Управляемое охлаждающее конвейерное устройство (CCCD) V1...

Хранилища водной зародышевой плазмы необходимы для защиты ценного генетического разнообразия видов, имеющих отношение к аквакультуре, биомедицинским исследованиям и охране природы. Разработке хранилищ водной зародышевой плазмы препятствует отсутствие стандартизации внутри лабораторий и всего исследовательского сообщества. Большой проблемой для сообществ, участвующих в создании хранилищ зародышевой плазмы, является получение подходящего оборудования и устройств для криоконсервации.

Коммерческие программируемые морозильники дороги и поэтому недоступны для многих пользователей. Самодельные устройства существенно различаются среди пользователей, что приводит к ограничению возможностей для стандартизации в разных сообществах. Развитие открытого аппаратного обеспечения с растущей доступностью трехмерной (3-D) печати обеспечивает быстрое прототипирование и простое изготовление устройств пользователями по всему миру при низких затратах.

В настоящей работе исследовалась возможность разработки действующих прототипов 3D-печатных моторизованных устройств криоконсервации для непрерывного замораживания непартийных образцов. Был создан прототип контролируемого охлаждающего конвейерного устройства (CCCD) для криоконсервации образцов спермы в соломинках, которые загружались на звенья цепи, подвешенные над жидким азотом и помещенные в коробку из пенополистирола.

Скорость охлаждения от 5 до 34 °С/мин для французских соломинок объемом 0,5 мл достигалась путем регулирования высоты конвейерных цепей, наклонов и массы жидкого азота. Температуру погружения (от -47°C до -61°C) контролировали путем регулировки скорости конвейера. Кривые охлаждения CCCD были сопоставимы с кривыми охлаждения коммерческой программируемой морозильной камеры. Не было выявлено существенных различий в подвижности сперматозоидов декоративного карпа (Кои) (Cyprinus carpio) после оттаивания среди образцов, замороженных с помощью CCCD, и образцов, замороженных с помощью коммерческой программируемой морозильной камеры. Подвижность сперматозоидов после оттаивания была одинаковой среди образцов, замороженных в CCCD в течение 15-минутного периода времени.

Прототипы CCCD в настоящем исследовании оказались осуществимыми и функциональными как недорогие, настраиваемые, портативные и в то же время стандартизируемые варианты замораживания отдельных (непакетированных) образцов. Дополнительные конструкции могут быть разработаны усилиями сообщества для облегчения дальнейшего внедрения и стандартизации.

Подробности разработки, тестирования, сборки и использования можно найти в публикациях: Лю, Юэ, Мелисса Эскридж, Эми Гитро, Джейкоб Бекхэм, Меган Чеснат, Летисия Торрес, Терренс Р. Тирш и Уильям Тодд Монро. «Разработка открытого аппаратного 3D-печатного конвейерного устройства для непрерывной криоконсервации нес��рийных образцов». Aquacultural Engineering 95 (2021): 102202 (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144860921000583).

Процесс разработки этой работы можно найти в диссертации Мелиссы Эскридж (https://digitalcommons.lsu.edu/gradschool_theses/4551/). Этот набор данных включает файлы «stl», которые можно использовать для 3D-печати, и файлы моделирования «ipt» (Autodesk Inventor), которые можно использовать для модификации конструкции.

Эти прототипы были разработаны Центром водной зародышевой плазмы и генетических ресурсов (AGGRC, www.aggrc.com) при Сельскохозяйственном центре Университета штата Луизиана. Первоначально это оборудование было разработано Мелиссой Эскридж при участии Юэ Лю, Эми Гитро, Джейкоба Бекхэма, Меган Чеснат, Летисии Торрес, У. Тодда Монро и Терренса Р. Тирша.

Эта работа частично финансировалась Программой исследовательской инфраструктуры НИЗ (ORIP). Это устройство является частью многолетнего проекта по разработке серии открытого оборудования для поддержки разработки стандартизированных и воспроизводимых инструментов для исследовательских сообществ, использующих водные модели для изучения болезней человека.

Посетите сайт www.aggrc.com, чтобы узнать больше о нашей работе.

Миссия AGGRC — обеспечить глобальное лидерство в разработке хранилищ зародышевой плазмы и коммерциализации генетических ресурсов водных видов посредством междисциплинарного сотрудничества. Вместо того, чтобы позиционировать AGGRC как центральный глобальный репозиторий, наш подход заключается в разработке