Криоконсервация — это сохранение клеток, тканей и биоматериала при сверхнизких температурах, резко замедляющих биологические процессы. Длительное хранение возможно при соответствующем протоколе, но само оборудование не гарантирует жизнеспособности после размораживания. Результат зависит от материала, его подготовки, криозащиты, замораживания, условий хранения и оттаивания. Разбираем, какие температуры и оборудование для этого нужны.
Что такое криоконсервация и зачем
Цель криоконсервации — «поставить на паузу» биологическое время. Её применяют в репродуктивной медицине, биобанках, клеточной терапии, ветеринарии, исследованиях: для хранения стволовых клеток, гамет и эмбрионов, клеточных культур, штаммов, тканей. Ключевое требование — достичь и стабильно держать сверхнизкую температуру, а часто ещё и правильно заморозить образец.
Температуры: −150…−196 °C, пары или жидкость азота
- −196 °C — хранение в жидком азоте (жидкая фаза);
- −150…−190 °C — хранение в парах азота (газовая фаза), что снижает риск перекрёстной контаминации;
- около −150 °C — электрические криогенные морозильники без азота.
Для многих клеточных культур длительное криохранение предусматривает температуры ниже примерно −130 °C. Рабочую границу и допустимые колебания устанавливают по протоколу конкретного материала; температура стеклования зависит от состава раствора. Одно число не определяет пригодность всех образцов к хранению.
Оборудование для криохранения
Сосуды Дьюара и криохранилища. Основное оборудование — сосуды Дьюара для жидкого азота и криохранилища со штативами. Как выбрать объём и тип — в статье «Сосуд Дьюара: как выбрать».
Криогенные морозильники −150 °C. Электрическая альтернатива азоту для хранения без доливки — криогенные морозильники −150 °C. Для −86 °C применяют ULT-морозильники.
Запас азота. Для снабжения азотом нескольких рабочих мест нужны накопительные ёмкости для жидкого азота.
Программируемые криозаморозчики. Режим охлаждения и криозащитную среду подбирают под клетки или ткань. Для протоколов контролируемого охлаждения проводят замораживание в программируемом криозаморозчике (controlled-rate freezer); другие методы требуют своего оборудования и процедуры. Способ замораживания и оттаивания должен быть проверен для конкретного материала.
Как хранят образцы
- Соломины (straws) — для гамет, эмбрионов, спермы;
- Криопробирки в криобоксах — для клеток, сыворотки, штаммов;
- Штативы (rack-системы) — для учёта и быстрого поиска в криохранилищах;
- Пакеты — для компонентов крови.
Контроль уровня азота и безопасность
Криохранение требует постоянного контроля: уровень азота в сосудах постепенно снижается из-за испарения, поэтому его доливают, а уровень и температуру мониторят (вручную или автоматически, с сигнализацией). Правила безопасности: проветриваемое помещение (азот вытесняет кислород), крио-перчатки и защита глаз, использование предназначенных транспортных сосудов.
Как организовать криохранение — коротко
- определите фазу хранения (жидкость/пары азота или электрический −150 °C);
- подберите сосуд/криохранилище под объём коллекции и способ учёта;
- при необходимости добавьте программируемый заморозчик для контролируемого охлаждения;
- обеспечьте запас азота (ёмкости) и контроль уровня/температуры;
- наладьте документирование и безопасность.
Частые вопросы
Какая температура нужна для криоконсервации? — Её определяет протокол материала. Для многих клеточных культур применяют хранение ниже примерно −130 °C, в частности в парах или жидкости азота либо в оборудовании около −150 °C. Температуру контролируют в зоне размещения образцов.
Пары или жидкость азота? — Жидкость даёт −196 °C; пары (−150…−190 °C) снижают риск перекрёстной контаминации.
Зачем программируемый заморозчик? — Чтобы заморозить образец с правильной скоростью и сохранить жизнеспособность клеток.
Можно ли без азота? — Да, для соответствующих протоколов есть электрические криогенные морозильники около −150 °C. ULT-морозильники −86 °C имеют другие сценарии применения и не являются универсальной заменой длительного криохранения живых клеток.
Нужна консультация?
Подберём и укомплектуем систему криоконсервации — от сосудов Дьюара, криохранилищ и программируемых заморозчиков до накопительных ёмкостей и контроля уровня азота. Доставка по Украине, консультация и сервис. Свяжитесь с нами.