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Un conteneur de stockage cryogénique de laboratoire est une unité de stockage qui maintient les matériaux à une température cryogénique, généralement en dessous de -150 °C. Généralement utilisés dans les laboratoires, ils sont également appelés conteneurs cryogéniques de laboratoire. Les conteneurs de stockage cryogénique sont généralement fabriqués en acier inoxydable et utilisent une isolation sous vide pour maintenir les produits à des températures très basses. Les conteneurs peuvent se présenter sous deux formes principales : l'azote liquide (LN2) et les vases Dewar.
Conteneurs de stockage cryogénique de laboratoire à l'azote liquide
Les conteneurs de stockage cryogénique de laboratoire à l'azote liquide sont généralement sous la forme d'un réservoir. Ils sont principalement utilisés pour stocker du matériel biologique tel que des tissus, des cellules ou tout autre échantillon de laboratoire pendant de longues périodes. Le niveau élevé d'isolation thermique dans les conteneurs de stockage à l'azote liquide permet de conserver les échantillons pendant des années sans aucun changement ou déformation. Ceci est particulièrement important lorsqu'il s'agit de résultats de recherche précieux.
L'azote liquide sert à la fois de réfrigérant et de conservateur. Pour stocker les échantillons, ils sont généralement placés dans des flacons ou des pailles de protection. Les flacons ou les pailles sont placés dans des supports ou des crémaillères qui sont ensuite insérés dans le conteneur de stockage cryogénique. Une fois mis en place, les chercheurs peuvent vaquer à leurs occupations sans avoir à surveiller constamment le système.
Les conteneurs de stockage cryogénique à l'azote liquide sont disponibles dans plusieurs tailles différentes. De petites unités portables sont disponibles pour le stockage et le transport ainsi que de grands conteneurs fixes conçus pour un stockage de grande capacité. Certains conteneurs sont même équipés de systèmes de surveillance et de contrôle automatisés qui peuvent envoyer des alertes en temps réel pour maintenir l'intégrité des échantillons intacte.
Conteneurs de stockage cryogénique à vase Dewar
Les vases Dewar sont des conteneurs à double paroi avec un vide entre les parois. Ils ont été inventés par un physicien écossais nommé James Dewar au XIXe siècle et sont aujourd'hui généralement fabriqués en acier inoxydable. Le vide offre une excellente isolation thermique qui empêche le transfert de chaleur, gardant son contenu froid. C'est similaire à un thermos, car l'un garde les liquides chauds ou froids pendant de longues périodes.
Les conteneurs de stockage cryogénique à vase Dewar sont couramment utilisés dans les laboratoires, les établissements médicaux et les milieux industriels. Dans les laboratoires, ils sont utilisés pour stocker des gaz tels que l'oxygène liquide, le protoxyde d'azote ou l'hélium. Les vases Dewar sont utilisés dans les établissements médicaux pour la cryoconservation, le processus de conservation des cellules ou des tissus à des températures très basses. La fabrication industrielle peut utiliser des vases Dewar pour transporter des liquides ou des gaz cryogéniques.
Les vases Dewar sont disponibles en petites, moyennes et grandes tailles, avec de grandes capacités d'environ 1 000 litres. Ils sont généralement horizontaux (couchés) ou verticaux (debout). Des systèmes de contrôle numériques et des enveloppes sous vide sont souvent intégrés aux conteneurs de stockage cryogénique à vase Dewar pour surveiller en permanence la température.
Les spécifications des conteneurs cryogéniques de laboratoire varient en fonction des modèles et des marques. Voici quelques spécifications clés à prendre en compte lors du choix de ces appareils pour les laboratoires :
Tailles et capacités
Ils sont disponibles dans différentes tailles. La plus petite taille est généralement de 5 litres, tandis que la plus grande est d'environ 1 000 litres. La capacité du conteneur influera sur le nombre d'échantillons pouvant y être stockés. Par exemple, un conteneur de 35 litres peut stocker jusqu'à 300 boîtes avec 5 boîtes d'échantillons biologiques.
Conservation des échantillons
Ces conteneurs peuvent conserver des échantillons pendant au moins deux ans sans apport constant d'azote liquide. Des spécimens comme le sang, les tissus et les cellules souches restent intacts lorsqu'ils sont stockés dans ces appareils.
