Congeladores de laboratorio
Introducción
Un ultracongelador o congelador de temperatura ultrabaja (ULT, por sus siglas en inglés) es un refrigerador que almacena contenido entre -40 a -86 °C.[1] Un ultracongelador se conoce comúnmente como «congelador de -80», en referencia al estándar de temperatura más común.[2] Los ultracongeladores vienen en formatos de congelador vertical y horizontal.
Uso
En contraste con el almacenamiento de muestras a corto plazo de 4 a -20 °C mediante el uso de refrigeradores o congeladores estándar, muchos laboratorios de biología molecular o ciencias de la vida necesitan la criopreservación a largo plazo (incluidas infraestructuras de cadena de frío) de muestras biológicas como ADN, ARN, proteínas, extractos de células o reactivos. Para reducir el riesgo de daños en las muestras, estos tipos de muestras necesitan temperaturas extremadamente bajas de -80 a -86 °C. Las células de mamíferos a menudo se almacenan en vasos Dewar que contienen nitrógeno líquido a -196 °C.[3] Los congeladores horizontales criogénicos pueden alcanzar temperaturas de hasta -150 °C y puede incluir un respaldo de nitrógeno líquido.
Las muestras biológicas en ultracongeladores a menudo se almacenan en tubos de polímero y microtubos, generalmente dentro de cajas de almacenamiento que comúnmente están hechas de cartón, plásticos de polímero u otros materiales. Los microtubos se colocan en cajas de almacenamiento que contienen una rejilla de divisores que normalmente permiten almacenar 64, 81 o 100 tubos. Los ultracongeladores estándar pueden almacenar aproximadamente de 350 a 450 cajas de microtubos.[4].
Consumo de energía
Debido a la baja temperatura, el ultracongelador consume grandes cantidades de energía eléctrica,[5] y, por lo tanto, su funcionamiento es caro. En 2010, laUniversidad de Stanford tenía más de 2 mil ultracongeladores, que usaban aproximadamente 40 mil millones de BTU de energía y le costaban a la universidad $ 5,6 millones al año. Los ultracongeladores desarrollados más recientemente consumen menos energía.[6].
En los últimos años, algunos científicos han comenzado a sugerir que los laboratorios mantengan los ultracongeladores en -70 °C en lugar de -80 °C para conservar energía y disminuir el desgaste del compresor "Compresor (máquina)") del congelador.[7][8].
Ciclo de refrigeración
Los ultracongeladores que emplean el sistema de refrigeración en cascada utilizan hasta 20 veces la huella energética de los frigoríficos domésticos y se utilizan para refrigerar con fluidos de gases de efecto invernadero (normalmente hidrofluorocarbono R-508B ).[5] Los ultracongeladores modernos emplean mezclas de gases HC (es decir, hidrocarburos ): típicamente, etano y propano.
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Referencias
- [1] ↑ Gumapas, Leo Angelo M.; Simons, Glenn (2013). «Factors affecting the performance, energy consumption, and carbon footprint for ultra low temperature freezers: Case study at the National Institutes of Health». World Review of Science, Technology and Sustainable Development 10: 129. doi:10.1504/WRSTSD.2013.050786.: https://dx.doi.org/10.1504%2FWRSTSD.2013.050786
- [2] ↑ «Ultra-Low Temperature Freezer Program | Penn Sustainability». www.sustainability.upenn.edu. Archivado desde el original el 27 de enero de 2021. Consultado el 11 de noviembre de 2020.: https://web.archive.org/web/20210127184049/https://sustainability.upenn.edu/participate/staff-and-faculty/ultra-low-temp-freezer-program
- [3] ↑ McCullough, Jeffrey (13 de noviembre de 2009). «Long-term Cryopreservation of Human and other Mammalian Cells at −80°C for 8 Years». Transfusion 50 (4): 808-819. PMID 19912586. doi:10.1111/j.1537-2995.2009.02482.x. Consultado el 27 de febrero de 2021.: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1537-2995.2009.02482.x
- [4] ↑ «Cryogenic and Freezer Boxes». Fisher Scientific. Consultado el 27 de febrero de 2021.: https://www.fishersci.com/us/en/browse/90086043/cryogenic-and-freezer-boxes.html
- [5] ↑ a b Berchowitz, David; Kwon, Yongrak (2012). «Environmental Profiles of Stirling-Cooled and Cascade-Cooled Ultra-Low Temperature Freezers». Sustainability 4 (11): 2838-2851. doi:10.3390/su4112838.: https://dx.doi.org/10.3390%2Fsu4112838