Los científicos y los profesionales de la investigación utilizan el nitrógeno líquido (LN2) para almacenar y conservar materiales biológicos. El nitrógeno líquido es la forma líquida del elemento nitrógeno y se considera un líquido criogénico, lo que significa que alcanza temperaturas inferiores a 0 ℃. En definitiva, el nitrógeno líquido es una herramienta fundamental para la investigación científica.
El papel del nitrógeno líquido en el almacenamiento criogénico
La conservación criogénica de muestras es un método utilizado para evitar la degradación de materiales biológicos. Por debajo de -135 ℃, todas las funciones biológicas se detienen, lo que significa que las células y otras muestras pueden permanecer en su estado actual durante largos periodos.
El nitrógeno líquido se mantiene de forma natural a una temperatura criogénica, con un punto de ebullición de -195,8 ℃ y un punto de congelación de -210 ℃. El rango único de temperaturas extremadamente bajas del nitrógeno líquido lo hace esencial para la bioconservación y la investigación celular.
El nitrógeno líquido puede utilizarse para almacenar diversos materiales orgánicos, como células, tejidos y muestras genéticas. Gracias a su eficacia en la congelación rápida de muestras, el nitrógeno líquido permite a los científicos almacenar muestras a largo plazo y minimiza su degradación.
La diferencia entre el almacenamiento de nitrógeno líquido y los congeladores de temperatura ultrabaja
Los laboratorios y los biobancos disponen de dos opciones para el almacenamiento a temperatura ultrabaja: el nitrógeno líquido (ya sea en fase líquida o gaseosa) o la crioconservación mecánica mediante un congelador de temperatura ultrabaja (ULT). Ambas opciones son métodos eficaces para almacenar muestras biológicas, y la mejor elección dependerá de sus necesidades y requisitos.
Almacenamiento
Los ultracongeladores mecánicos suelen funcionar con un compresor o motor y existen en varios tamaños. El tamaño del congelador vendrá determinado por la capacidad de almacenamiento y el espacio disponible en sus instalaciones.
Los ultracongeladores verticales, como el SU780XLE, suelen permitir la mayor capacidad de almacenamiento sin ocupar mucho espacio. Los ultracongeladores funcionan mejor cuando el aire frío del interior no se interrumpe y se aprovecha al máximo el espacio de almacenamiento. Los materiales de muestra deben estar bien organizados para facilitar su recuperación y garantizar que la puerta permanezca abierta el menor tiempo posible.
El nitrógeno líquido puede utilizarse tanto en forma líquida como vaporizada para almacenar muestras biológicas. En la forma líquida, las muestras se sumergen directamente en el LN2. Los avances tecnológicos han permitido el uso de congeladores de nitrógeno en fase vapor, en los que las muestras se almacenan sobre el nitrógeno líquido en lugar de directamente en él.
El método preferido para el almacenamiento a largo plazo tiende a ser el almacenamiento en fase líquida; sin embargo, los congeladores en fase vapor son mucho más convenientes. Muchos congeladores de vapor cuentan con una tapa que puede abrirse en la parte superior y una plataforma giratoria que permite acceder a la gradilla de muestras correspondiente.
Los investigadores que necesitan acceder a las muestras de forma regular y frecuente suelen preferir los congeladores mecánicos, mientras que quienes necesitan soluciones de almacenamiento a más largo plazo se decantan por el nitrógeno líquido.
Protocolos personales de seguridad en el almacenamiento
Los congeladores de temperatura ultrabaja normalmente sólo requieren guantes como equipo de protección individual (EPI). No existen riesgos significativos para el personal ni requisitos de ventilación cuando se manipulan muestras en un congelador ULT.
Cuando se trabaja con nitrógeno líquido, es crucial comprender los peligros que conlleva y cómo manipular el líquido de forma segura. Al ser extremadamente frío, el nitrógeno líquido puede provocar congelaciones graves si entra en contacto con tejidos vivos. Además, añadir grandes cantidades de nitrógeno al aire reduce la cantidad de oxígeno, lo que puede provocar asfixia.
Por lo tanto, la manipulación de nitrógeno líquido implica amplias precauciones de seguridad. El nitrógeno líquido nunca debe manipularse sin el EPP, que incluye:
- Pantalla facial y gafas sin ventilación contra salpicaduras químicas
- Guantes criogénicos aislantes
- Zapatos cerrados
- Camisa de manga larga y pantalones
- Delantal de cuero o material no absorbente
El nitrógeno líquido sólo debe utilizarse en zonas bien ventiladas y almacenarse en recipientes capaces de soportar temperaturas extremadamente bajas y que no se degraden en contacto con el LN2. Los manipuladores deben utilizar un recipiente aislado, como un matraz Dewar.
El líquido nunca debe almacenarse en un contenedor sellado sin un dispositivo de alivio de presión. Debido a la relación de expansión de líquido a gas, puede producirse una acumulación de presión cuando el nitrógeno líquido se evapora. Disponer de un dispositivo de alivio de presión en el recipiente ayuda a mantener el líquido regulado y a no provocar una explosión.
Si planea utilizar nitrógeno líquido para el almacenamiento criogénico, la implementación de procedimientos operativos estándar será crucial para mantener la seguridad del laboratorio.
Control de temperatura
La mayor diferencia entre los congeladores ULT mecánicos y los congeladores de nitrógeno líquido es el rango de temperatura. Los congeladores ULT mecánicos utilizan un refrigerante y tienen un rango de temperatura de -50℃ a -80℃. Proporcionan una temperatura uniforme de arriba a abajo en toda la cámara de almacenamiento y no están sujetos a fluctuaciones de temperatura...
Los congeladores de vapor pueden almacenar muestras a temperaturas tan bajas como -150℃. En los congeladores de almacenamiento de vapor, el nitrógeno líquido suele introducirse en la parte inferior del congelador y el vapor se utiliza para enfriar los bastidores superiores. Esto puede dar lugar a gradientes de temperatura dentro de la unidad que tienen el potencial de causar la degradación de la muestra biológica.
Algunos biobancos utilizan tanto congeladores mecánicos como congeladores de nitrógeno líquido, ya que congelar las muestras demasiado rápido puede dañarlas. Los congeladores mecánicos pueden utilizarse para reducir gradualmente la temperatura de las muestras antes de someterlas a un almacenamiento a largo plazo en nitrógeno líquido.
Preguntas frecuentes
En relación con el nitrógeno líquido y sus usos, la gente también pregunta:
¿Por qué se utiliza el nitrógeno líquido para almacenar materiales biológicos?
El nitrógeno líquido se utiliza para el almacenamiento de materiales biológicos, ya que puede alcanzar temperaturas muy bajas de -196 ℃ y ayudar a prevenir la degradación celular en estos materiales.
¿Para qué se utiliza el nitrógeno líquido?
El nitrógeno líquido se utiliza a menudo para la refrigeración y el almacenamiento criogénico a temperaturas extremadamente bajas.
¿Cómo puede utilizarse el nitrógeno líquido de forma segura?
El nitrógeno líquido sólo debe manipularse lenta y cuidadosamente y en zonas bien ventiladas. Esto también incluye el uso de recipientes cubiertos y homologados que puedan soportar temperaturas extremadamente bajas.
¿Qué clase de peligro tiene el nitrógeno líquido?
El nitrógeno líquido es de clase de riesgo 2.2 y se considera un gas no inflamable.
Para obtener más información sobre el uso del nitrógeno líquido para el almacenamiento de materiales biológicos, ponte en contacto con Stirling Ultra Cold Freezers.