Soulagement de la pression
Un conteneur cryogénique doit avoir des soupapes de décharge de pression pour éviter une accumulation excessive de pression. Lorsqu'il y a trop de pression, cela peut endommager le conteneur ou provoquer une explosion.
Température
Ces conteneurs peuvent maintenir des températures extrêmement basses. La température dans le conteneur cryogénique sera inférieure à – 150 degrés Celsius. Cela permet de congeler les échantillons et d'empêcher toute réaction chimique ou activité biologique.
Fonctionnalités de sécurité
Certains conteneurs cryogéniques de laboratoire sont dotés de serrures et de contrôles d'accès. Ces fonctions de sécurité sont importantes lorsqu'on stocke des échantillons coûteux ou essentiels à la recherche.
Pour garantir qu'un conteneur de stockage cryogénique de laboratoire fonctionne bien pendant de nombreuses années, un entretien régulier est important. Voici quelques conseils d'entretien à garder à l'esprit :
Inspection hebdomadaire
Les utilisateurs doivent vérifier l'absence de dommages ou d'usure dans le conteneur cryogénique chaque semaine. Le conteneur cryogénique ne doit pas présenter de fissures ou de pièces cassées. Vérifiez également si le couvercle se ferme bien. Toute pièce desserrée ou endommagée peut permettre à du gaz ou de la chaleur de pénétrer dans le conteneur et d'affecter les échantillons à l'intérieur.
Réparations
Une fois que des pièces endommagées sont découvertes lors d'une inspection hebdomadaire, l'utilisateur doit effectuer des réparations immédiates. Cela peut impliquer le remplacement d'une pièce endommagée par une pièce neuve. Le fait de retarder les réparations peut affecter les performances du conteneur cryogénique.
Remplissages périodiques d'azote
Un conteneur cryogénique de laboratoire doit avoir un apport constant d'azote liquide. Le niveau d'azote dans le conteneur doit donc être vérifié tous les mois. Les utilisateurs doivent compléter le niveau d'azote chaque fois qu'il baisse. Cela permet de garantir que la température requise est maintenue pour protéger les échantillons à l'intérieur.
Les laboratoires du monde entier utilisent des conteneurs cryogéniques pour stocker leurs échantillons à des températures très basses afin de garantir leur conservation. Voici quelques scénarios d'utilisation de ces conteneurs :
Stockage de biospécimens
Les biobanques, les laboratoires cliniques et les instituts de recherche en biosciences utilisent des conteneurs de stockage cryogénique de laboratoire pour conserver des tissus humains, des échantillons de sang, de la salive, des cellules souches, du plasma et d'autres biobanques précieuses dans de l'azote liquide afin de garantir leur intégrité à long terme et de maintenir leur activité biologique.
Conservation des cellules et des tissus
Ces conteneurs cryogéniques sont couramment utilisés pour stocker des lignées cellulaires, des cellules primaires, des cellules souches et des tissus. Par exemple, les cellules liées à la recherche en immunologie, en oncologie et en cardiologie doivent être conservées avec soin, sinon elles se détérioreront rapidement. Le stockage cryogénique permet un accès facile à la cellule saine d'origine.
Stockage des produits pharmaceutiques et des vaccins
Les sociétés pharmaceutiques et les laboratoires de développement de vaccins utilisent des conteneurs de stockage cryogénique pour conserver les médicaments, les enzymes, les hormones et les vaccins sensibles à la température. La conservation à basse température garantit la puissance, l'efficacité et la stabilité de ces produits pharmaceutiques sensibles jusqu'à leur utilisation.
Stockage du matériel génétique
Les conteneurs de stockage cryogénique sont utilisés pour conserver des matériaux génétiques tels que l'ADN et l'ARN. Les instituts de recherche et les laboratoires de tests génétiques peuvent maintenir la stabilité et l'intégrité de ces échantillons génétiques critiques en utilisant le stockage cryogénique.
Conservation des embryons et des gamètes
Les cliniques de fertilité et les centres de recherche en reproduction utilisent des conteneurs cryogéniques pour la conservation des embryons, du sperme et des ovocytes. Le stockage cryogénique permet la conservation et le stockage réussis de ces cellules reproductrices pour l'insémination artificielle, la fécondation in vitro et les études de reproduction.
Science des matériaux et génie
Les laboratoires de science des matériaux et de génie utilisent des conteneurs cryogéniques pour des expériences à basse température et la conservation de matériaux. De solides équipes de recherche peuvent étudier les propriétés et le comportement des matériaux dans des conditions de froid extrême, comme les alliages, les céramiques, les polymères et les nanomatériaux.
