Способ криоконсервации спермы сельскохозяйственных животных и установка для его осуществления

 

Использование: в животноводстве для искусственного осеменения животных. Сущность изобретения: способ ведут в герметичной камере с проведением эквилибраций загруженных в тубы спермодоз при температуре 2-5°С в течение .1-2 ч и последующим замораживанием парами жидкого азота, подаваемого в камеру. При этом тубы со спермодозами вращают со скоростью 180-250 об/мин при скорости замораживания от 3 до 30 град/мин. По достижении температуры туб со спермодозами (-)30 - (-)60°С замораживание ведут при скорости 5-35 град/мин: при (-)60 - (-)90°С - 10-40 об/мин: при (-)90 град Цельсия - 5- 1 Роб/мин. Последующее охлаждение спермодоз ведут до достижения температуры от (-)10.0 до (-)150°С. Установка для криоконсервирования спермы сельскохозяйственных животных включает теплоизблированную камеру, сообщенную через патрубок с сосудом Дюара. Внутри камеры расположен имеющий привод вращения с регулятором скорости барабан, на котором с возможностью вращения вокруг собственной оси установлены тубы со спермодозами. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1806692 А1 (51)5 А 61 0 19/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4907086/15 (22) 19.12.90. (46).07,04.93, Бюл. ¹ 13 (71) Украинский научно-исследовательский инстиТут по племенному делу в животноводстве (72) В.M. Зорий, М.В, Зубец, А.В. Зорин и

Н.М. Зубец (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 816469, кл. А 61 D 7/02, 1975. (54) СПОСОБ. КРИОКОНСЕРВАЦИИ СПЕРМЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОTHblX И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в жйвотноводстве для искусственного осеменения животных. . Сущность изобретения: способ ведут в герметйчной камере с проведением эквилибрации загруженных в тубы спермодоз при температуре 2-5 С в течение 1 — 2 ч и после. Изобретение относится к искусственному осеменению сельскохозяйственных животных, в частности к технологии и аппаратуре для криоконсервации спермы производителей, и может быть использовано на всех племпредприятиях и станциях искусственного осеменения.Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а.именно повышение качества спермы и сокращение времени на ее криоконсервацию, В основу изобретения положена. задача разработать такие способы, и установку для криоконсервации, в которых путем изменения условий и режима проведения отдельных стадий криоконсервации, достигалась дующим замораживанием парами жидкого азота, подаваемого в камеру. При этом тубы со спермодозами вращают со скоростью

180-250 об/мин при скорости замораживания от 3 до 30 град/мин. По достижении температуры туб со спермодозами (-)30—

-)60 С замораживание ведут при скорости

5 — 35 град/мин: при (— )60 — (-)90 С вЂ” 10-40 об/мин: при (-)90 град Цельсия — 510об/мин. Последующее охлаждение спермодоэ ведут до достижения температуры от (— )100 до -)1500C. Установка для криоконсервирования спермы сельскохозяйственных животных включает теплоизолированную камеру, сообщенную через патрубок с сосудом Дюара. Внутри камеры распо- Я ложен имеющий привод вращения с регулятором скорости барабан, на котором с возможностью вращения вокруг собственной оси установлены тубы со спермодозами. иц

О бы равномерность распределение сперми- 0 ев в спермодозах, исключался бы их тепло- 0 вой шок и обеспечивалась бы стабильность показателей качества спермы.

На фиг, 1 представлена общая схема установки для реализации предлагаемого способа криоконсервации; на фиг. 2 — раареа А-А на фиг. 1. а

Установка для реализации предлагаемого способа криоконсервации спермы содержит сосуд Дьюара 1 с жидким-азотом (см. фиг. 1), теплоизолированный кожух 2, в котором размещена теплоизолированная камера 3, замкнутую линию 4 подвода и отвода паров жидкого азота, подключенную к входному За и выходному Зб патрубкам

1806692 и время (от 1,5 до 2 ч) эквилибрации. За

10-15 мин до начала замораживания программный задачник 15 дает команду на включение привода 14 и вращение патронов

9 с тубами 10.. . Через указанное время (10-15 мин) программный задачник 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 поступают в теплообменник 7, где, смешиваясь с находящимися в линии 4 воздухом, охлаждают его, после чего указанная смесь поступает в камеру 3, охлаждает вращающиеся патроны 9 с тубами 10 и выходит из камеры 3 по линии 4.

