Способ замораживания эмбрионов

Способ замораживания эмбрионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области биологии, а именно к трансплантации эмбрионов сельскохозяйственных животных , и может быть использовано при криоконсервировании живых биологических клеток. Целью изобретения является повьшзение выхода жизнеспособных эмбрионов после процесса замораживания . Способ заключается в том, что вертикальный контейнер с соломинкой , содержащей эмбрионы с криопротекторной средой, помещают в хладагент с неравномерным по высоте температурным полем, значение верхней границы которого равно точке замерзания криопротекторной среды, а нижней границы - на 30-35°С меньше. Применение способа позволяет достичь сохранности эмбрионов до 89,4%. Диаметр контейнера и его общую высоту Ф экспериментально подбирают на ос (Л новании произведенного оценочного расчета толщины стенки. 2 ил.

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) SU {!1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3751528/30-15 (22) 21.04.84 (46) 07.10.86. Бюл. М - 37 (71 ) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт животноводства (72) Н.И. Сергеев и А.А. Плаксеев (53) 578.684(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1017889, кл. F 25 D 3/10, 1983.

Патент С1ЦА У 4327799, кл. 165-2, 1982. (54) СПОСОБ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ЭМБРИОНОВ (57) Изобретение относится к области биологии, а именно к трансплантации эмбрионов сельскохозяйственных живот-ных, и может быть использовано при криоконсервировании живых биологи(SO 4 С 12 N 5/00 А 01 К 67/02 ческих клеток. Целью изобретения является повышение выхода жизнеспособных эмбрионов после процесса замораживания. Способ заключается в том, что вертикальный контейнер с соломинкой, содержащей эмбрионы с криопротекторной средой, помещают в хладагент с неравномерным по высоте температурным полем, значение верхней границы которого равно точке замерзания криопротекторной среды, а нижней границы — на 30-35 С меньше. Применение способа позволяет достичь сохранности эмбрионов до 89,4Х. Диаметр контейнера и его общую высоту экспериментально подбирают на основании произведенного оценочного расчета толщины стенки. 2 ил.

1261949

Изобретение относится к области биологии, а именно к трансплантации эмбр юнов сельскохозяйственных животных, и может быть использовано при криоконсервировании живых биоло — 5 гических клеток.

Целью изобретения является повышение выхода жизнеспособных эмбрионов после процесса замораживания.

На фиг. 1 представлено устройство, с помощью которого реализуется способ охлаждения и глубокого замораживания эмбрионов; на фиг. 2 — диаграмма скорости охлаждения биообьекта.

Для этого теплоизоляционный контейнер с соломинкой, содержащей эмбрионы, помещают в газообразный хладагент с неравномерным температурI ным полем, в котором верхняя граница соответствует точке замерзания криопротекторной среды, а нижняя о на 30-35 С ниже верхней. Охлаждение эмбрионов начинают со скоростью а

5 С/мин нижней части соломинки и

2,5 С/мин верхней, с постепенным уменьшением скорости охлаждения всего образца до О С/мин.

Ус ройство для охлаждения и глубокого замораживания эмбрионов содержит широкогорлый сосуд Дьюара (фиг. 1) с жидким азотом, соломинку

2 с биообъектом, вставленную в контейнер 3 цилиндрической формы, выполненный из материала с незначительной теплопроводностью, держатель 4, газообразную среду 5 с неравномерным температурным полем и штатив 6. Устройство комплектуется прибором для измерения температуры с точечным дат- 40 чиком (термопарой).

Устройство работает следующим образом.

Производят одноразовую подготовительную работу для определения тем- 45 пературного поля, в котором будет происходить процесс замораживания, времени замораживания, габаритов контейнера и соломинки. Сосуд Дьюара заправляют жидким азотом в объеме пятой части. После прекращения кипения хладагента точечным температурным датчиком с прибором определяют зону газообразного температурного поля а-Ь, где температура в зоне а должна соответствовать гочке замерзания криопротекторной среды t1 (фиг. 2), в которой происходит эамораживание зародыша, а в точке Ь быть в четыре раза ниже ее (t ai. Высота рабочей части соломинки 2 (фиг. 1) должна соответствовать размеру Н, a abK .oaa контейнера Н < быть больше на величину его радиуса.

