A tecnologia de processo operacional do dispositivo totalmente automático de geração de nitrogênio líquido com eletroscópio de frio (Cryo-EM) é usada principalmente para o resfriamento rápido das amostras, permitindo que as amostras mantenham sua estrutura original a temperaturas extremamente baixas e evitem danos como a cristalização de gelo de água durante a preparação da amostra. Aqui estão os processos operacionais típicos e as etapas técnicas do dispositivo:
1. Preparação do equipamento
Verifique o estado do equipamento: Certifique-se de que o frigoelétroscópio e o dispositivo de nitrogênio líquido estão funcionando corretamente, incluindo o sistema de armazenamento de nitrogênio líquido, o fornecimento de gás e o sistema de controle de temperatura.
Verifique a quantidade de nitrogênio líquido: certifique-se de que o nitrogênio líquido no tanque é suficiente e que não há vazamentos. Em geral, é necessário garantir que o nitrogênio líquido seja suficiente para garantir o efeito de resfriamento durante todo o processo operacional.
2. Preparação da amostra
Fixação da amostra: Coloque a amostra a ser observada na grade para o eletroscópio. As amostras podem ser compostos de proteínas, vírus, células ou outros materiais que precisam ser congelados.
Revestimento da amostra: reveste uniformemente uma camada fina de película da amostra na grade para garantir que a amostra se espalhe uniformemente e evite que a amostra excessivamente grossa cause opacidade ou atenuação do sinal.
3. Iniciação do dispositivo de nitrogênio líquido
Gasificação automática de nitrogênio líquido: o dispositivo de geração de nitrogênio líquido converte o nitrogênio líquido de líquido em gás através de um gasificador para uso no sistema de refrigeração. O nitrogênio líquido gás fornece baixas temperaturas contínuas para a amostra através de tubulações ou caixas de refrigeração.
Ativação do sistema de resfriamento: Inicie o sistema de resfriamento para garantir que a amostra alcance a baixa temperatura rapidamente. O processo geralmente define uma temperatura objetivo (por exemplo, -196 ° C) e um tempo de resfriamento (por exemplo, entre segundos e minutos).
Monitoramento do tempo de resfriamento: os dispositivos de nitrogênio líquido geralmente são equipados com sensores de temperatura e sistemas de controle automático para monitorar o resfriamento da amostra em tempo real. Tempos de resfriamento muito longos podem afetar a qualidade da amostra e muito curtos podem fazer com que a amostra não se resfrie completamente.
4. resfriamento da amostra
Resfriamento rápido: através de um sistema totalmente automático, o dispositivo de geração de nitrogênio líquido garante que a amostra se resfrie rapidamente após entrar em contacto com o nitrogênio líquido. Este processo garante que a umidade na amostra seja rapidamente convertida em gelo amorfo, evitando a cristalização, mantendo assim a estrutura original da amostra.
Controle de temperatura e proteção: os dispositivos de geração de nitrogênio líquido são geralmente equipados com um sistema de controle de temperatura que ajusta automaticamente o fluxo de gás e a temperatura para garantir a uniformidade no processo de resfriamento da amostra.
Armazenamento e transferência de amostras
Armazenamento de amostras congeladas: uma vez concluído o resfriamento da amostra, ela pode ser transferida rapidamente para um tanque de nitrogênio líquido para armazenamento a longo prazo. As amostras congeladas podem ser mantidas estáveis no nitrogênio líquido, evitando mudanças estruturais ou degradação.
Transferência da amostra para o eletroscópio: a amostra congelada precisa ser transferida para o banco de amostragem do eletroscópio a temperaturas extremamente baixas. Os dispositivos automáticos de nitrogênio líquido geralmente são equipados com um sistema de transferência rápida para garantir que a amostra não descongela durante a transferência.
Monitoramento e Automação
Monitoramento automatizado: os dispositivos modernos de geração de nitrogênio líquido totalmente automático de frigoelectroscópio são geralmente equipados com um sistema de monitoramento em tempo real que pode registrar dados de cada etapa da operação (como temperatura, tempo, fluxo, etc.) e pode gerar relatórios automaticamente. Esses dados ajudam os pesquisadores a entender os detalhes do processo de preparação da amostra.
Sistema de alarme: o equipamento geralmente é equipado com um sistema de alarme, se houver uma interrupção no fornecimento de nitrogênio líquido, a temperatura não atingir o padrão, o sistema alarmará automaticamente para garantir a segurança da operação.
7. Fim da operação
Terminar a operação: após a conclusão do processo de resfriamento, o equipamento desliga automaticamente o fornecimento de nitrogênio líquido, salvando as configurações de temperatura e fluxo de gás para garantir a conveniência da próxima utilização.
Extração da amostra: uma vez que a amostra é resfriada e estável, ela pode ser retirada do sistema operacional de eletroscópio para serem preparadas para observações ou análises adicionais.
Tecnologias-chave
Tecnologia de controle de automação: Controle preciso do processo de resfriamento, incluindo uso de nitrogênio líquido, regulação de temperatura e controle de tempo.
Monitoramento de temperatura em tempo real: através de sensores e sistemas de controle, assegure que a amostra mantenha o ambiente de baixa temperatura adequado durante todo o processo para evitar a deterioração da amostra.
Sistema de proteção de segurança: os dispositivos automáticos de nitrogênio líquido geralmente têm funções de proteção contra pressão, fluxo e temperatura para evitar falhas no equipamento e problemas de segurança operacional.
Este processo operacional garante de forma eficaz a estabilidade e a precisão das amostras em experimentos de eletroscópio e reduz o risco de erros de operação manual.