La tecnología de microscopía crioelectrónica (cryo - em) se ha utilizado ampliamente en biología, química y Ciencias de materiales en los últimos años, especialmente en la investigación de Biología estructural de alta resolución, y se ha convertido en una herramienta importante. La microscopía crioelectrónica depende de la congelación rápida de las muestras para evitar que el agua se congele en cristales, manteniendo así la estructura de biomacromoles y otras muestras en su estado natural.
El dispositivo automático de generación de nitrógeno líquido de microscopía crioelectrónica es una parte clave de los experimentos de microscopía crioelectrónica, que generalmente se utiliza para proporcionar el entorno de baja temperatura necesario para las muestras congeladas. Para garantizar la estabilidad, fiabilidad y eficiencia de la operación, el dispositivo generador de nitrógeno líquido debe tener un sistema de control totalmente automatizado que pueda ajustar y mantener con precisión el suministro y la temperatura del nitrógeno líquido.
Principio de funcionamiento del generador automático de nitrógeno líquido de microscopía electrónica de congelación
Reposición automática de nitrógeno líquido
El dispositivo está conectado al sistema de enfriamiento de la microscopía electrónica de congelación a través de un tanque de nitrógeno líquido. El nitrógeno líquido se evapora gradualmente durante su uso, y el dispositivo está equipado con un sistema de monitoreo de nivel de líquido para monitorear automáticamente el nivel de nitrógeno líquido a través de sensores y activar automáticamente el complemento de nitrógeno líquido cuando el nivel de líquido cae al límite inferior preestablecido.
Una vez que el nitrógeno líquido se consume hasta cierto punto, el sistema activará automáticamente la válvula de suministro de nitrógeno líquido, introduciendo nitrógeno líquido del tanque de almacenamiento en el sistema de congelación para garantizar que el suministro de nitrógeno líquido continúe estable.
Monitoreo y control de temperatura
El generador automático de nitrógeno líquido estará equipado con sensores de temperatura para monitorear la temperatura del sistema en tiempo real. El sistema puede ajustar con precisión el flujo de nitrógeno líquido de acuerdo con la demanda para mantener un ambiente de baja temperatura de microscopía electrónica congelada.
Al ajustar la velocidad y el flujo de entrada del nitrógeno líquido, el dispositivo puede controlar con precisión la temperatura de la muestra y la zona de enfriamiento, asegurando que siempre se mantenga un Estado de congelación adecuado durante la operación.
Evaporación y circulación de gases
Durante el proceso de reposición de nitrógeno líquido, parte del nitrógeno líquido se evaporará en gas. Los generadores automáticos de nitrógeno líquido suelen estar equipados con sistemas de recuperación de gas capaces de recuperar el nitrógeno evaporado y reciclarlo para mejorar la eficiencia y reducir los costos.
El nitrógeno evaporado se transporta al exterior a través de tuberías o se libera a través de dispositivos de filtrado.
Sistema de predicción y alarma del consumo de nitrógeno líquido
Hay algoritmos avanzados en el dispositivo que pueden predecir la velocidad de consumo de nitrógeno líquido y calcular el tiempo y la cantidad de nitrógeno líquido complementario con antelación de acuerdo con la situación actual de uso. Cuando el nitrógeno líquido está a punto de agotarse, el sistema emitirá una advertencia para recordar al operador que lo complemente a tiempo para evitar que la interrupción del nitrógeno líquido afecte la operación experimental.
Componentes y funciones principales
Tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido
Por lo general, se utilizan tanques de almacenamiento de nitrógeno líquido aislados por alto vacío para garantizar que las bajas temperaturas durante el almacenamiento de nitrógeno líquido no sean fáciles de perder y mantener la conservación a baja temperatura a largo plazo del nitrógeno líquido.
Sensores de nivel y sistemas de reposición de nitrógeno líquido
A través del sensor de nivel de líquido, se monitorea el Estado de almacenamiento de nitrógeno líquido en tiempo real y se conecta el sistema de reposición automática para garantizar un suministro estable de nitrógeno líquido.
