क्रायोफिक्सेशन
क्रायोफिकेशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए नमूना तैयार करने के पहले चरण के रूप में जैविक सामग्री के निर्धारण या स्थिरीकरण के लिए एक तकनीक है।[1] क्रायोफिक्सेशन के लिए विशिष्ट नमूनों में पौधे या पशु ऊतक (जीव विज्ञान) के छोटे नमूने, सूक्ष्मजीवों या सुसंस्कृत कोशिकाओं के सेल निलंबन, वायरस या वायरस कैप्सिड्स के निलंबन और शुद्ध बड़े अणुओं के नमूने, विशेष रूप से प्रोटीन शामिल हैं।[2][3] क्रायो निर्धारण प्रकार
1. ठंड-सुखाने
2. हिमीकरण-प्रतिस्थापन
3. ठंड-नक़्क़ाशी
ठंड लगना
इस विधि में तरल नाइट्रोजन (−196 °C) या उससे नीचे के तापमान पर छोटे ऊतक या कोशिका के नमूनों को अल्ट्रा-रैपिड कूलिंग करना शामिल है, सभी गति और चयापचय गतिविधि को रोकना और पदार्थ की सभी तरल अवस्था को जमने से आंतरिक संरचना को संरक्षित करना। आमतौर पर, एक नमूना तरल नाइट्रोजन में या तरल नाइट्रोजन द्वारा ठंडा कंटेनर में तरल एटैन या तरल प्रोपेन में डाला जाता है। अंतिम उद्देश्य नमूने को इतनी तेजी से जमाना है (104 से 106 K प्रति सेकंड) कि बर्फ के क्रिस्टल बनने में असमर्थ हैं, या नमूने की पूर्ण संरचना को नुकसान पहुंचाने के लिए पर्याप्त रूप से बड़े होने से रोका गया है। अनाकार बर्फ में नमूनों वाले नमूनों का निर्माण जैविक क्रायोमिक्रोस्कोपी की पवित्र कब्र है।[citation needed]
व्यवहार में, मोटाई में कुछ माइक्रोमीटर से अधिक के नमूनों में अनाकार बर्फ का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त उच्च शीतलन दर प्राप्त करना बहुत मुश्किल है। इस प्रयोजन के लिए, एक नमूने को उसके क्वथनांक (-196 °C) पर तरल नाइट्रोजन में डुबाना[4] कई कारणों से नमूना हमेशा पर्याप्त तेजी से स्थिर नहीं होता है। सबसे पहले, तरल नाइट्रोजन इंसुलेटिंग की एक फिल्म बनाने वाले नमूने के चारों ओर तेजी से उबलती है N
2 गैस जो क्रायोजेनिक तरल में गर्मी हस्तांतरण को धीमा कर देती है, जिसे लीडेनफ्रॉस्ट प्रभाव के रूप में जाना जाता है। नमूना को उसमें डुबाने से पहले कुछ दस सेकंड के लिए एक रोटरी फलक वैक्यूम पंप के साथ तरल नाइट्रोजन को पंप करके शीतलन दर में सुधार किया जा सकता है। यह तरल नाइट्रोजन के तापमान को उसके क्वथनांक से कम कर देता है, ताकि जब नमूने को इसमें डुबाया जाए, तो यह थोड़े समय के लिए नमूने को बारीकी से ढँक देता है और इससे अधिक कुशलता से गर्मी निकालता है। तरल प्रोपेन या ईथेन में नमूनों को डुबाकर भी तेजी से शीतलन प्राप्त किया जा सकता है (ईथेन अधिक कुशल पाया गया है)[5] तरल नाइट्रोजन का उपयोग करके उनके गलनांक के बहुत करीब ठंडा किया जाता है[6] या तांबे या चांदी से बनी अत्यधिक पॉलिश की गई तरल नाइट्रोजन-ठंडी धातु की सतहों के खिलाफ नमूने को पटक कर।[7] दूसरे, पानी के दो गुण ही बड़े नमूनों में तेजी से क्रायोफिकेशन को रोकते हैं।[8] धातुओं की तुलना में बर्फ की ऊष्मीय चालकता बहुत कम होती है, और पानी जमने के साथ-साथ संलयन की अव्यक्त गर्मी को छोड़ता है, जिससे कुछ माइक्रोमीटर से अधिक मोटे नमूनों में तेजी से ठंडा हो जाता है।
उच्च दबाव ठंड
उच्च दबाव बर्फ के बड़े क्रिस्टल के गठन को रोकने में मदद करता है। सेल्फ प्रेशराइज्ड रैपिड फ्रीजिंग (SPRF) कई अलग-अलग क्रायोजेन्स का उपयोग कर सकता है, जिसे हाल ही में हाई प्रेशर फ्रीजिंग (HPF) के लिए एक आकर्षक और कम लागत वाले विकल्प के रूप में देखा गया है।[9] कोल्ड प्रेशराइज्ड नाइट्रोजन लगभग 123K तापमान पर इथेनॉल को प्रतिस्थापित करता है। इसके बाद गर्म इथेनॉल को LN2 को जमने से निष्कासित कर दिया जाता है और सबसे अधिक संभावना एक इथेनॉल-नाइट्रोजन मिश्रण का उत्पादन करती है जो धीरे-धीरे ठंडा और ठंडा हो जाता है।
फ्रीज-सुखाने
उचित फ्रीज सुखाने के साथ सुखाने का समय 30% तक कम हो जाता है। [11]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Pilhofer, Martin; Ladinsky, Mark S.; McDowall, Alasdair W.; Jensen, Grant J. (2010). बैक्टीरियल टीईएम. Methods in Cell Biology. Vol. 96. pp. 21–45. doi:10.1016/S0091-679X(10)96002-0. ISBN 9780123810076. ISSN 0091-679X. PMID 20869517.
- ↑ Echlin P (1992). कम तापमान माइक्रोस्कोपी और विश्लेषण. New York: Plenum Publishing Corporation.
- ↑ Dubochet J, Adrian M, Chang JJ, Homo JC, Lepault J, McDowall AW, Schulz P (1988). "विट्रिफाइड नमूनों की क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी" (PDF). Quarterly Reviews of Biophysics. 21 (2): 129–228. doi:10.1017/s0033583500004297. PMID 3043536. S2CID 2741633.
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- ↑ Ryan, Keith P. (1992). "Cryofixation of tissues for electron microscopy: a review of plunge cooling methods" (PDF). Scan. Microsc. 6 (3): 715–743.
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- ↑ Leunissen Jan L.M. and Yi H. (2009). "Self-pressurized rapid freezing (SPRF): a novel cryofixation method for specimen preparation in electron microscopy". J. Microsc. 235 (1): 25–35. doi:10.1111/j.1365-2818.2009.03178.x. PMID 19566624. S2CID 205342519. Archived from the original on 2013-01-05.
- ↑ Studer, D (September 1995). "उच्च दबाव ठंड द्वारा आर्टिकुलर उपास्थि का विट्रिफिकेशन". Journal of Microscopy. 179 (3): 321–322. doi:10.1111/j.1365-2818.1995.tb03648.x. PMID 7473694. S2CID 32347571.
- ↑ Silva, A. C. C.; Schmidt, F. C. (2019-10-01). "विभिन्न प्रक्रिया स्थितियों के तहत कॉफी निकालने का वैक्यूम फ्रीजिंग". Food and Bioprocess Technology (in English). 12 (10): 1683–1695. doi:10.1007/s11947-019-02314-x. ISSN 1935-5149. S2CID 201644501.