Lors de l'achat de conteneurs de stockage cryogénique pour le laboratoire, plusieurs caractéristiques importantes sont à prendre en compte.
Matériel
Pour maintenir les échantillons congelés, les conteneurs cryogéniques doivent être fabriqués dans des matériaux qui sont de bons isolants. La plupart des conteneurs sont fabriqués en aluminium ou en acier inoxydable. Les doubles parois du conteneur en aluminium sont séparées par une couche de vide. Cela le rend plus léger à transporter et maintient la température plus basse. Pour les tâches difficiles, comme si le conteneur doit être déplacé souvent, l'acier inoxydable fonctionne mieux que l'aluminium. L'acier inoxydable est si solide que certains conteneurs l'utilisent pour les couches interne et externe, ce qui les rend extrêmement durables.
Stabilité
Lors du stockage d'échantillons à des températures extrêmement basses, la stabilité est très cruciale. Recherchez un conteneur avec une base solide et une répartition uniforme du poids pour garantir la stabilité. Certains conteneurs ont des pare-chocs en caoutchouc ou en mousse sur le fond pour aider à absorber les chocs et à empêcher le basculement. Les pare-chocs protègent également le conteneur contre l'usure.
Tolérance à la température
La tolérance à la température fait référence à la capacité des conteneurs cryogéniques à fonctionner correctement à des températures extrêmement basses. Il est essentiel de choisir des conteneurs construits à partir de matériaux qui conservent leur intégrité et leurs performances à des températures cryogéniques. Des matériaux tels que l'acier inoxydable et certains plastiques, comme le polypropylène, sont connus pour leur durabilité et leur résistance à la fragilisation ou à la déformation lorsqu'ils sont exposés à des températures cryogéniques. Il est important de choisir des conteneurs avec une tolérance à la température qui correspond à la plage de température cryogénique spécifique requise pour l'application prévue.
Dimensions et capacité
Les laboratoires utilisent des conteneurs de stockage cryogénique de dimensions et de capacités variables pour accueillir des quantités et des tailles d'échantillons distinctes. Ces conteneurs sont conçus pour conserver des échantillons tels que des matériaux biologiques, des tissus, des cellules et du matériel génétique comme l'ADN. Le choix des dimensions et de la capacité appropriées est crucial pour garantir une conservation et une organisation adéquates des échantillons précieux. Que ce soit pour stocker un petit nombre d'échantillons ou un volume plus important, il existe des conteneurs cryogéniques disponibles avec différentes tailles et capacités de stockage pour répondre aux besoins spécifiques du laboratoire.
Taux d'évaporation
Le taux d'évaporation des conteneurs cryogéniques fait référence à la vitesse à laquelle l'azote liquide ou l'hélium à l'intérieur du conteneur s'évapore. Cela indique à quelle vitesse le conteneur perd son liquide cryogénique, ce qui peut entraîner une augmentation de la température et compromettre potentiellement la conservation des échantillons stockés. Choisir un conteneur avec un faible taux d'évaporation permet de minimiser la perte de liquide cryogénique et de garantir que les échantillons restent aux basses températures appropriées pour leur conservation.
Q1 : Pendant combien de temps les conteneurs cryogéniques peuvent-ils conserver des échantillons ?
A1 : Les conteneurs cryogéniques peuvent conserver des échantillons pendant plusieurs années en maintenant la plage de température appropriée.
Q2 : Quels sont les avantages de l'utilisation d'un conteneur de stockage cryogénique de laboratoire ?
A2 : Les avantages incluent la conservation à long terme des échantillons, la protection contre l'activité biologique et le maintien de l'intégrité des échantillons.
Q3 : Les utilisateurs peuvent-ils ouvrir un conteneur de stockage cryogénique sans affecter la température à l'intérieur ?
A3 : Oui, la plupart des conteneurs cryogéniques sont conçus pour permettre un accès intermittent sans baisse de température significative.
Q4 : Les conteneurs de stockage cryogénique sont-ils portables ?
A4 : Oui, les conteneurs cryogéniques à azote liquide et en phase vapeur sont disponibles en versions portables pour le travail de terrain ou les activités sur site. Les conteneurs cryogéniques portables peuvent être transportés en véhicule ou à la main. Mais, bien sûr, des précautions de sécurité doivent être prises.
