Спосіб кріоконсервації сперми сільськогосподарських тварин і пристрій для його здійснення

1. Способ криоконсервации спермы сельскохозяйственных животных, включаю щий загрузку спермодоз в тубы, эквилибрацию их путем выдерживания при (+2) (+5)°С и последующее замораживание с по мощью жидкого азота, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что эквилибрацию и замораживание туб со спермодозами осуществляют в герметич ной камере, причем эквилибрацию при (+2)(+5)°С проводят в течение 1.5-2 ч. а замораживание с помощью жидкого азота ведут путем подачи паров жидкого азота в камеру, при этом тубы со спермодозами вра щают со скоростью 180 -250 об/мин при ско рости замораживания 3-30 град/мин, а при достижении температуры туб со спермодо зами (-30)-(-60)°С замораживание осуществ ляют со скоростью 5-35 град/мин, при температуре спермодоз (-60)-(-90)оС - со скоростью 10-40 град/мин, затем при температуре спермодоз -90°С скорость вращения туб изменяют до значения от 5 до 10 об/мин и продолжают охлаждение спермодоз до достижения ими температуры от (100)до(-150)°С. 2. Установка для криоконсервации спер мы сельскохозяйственных животных, вклю чающая приспособление для эквилибрации, состоящее из имеющего приводы барабана, на котором закреплены тубы со спермодоза ми и приспособления для замораживания в виде сосуда Дьюара, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена герметичной тепло изолированной камерой, сообщенной вход ным и выходным патрубками с сосудом Дьюара и цилиндрическими патронами для туб со спермодозами. расположенными внутри камеры и установленными с возмож ностью вращения относительно оси бараба на и собственной оси. Изобретение относится к искусственному осеменению сельскохозяйственных животных, в частности к технологии и аппаратуре для криоконсервации спермы производителей, и может быть использова но на всех племпредприятиях и станциях искусственного осеменения. 3. Установка по п.2, отличающаяс я тем, что камера снабжена вентилятором, на гнетательный патрубок которого сообщен с входным патрубком камеры, а всасывающий патрубок - с выходным патрубком послед ней. 4. Установка по пп.2 иЗ, о т л и ч а ю щаяся тем. что привод вращения барабана снабжен регулятором скорости. Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно С> со О 13371 повышение качества спермы и сокращ ение времени на ее криоконсервацию. В основу изобретения положена задача разработать такие способы и установку для криокоисервации, в которых путем измене- 5 ния условий и режима проведения отдельных стадий криоконсервации достигалась бы равномерность распределение спермиев в спермодозах. исключался бы их тепловой шок и обеспечивалась бы стабильность по- 10 казателей качества спермы. На фиг.1 представлена общая схема ус тановки для реализации предлагаемого спо соба криоконсервации; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. 15 Установка для реализации предлагаемого способа криоконсервации спермы содержит сосуд Дьюара 1 с жидким азотом (см. фиг.1), теплоизолированный кожух 2, в котором размещ ена теплоизолированная каме- 20 ра 3, замкнутую линию 4 подвода и отвода паров жидкого азота, подключенную к входному За и выходному 36 патрубкам камеры 3 и имеющую выпускной патрубок 4а с вентилем 5 для выпуска излишка паров в атмос - 25 феру, а также вентилятор 6 и теплообменник 7, включенные в указанную линию 4. При этом, как показано на чертеже , посредством указанной линии 4 нагнетающий патрубок вентилятор 6 сообщен с входным патрубком 30 камеры 3, а его всасывающ ий патрубок - с выходным патрубком пос ледней. Через теплообменник 7 камера 3 сообщается с сосудом Дьюара 1, куда введен нагреватель 8, выполняющий функцию испарителя жидко- 35 го азота. Установка содержит также патроны 9 для фиксации туб 10 со спермодозами (см. фиг.2), размещ енные внутри камеры 3 и ус тановленные на валах 11, смонтированных с 40 помощью подшипников 12 в стенке камеры 3. Валы 11 посредством зубчатой передачи 13 соединены с приводом 14 вращения, име ющим регулятор скорости вращения выход ного вала (не показан). Указанный регулятор 45 скорости может быть выполнен любым изве стным образом, в частности, в виде регуля тора величины тока, если в качестве привода вращения использован двигатель постоян ного тока. Кроме того, в установке имеется 50 выполненный известным образом програм мный задатчик 15, задающий режим замора живания спермы и снабженный датчиком 16 температуры, введенным в камеру 3, в зону расположения патронов 9. 55 Описанная установка реализует предлагаемый способ замораживания следующим образом. Тубы 10 со спермодозами через крышу (не показаны) в камере 3 устанавливают в , патроны 9. Крышу камеры 3 закрывают и с помощью программного задатчика 15 задают необходимую температуру (от +2 до +5°С) и время (от 1, 5 до 2 ч) эквилибрации. За 10-15 мин до начала замораживания программный задатчик 15 дает команду на включение привода 14 и вращение патронов 9 с тубами 10. Через указанное время (10-15 мин) программный задатчик 15 переключает установку на режим замораживания (патроны 9 с тубами 10 продолжают вращаться). При этом нагреватель 8 обеспечивает непрерывное испарение жидкого азота из сосуда Дьюара 1. Пары азота пос тупают в теплообменник 7, где, смешиваясь с находящимися в линии 4 воздухом, охлаждают его, пос