccaggio a lungo termine. Utilizzare sempre una camera di raffreddamento per eliminare il rischio di shock termico, che potrebbe anche danneggiare le cellule. Inoltre, gli utenti dovrebbero essere ben addestrati nella manipolazione dell'attrezzatura per crioconservazione.

Chiunque non sia addestrato o manchi di conoscenze su come utilizzare l'attrezzatura non dovrebbe tentare di operarla, poiché ciò potrebbe portare a perdite di campioni e potenziali infortuni. Infine, assicurarsi che l'attrezzatura per crioconservazione sia ben mantenuta e regolarmente sottoposta a manutenzione per garantire il suo corretto funzionamento.

Funzioni, caratteristiche e design delle attrezzature per crioconservazione

Funzione

• Preservazione delle cellule:

  Una delle principali funzioni delle attrezzature per crioconservazione è preservare le cellule e i tessuti viventi. Questo può includere cellule sanguigne umane, spermatozoi, ovuli, embrioni o persino tessuti vegetali e animali. Il congelamento controllato previene la formazione di cristalli di ghiaccio, che danneggiano le cellule.

• Stoccaggio dei campioni:

  Dopo che le cellule sono congelate e preservate, devono essere immagazzinate in modo sicuro. I serbatoi di stoccaggio per crioconservazione con azoto liquido (LN2) offrono un ambiente sicuro e stabile per la conservazione a lungo termine dei campioni. Questi serbatoi mantengono temperature ultra-basse, necessarie per la conservazione sicura e prolungata dei campioni.

• Raffreddamento controllato:

  Le attrezzature utilizzate per la crioconservazione, come i congelatori programmabili, raffreddano i campioni a tassi controllati. Questi processi di raffreddamento controllato sono vitali per ridurre la formazione di cristalli di ghiaccio nelle cellule.

Caratteristica

• Temperature basse:

  Le attrezzature per crioconservazione possono raggiungere temperature estremamente basse, di solito intorno a -196°C (-320°F). Questa temperatura ferma tutta l'attività biologica e previene la formazione di cristalli di ghiaccio, che danneggiano le cellule.

• Allarmi di sicurezza:

  Queste caratteristiche assicurano che le condizioni di stoccaggio rimangano all'interno dei parametri di sicurezza. Se la temperatura supera il limite impostato o si verifica un'interruzione di corrente, gli allarmi avvisano il personale di agire prima che si verifichino danni ai campioni conservati.

• Congelatori programmabili:

  Questi congelatori sono progettati per raffreddare i campioni a tassi specifici. Questo processo di raffreddamento controllato previene la formazione di cristalli di ghiaccio nelle cellule e nei tessuti. I congelatori programmabili consentono di programmare questi tassi di raffreddamento in base ai tipi di campioni da congelare.

• Serbatoi di stoccaggio isolati:

  I serbatoi di stoccaggio isolati vengono utilizzati per immagazzinare azoto liquido. Questi serbatoi sono isolati per prevenire l'evaporazione dell'azoto a causa della temperatura ambiente. La parte interna del serbatoio è solitamente in acciaio inossidabile, e la parte esterna è isolata con schiuma. Alcuni modelli hanno un vuoto sigillato tra le pareti interna ed esterna, che aiuta a ridurre il trasferimento di calore.

Design

• Costruzione in acciaio inossidabile:

  La maggior parte delle attrezzature per crioconservazione è realizzata in acciaio inossidabile. Questo materiale è resistente e può sopportare temperature molto basse. L'acciaio inossidabile non arrugginisce, il che è essenziale per le attrezzature esposte a azoto liquido e umidità.

• Design isolato:

  Tutte le attrezzature per crioconservazione sono isolate per prevenire il trasferimento di calore. Questa caratteristica di design mantiene l'interno dell'attrezzatura a temperature estremamente basse. Alcuni design isolati hanno uno spazio sigillato sottovuoto tra le pareti interna ed esterna. Altri modelli hanno isolamento in schiuma.

• Caratteristiche di sicurezza:

  Ogni pezzo di attrezzatura per crioconservazione è progettato con caratteristiche di sicurezza. Questa caratteristica garantisce che l'attrezzatura funzioni correttamente e in sicurezza. Alcune caratteristiche di sicurezza includono allarmi di sicurezza e meccanismi di spegnimento automatico.

Domande e Risposte

Q1: Quali sono le tendenze nella crioconservazione?

A1: Le tendenze nella crioconservazione sono lo sviluppo di sistemi automatizzati con tassi di raffreddamento programmabili, materiali isolanti migliorati e capacità di monitoraggio avanzate. La ricerca è in corso per sviluppare metodi più efficienti per preservare tessuti complessi come organi e organismi interi.

Q2: Quali sono le sfide della crioconservazione?

A2: Le sfide includono la formazione di cristalli di ghiaccio che possono danneggiare le cellule, la necessità di un raffreddamento controllato per evitare shock termici e lo sviluppo di crioprotettori adatti che siano non tossici per le cellule. I ricercatori stanno lavorando per superare queste sfide per migliorare la vitalità delle cellule e dei tessuti conservati.

Q3: Come viene utilizzata la crioconservazione nei trattamenti per la fertilità?

A3: Nei trattamenti per la fertilità come la FIVET, la crioconservazione viene utilizzata per preservare embrioni, spermatozoi e tessuti ovarici o testicolari per un uso futuro. Questo consente la conservazione a lungo termine di cellule e tessuti riproduttivi, che possono essere utilizzati quando necessario, aumentando le possibilità di una gravidanza e un parto di successo.

Q4: Qual è il futuro della crioconservazione nei trapianti di organo?

A4: Il futuro della crioconservazione nei trapianti di organo offre grandi promesse. I ricercatori mirano a migliorare la conservazione di organi come cuore, fegato e reni, aumentando la possibilità di trapianti di successo. I progressi in questa tecnologia potrebbero consentire la conservazione di organi in siti distanti, riducendo il tempo tra donazione e trapianto, migliorando così i risultati per i pazienti.