Sistema de control de temperatura
Ajustar y controlar con precisión la temperatura del sistema de enfriamiento de la muestra, generalmente incluyendo termómetros, módulos de control de temperatura, etc., manteniendo el sistema dentro del rango de temperatura requerido a través del control electrónico.
Planta de recuperación de nitrógeno
A través del sistema de tuberías de condensación y recuperación, el nitrógeno evaporado se recupera y reutiliza, mejorando así la eficiencia del sistema.
Sistema de alarma y visualización
Equipado con una pantalla digital, puede mostrar parámetros importantes como la temperatura, el nivel de líquido y el caudal del nitrógeno líquido en tiempo real. El sistema de alarma puede advertir en caso de nitrógeno líquido insuficiente, temperatura anormal, etc., para garantizar que el operador tome medidas oportunas.
Sistema de control automatizado
El sistema de control automatizado es la parte central del dispositivo generador de nitrógeno líquido, que puede ajustar inteligentemente el suministro de nitrógeno líquido de acuerdo con datos de nivel, temperatura y flujo en tiempo real, reducir la intervención humana y garantizar la precisión y estabilidad del proceso de enfriamiento.
Ventajas de los generadores automáticos de nitrógeno líquido
Operación automatizada
El sistema de control automatizado reduce en gran medida la intervención manual, facilita la operación, evita errores de operación humanos y garantiza un suministro estable de nitrógeno líquido durante el experimento de microscopía electrónica criogénica.
Ahorro eficiente de energía
Al optimizar el suministro y el sistema de recuperación de nitrógeno líquido, el dispositivo totalmente automático puede utilizar eficazmente el nitrógeno líquido, reducir el desperdicio y reducir los costos.
Control preciso de la temperatura
El equipo puede monitorear y ajustar el flujo y el suministro de nitrógeno líquido en tiempo real para garantizar un control preciso de la temperatura del sistema de refrigeración y evitar el impacto de las fluctuaciones de temperatura en las muestras.
安全性高
Los generadores de nitrógeno líquido suelen estar equipados con una serie de dispositivos de protección de seguridad, como la detección de fugas de nitrógeno líquido, la alarma de sobretemperatura, la protección contra la presión y otras funciones para garantizar la seguridad durante el experimento.
método
Preparación del dispositivo
Asegúrese de que el tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido esté correctamente conectado al sistema de microscopía electrónica criogénica y verifique el Estado de funcionamiento de todas las tuberías y módulos de control.
Activar el sistema
Inicie el dispositivo automático de generación de nitrógeno líquido para comprobar si el control de temperatura y el monitoreo del nivel del sistema funcionan correctamente.
Monitoreo y ajuste de temperatura
Establecer el rango de temperatura necesario (generalmente por debajo de - 180 ° c) para garantizar que el sistema pueda ajustar automáticamente el flujo de nitrógeno líquido de acuerdo con la demanda y mantener la muestra a baja temperatura.
Operación y observación
Durante el funcionamiento, se monitorean parámetros como el nivel de líquido, la temperatura y el caudal para garantizar que todas las funciones sean normales. Cuando el nivel de nitrógeno líquido está cerca del límite inferior preestablecido, el sistema repondrá automáticamente el nitrógeno líquido.
Operación final
Después del experimento, se cierra el sistema de suministro de nitrógeno líquido, se registra el consumo de nitrógeno líquido y se limpia el dispositivo para garantizar la estabilidad a largo plazo del sistema.
Resumen
A través de la tecnología de control automatizado y el sistema eficiente de suministro y recuperación de nitrógeno líquido, el dispositivo automático de generación de nitrógeno líquido de la microscopía electrónica de congelación garantiza que las muestras en el experimento de la microscopía electrónica de congelación puedan congelarse rápidamente y constantemente en un ambiente de baja temperatura para evitar la cristalización del agua. Al controlar con precisión la temperatura y el nivel de nitrógeno líquido, el dispositivo puede mejorar la eficiencia y estabilidad del experimento, reduciendo al mismo tiempo el consumo de nitrógeno líquido y proporcionando una garantía más confiable para la aplicación de la tecnología de microscopía electrónica criogénica.