ле чего указанная смесь поступает в камеру 3. охлаждает вращающиеся патроны 9 с тубами 10 и выходит из камеры 3 по линии 4. Вентилятор б, включенный программным задатчиком 15 перед началом замораживания, обеспечивает циркуляцию паров азота по замкнутому пути, благодаря чему отработанные пары, имеющие еще достаточно низкую температуру, вновь подаются в теплообменник, где смешиваются с первичными парами азота, поступающими из сосуда Дьюара 1 и имеющими более низкую температуру, и вновь подаются в камеру 3. При этом снижаются энергозатраты на охлаждение хладагента и сокращается время на проведение замораживания. Указанный режим замораживания осуществляется при скорости вращения патронов 9 от 180 до 250 об/мин и предусматривает снижение температуры спермодоз с непрерывным повыш ением с к о р ос ти их замораживания, причем эта скорость составляет: в диапазоне от температуры эквилибрации до -30°С- от 3 до 30 град/мин, в диапазоне от -30 до 60°С - от 5 до 35 град/мин и в диапазоне от -60 до -90°С - от 10 до 40 град/мин. При таком режиме дости гается равномерное распределение сперми ев в каждой спер модоз е с прак тич ески мгновенным замораживанием всего объема последней. При этом уменьшается кристал лообразование и большая часть спермиев попадает в межкристаллизационное про странство. В результа те процен т гибели спермиев существенно снижается (не более 40%), поскольку отсутствует присущее всем известным способам замораживания спер мы большое осмотическое и гидростатиче ское давление в незамерзшей части объема спермы. При температуре спермодоз -90°С программный задатчик 15 дает команду на снижение скорости вращ ения патронов 9 до 13371 значения от 5 д о 10 об/ мин, затем с пермодозы прод олжают ох лажд аться до д ос тижения ими температу ры от -100 д о -150°С, пос ле чего под аетс я команд а на прекращение процесс а замораживания. Заморожен- 5 н ы е с п е р м од о з ы п е р е н о с я т д л я дальнейш его хранения в с тационарное биохранилище и извлекают отту да по менее практической необх од имос ти. Программный зад атчик 15 может обес - 10 печивать работу ус тановки и в других режимах, в час тнос ти, с ледующим образом. Отрабо танные пары азота, с меш иваемые в теплообменнике с новыми порциями азота, направляютс я с ильным потоком на 15 вращающийся биообъект (патроны 9 с ту бами 10), при э том первоначально температу ра потока х лад агента ниже температу ры биообъек та на заданную величину. По мере лриб л и ж е н и я те м п е р а ту р ы б и о о б ъ ек та к 2 0 темпера ту ре х лад агента с ниж аетс я отвод тепла от биообъек та, на что реагирует датчик 16 температу ры, под авая с игнал в программный зад ачик 15 на у величение с корос ти вращ ения пос лед него привод ит к повыш е- 25 нию отвода тепла от него. Затем, когд а температу ры биоо бъек та и х лад агента вновь с близятс я, под аетс я команд а на более интенс ивную под ачу паров азота к биообъек ту, и температу ра пос лед него вновь с нижается 30 и т.д. Таким обр езом, опис анная у с тановка имеет ш ирокие функ циональные возможности по выбору режима замораживания и реализует заявляемый спос об криоконсервации 35 наилучшим образом. Криоконс ервацию осущес твляли на 20 развед енных зяку лятах (взятых от 20 быков) при семи разных скорос тях вращения труб в начале замораживания (30, 80,130. 180, 250, 40 350 и 400 об/ мин). Для сравнения провод или также контрольный э кс перимент по с пос о бу пр о то ти п у (к огд а ту б ы на с тад и и замораживания наход ились в неподвижном сос тоянии, т е. скорос ти равнялись ну лю ). При э том д ля кажд ой из скорос тей отд ельно замораживали сперму в облицованных грану лах и пакетах (д о 500 ш т. в кажд ой ту бе) Эксперименты провод или по пяти режимам замораживания (с разным режимом изменения скорос ти замораживания) и определяли д ва пок азате ля качес тва зам ороженн ой спермы: активнос ть в баллах и время выживаемос ти спермиев (+38°С) в час ах. Первые три режима замораживания соответс твовали параметрам заявляемого с пособа, а пос лед ние два вых од или за пределы э тих параметр ов. А налогично пред л агаемому способу соответс твовали только пять из указанных скорос тей вращения, а именно от 80 до 350 об/мин. Скорос ть вращения биообъекта в конце замораживания (при полной крис таллизации) выбирали в пред елах от 5 до 10 об/мин. Показатели качества спермы для заявляемого спос оба выш е, чем д ля извес тного. При э том требуемое качество спермы дос тигается лишь в опытах, соответс твующих скорос ти вращения биообъекта от 80 до 350 об/мин (с наилучш им резу льтатом при скорос ти от 180 до 250 об/ мин). При скорос тях вращения 0,30 и 400 об/ мин качес тво с пермы заметно падает. Так им о бр азо м, при ис по льзов ан ии пред лагаемой установки для реализации заявляемого с пос оба повыш аетс я качес тво спермы, а время на ее криоконс ервацию, например в отнош ении эяку лятов от 50 быков, сокращается с 8 ч (по извес тному способу) до А ч, т.е. в 2 раза. Годовой экономический э ффект от внедрения одной установки с ос тавляет ориентировочно 3 тыс. руб., а максимальный э ффект от внед рения потребного количес тва ус тановок в масш табе вс ей с траны около 3 млн руб. 13371 15 Л-Л 10 Ф И Г. 2 Упорядник Замовлення 4112 Техред М.Моргентал Коректор Л. Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101