Was ist ein Kryokonservierungsbehälter?
Kryokonservierungsbehälter sind spezielle Behälter für die langfristige Lagerung biologischer Proben bei ultratiefen Temperaturen zwischen -60 °C und -160 °C.
Unter Kryokonservierung versteht man die Lagerung biologischer Proben in speziellen, mit flüssigem Stickstoff (-196 °C) gefüllten Behältern. Als vereinfachte Methode kann ein -80 °C Gefrierschrank verwendet werden. Die Kryokonservierung ist eine wirksame Methode zur langfristigen Lagerung von biologischen Proben und Arzneimitteln.
Sie verwendet Flüssigstickstoff oder Flüssigstickstoffverdampfer, um die Proben bei sehr niedrigen Temperaturen zu lagern und so den Verfall der Proben zu minimieren. Die Lagerung bei niedrigen Temperaturen stoppt auch biologische Reaktionen und Enzymaktivitäten, so dass die Qualität der Probe erhalten bleibt. Dies gewährleistet genaue Ergebnisse bei späteren Experimenten und Analysen.
Da Kryokonservierungsbehälter jedoch bei sehr niedrigen Temperaturen verwendet werden, sind das Material und die Haltbarkeit des Behälters wichtig. Die Verwendung von Behältern aus ungeeignetem Material kann zu Schäden führen.
Anwendungen von Kryokonservierungsbehältern
Kryokonservierungsbehälter werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Die wichtigsten Anwendungen sind:
1. Biologische Forschung
In der biologischen Forschung werden biologische Proben wie Zellen und Gewebe in der Regel kryokonserviert. Die biologische Aktivität in der Probe bleibt über einen langen Zeitraum erhalten. Durch die Kryokonservierung bleiben die Zellaktivität und die Proteinstruktur erhalten, die in späteren Experimenten und Analysen verwendet werden können.
In Biobanken werden auch biologische Proben in großem Umfang kryokonserviert. Sie werden als Ressourcen für die Erforschung von Krankheiten und die individualisierte Behandlung genutzt.
2. Pharmazeutische Entwicklung
Die Kryokonservierung von Biomaterialien und Zwischenprodukten im pharmazeutischen Produktionsprozess ist notwendig, um die Stabilität zu erhalten und die Produktqualität sicherzustellen. Die Kryokonservierung ist besonders wichtig für anspruchsvolle Produkte wie Biopharmazeutika, da sie empfindlich auf Temperaturschwankungen reagieren. Auch Proben für klinische Versuche werden zur späteren Analyse und Validierung kryokonserviert.
3. Medizinische Versorgung
Bei Organtransplantationen müssen einige Organe und Gewebe bei sehr niedrigen Temperaturen gelagert werden. Organe wie Herz und Nieren werden bei Temperaturen von flüssigem Stickstoff kryokonserviert, um ihre biologische Aktivität zum Zeitpunkt der Transplantation zu erhalten. Die Kryokonservierung kann die Zeit zwischen der Übereinstimmung von Organspender und -empfänger verlängern.
Die regenerative Medizin ist ein weiterer Bereich, der die Entwicklung von Stammzell- und Gewebezüchtungstherapien umfasst. Bei diesen Therapien können die eigenen Zellen und Gewebe des Patienten entnommen, verarbeitet und wiederverwendet werden. In diesem Fall wird die Kryokonservierung eingesetzt, um die Proben über einen langen Zeitraum aufzubewahren, damit sie bei Bedarf verwendet werden können.
Funktionsweise der Kryokonservierungsbehälter
Die Funktionsweise der Kryokonservierungsbehälter besteht darin, biologische Reaktionen und chemische Veränderungen zu stoppen und den Verfall und die Degeneration zu minimieren, indem Proben und Substanzen bei niedrigen Temperaturen gelagert werden. Typische Kryokonservierungsbehälter nutzen einen Mechanismus zur Aufrechterhaltung sehr niedriger Temperaturen unter Verwendung von Flüssigstickstoff oder Flüssigstickstoffverdampfern.
Flüssiger Stickstoff ist eine Flüssigkeit mit sehr niedriger Temperatur, die bei -196 °C siedet. Kryokonservierungsbehälter werden mit Flüssigstickstoff gefüllt und die Probe oder das Material wird durch den Dampf des Flüssigstickstoffs gekühlt. Flüssiger Stickstoff erzeugt beim Verdampfen ein sehr kaltes Gas, das es ermöglicht, die Probe bei einer sehr niedrigen Temperatur zu halten.
Im Kryokonservierungsbehälter erreicht die Probe bzw. der Stoff praktisch die Temperatur des flüssigen Stickstoffs und ist daher gegenüber Temperaturschwankungen in der Umgebung stabil. Durch die niedrige Temperatur des flüssigen Stickstoffs werden die Molekularbewegungen in der Probe erheblich reduziert, was die biologische Aktivität und die chemischen Veränderungen aufhalten kann. Dadurch wird sichergestellt, dass die Qualität der Probe über einen langen Zeitraum hinweg erhalten bleibt.
Kryokonservierungsbehälter werden aus speziellen Materialien und Konstruktionen hergestellt, um die Verdunstung von Flüssigstickstoff zu minimieren. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Gewährleistung eines dichten Verschlusses und der Haltbarkeit des Behälters. Die Bereitstellung dieser Elemente gewährleistet eine wirksame Kryokonservierung der Proben, ohne deren Qualität zu beeinträchtigen.
Auswahl eines Kryokonservierungsbehälters
Bei der Auswahl eines Kryokonservierungsbehälters sollten Sie auf die Art des Materials, den Temperaturbereich und das Fassungsvermögen achten. Je nach Art und Beschaffenheit der zu kryokonservierenden Probe sollte der geeignete Behältertyp gewählt werden.
Für die Konservierung von Zellen und Geweben gibt es spezielle Zellkryokonservierungsbehälter. Für die Konservierung von flüssigen Proben werden ebenfalls flüssigstickstoffbeständige Behälter benötigt.
Da Kryokonservierungsbehälter bei sehr niedrigen Temperaturen verwendet werden, sollte auch der entsprechende Bereich überprüft werden. Wenn Flüssigstickstoff verwendet wird, muss der Behälter der Dampftemperatur des flüssigen Stickstoffs standhalten können.
Je nach Menge der zu verwendenden und zu lagernden Proben sollten andere Behälter mit entsprechendem Fassungsvermögen gewählt werden. Größe und Form des Behälters haben einen Einfluss darauf, ob er die Probe effizient aufnehmen kann.