Диаметр контейнера 3 рассчитывается в соответствии с предполагаемой начальной скоростью охлаждения. Завершающая часть подготовки устройства к замораживанию заключается в определении времени замораживания

Т -T > (фиг. 2), для чего контейнер 3 (фиг. 1) без биообъекта держателем

4 опускают в неравномерное температурное поле на уровень Н с помощью штатива 6, при этом температурный датчик устанавливается в контейнер в верхней его точке на уровне зоны а и фиксируется время понижения температуры до ее стабилизации T>-T> (фиг. 2) . Это время определяет дли— тельность замораживания биообъекта.

Таким образом, устройство готово к многократному использованию.

Процесс охлаждения и глубокого замораживания эмбрионов проводят следующим образом.

Соломинку 2 (фиг. 1) с биообъектом опускают в контейнер 3, который устанавливают на днище держателя 4, и фиксируют время начала охлаждения

Т (фиг. 2). Поскольку биообъект расположен в неравномерном температурном поле, то температура нижней части соломинки цостигает точки замерзания t1 быстрее, чем верхней, где возбуждает внеклеточное кристаллообразование, которое медленно распространяется вверх в соломинке до конца замораживания за время Т„ -Т, Такой способ обеспечивает выживание зародышей как в период фазовой трансформации криопротекторной среды и биообъекта (при медленном кристаллообразовании всего биообъекта осмотическая реакция клетки успевает отдать воду во внеклеточную среду), так и в процессе всего цикла охлаждения, который происходит по заданному режиму, По истечении времени ҄— Тэ контейнер 3 (фиг. 1) вынимают из сосуда Дьюара, а соломинку опускают в жидкий азот и отправляют в эмбриобанк, после чего процесс замораживания окончен.

1261949 где dT начальная разность темпера- 25 туры между стенкой контейнера на изменяемом уровне и газообразным азотом;

+20 С вЂ (-40ОC)=60 (+20 С— начальная температура кон- 30 тейнера перед охлаждением); начальная скорость охлаждения, С/с; коэффициент температуро, проводности материала (а= 3g

=3/ р. с, где Я вЂ” теплопроводность; P — плотность; теплоемкость).

Пример . Замораживание производят с использованием универсального штатива и сосуда Дьюара с гидравлическим объемом 5,5 л и диаметром горловины 190 мм. 5

Сосуд Дьюара наполняют жидким азотом до уровня 5 см от дна (пятая часть емкости), ожидают прекращение бурного кипения хладагента и определяют температурное поле а-b (фиг. 1) с помощью электронного потенциометра с точечной термопарой, градуированной по ХК-68. Рабочая зона температурного поля с учетом температурной характеристики криопротекторной сре- 15 ды составляет 60 мм по высоте. Этот же размер определяет высоты рабочей части соломинки. Затем производят оценочный расчет толщины контейнера по заданному начальному режиму ох- 20 лаждения в точке Ь (5 С/мин) по формуле То ", (1) Материалом выбран тек толит. Для него а=(1,5-1,7)"10 м /с. Тогда по формуле (I), (1 - 1,1 см.

На основании произведенного оценочного расчета толщины стенки эксперюкентально подбирают диаметр контейнера и его общую высоту: d=40 мм, Ь=80 мм. Диаметр соломинки берут стандартный — 3 мм, а гнездо контейнера на 0,2 мм больше. Расход хладагента на цикл замораживания 0,5 л.

Аналогично производится выбор контейнеров для других режимов охлаждения при определении пределов замораживания эмбрионов животных. Использование способа позволяет достичь со ранности эмбрионов 89,4%.

Формула изобретения

Способ замораживания эмбрионов в соломинке с криопротекторной средой путем ее помещения в вертикальный контейнер и последующего охлаждения в газообразном хладагенте, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода жизнеспособных эмбрионов после процесса замораживания, охлаждение контейнера с соломинкой, содержащей эмбрионы с криопротекторной средой, осуществляют в газообразном хладагенте с неравномерным по высоте температурным полем, значение верхней границы которого равно точке замерза ния криопротекторной среды, . о а нижней границы — на 30-35 С меньше

1261949

Ъ ж!

i

1

1

I о г т

Ое (Рм Г

Составитель И, Тареева

Редактор Н. Егорова . Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяга

Заказ 5297/19 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4