Вентилятор 6, включенный программным задатчиком 15 перед началом замора>кива45

50 камеры 3 и имеющую выпускной патрубок

4а с вентилем 5 для выпуска излишка паров в атмосферу, 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 камеры 3, а его всасывающий патрубок — с выходным патрубком последней. Через теплообменник 7 камера 3 сообщается с сосудом Дьюара 1, куда введен нагреватель 8, выполняющий функцию испарителя жидкого азота.

Установка содержит также патроны 9 для фиксации туб 10 со спермодозами (см. 15 фиг. 2), размещенные внутри камеры 3 и установленные на валах 11, смонтированных с помощью подшипников 12 в стенке камеры 3. Валы 11 посредством зубчатой передачи 13 соединены с приводом 14 вра- 20 щения, имеющим регулятор скорости вращения выходного вала (не показан).

Указанный регулятор скорости может быть выполнен любым известным образом. в частности, в виде регулятора величины тока, 25 если в качестве привода вращения использован двигатель постоянного тока, Кроме того, в установке имеется выполненный известным образом программный задачник .15, задающий режим замораживания спер- 30 мы и снабженный датчиком 16 температуры, введенным в камеру 3, в зону расположения патронов 9.

Описанная установка реализует предлагаемый способ замораживания следую- 35 щим образом.

Тубы 10 со спермодозами через крышу (не показаны) в камере 3 устанавливают в патроны 9. Крышу камеры 3 закрывают и с

40 помощью программного задачника 15 задают необходимую температуру(от+2 до+5 С) ния. 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 спермодоэ с непрерывным повышением скорости их замораживания, причем эта скорость составляет: в диапазоне от температуры эквилибрации до -30 С вЂ” от 3 до 30 град/мин, в диапазоне от -30 до 60 С вЂ” от 5 до 35 град/мин и вдиапазонеот-60до-90 С вЂ” от

10 до 40 град/мин. При таком режиме достигается равномерное распределение спермиев в каждой спермодозе с практически мгновенным замораживанием всего объема последней. При этом уменьшается кристаллообразование и большая часть спермиев попадает в межкристаллизационное прОстранство. В результате процент гибели спермиев существенно снижается {не более

40%), поскольку отсутствует присущее всем известным способам замораживания спермы большое осмотическое и гидрастатическое давление. в незамерзшей части объема спермьг, При температуре спермодоз — 90 С программный задатчик 15 дает команду на снижение скорости вращения патронов 9 до значения от 5 до 10 об/мин, затем спермодозы продолжают охлаждаться до достижения ими температуры от -100 до -150 С, после чего подается команда на прекраще-. ние процесса замораживания, Замороженные спермодозы переносят для дальнейшего хранения в стационарное биохранилище. и извлекают оттуда по менее практической необходимости.

Программный задатчик 15 может обеспечивать работу установки и в других режимах, в частности, следующим образом, Отработанные пары азота, смешиваемые в теплообменнике с новыми порциями азота, направляются сильным потоком на вращающийся биообъект(патроны 9 с тубами 10), при этом первоначально температура потока хладагента ниже температуры биообьекта на заданную величину, По мере приближения температуры биообъекта к температуре хладагента снижается отвод тепла от биообъекта, на что реагирует дат1806692 три режима замораживания соответствовали параметрам заявляемого способа. а по- 35 чик 16 температуры, подавая сигнал в программный задатчик 15 на увеличение скорости вращения биообъекта. Увеличение скорости вращения последнего приводит к повышению отвода тепла от него. Затем, когда температуры биообъекта и хладагента вновь сблизятся, подается команда на более интенсивную подачу паров. азота к биообъекту, и температура последнего вновь снижается и т.д.

Таким образом, описанная установка имеет широкие функциональные возможности по выбору режима замораживания и реализует заявляемый способ криоконсервации наилучшим образом.

Криоконсервацию осуществляли на 20 разведенных эякулятах (взятых от 20 быков) при семи разных скоростях вращения труб в начале замораживания (30, 80, 130; 180, . 250; 350, и 400 об/мин). Для сравнения проводили также контрольный эксперимент по способу-прототипу(когда тубы на стадии заморажйвания находились в неподвижном

- состоянии, т.е. скорости равнялись нулю).

При этом для каждой из скоростей отдельно . замораживали сперму в облицованных гранулах и пайетах (до 500 шт. в каждой тубе), Эксперименты проводили по пяти режимам замораживания(с разным режимом изменения скорости замораживания) и определяли два показателя качества замороженной спермы. активность в баллах и время выживаемости спермиев (+38ОС) в часах. Первые следние два выходили за пределы этих параметров, Аналогично, предлагаемому способу соответствовали только пять из указанных скоростей вращения. а именно от 80 до 350 об/мин. Скорость вращения биообьекта в конце замораживания (при полной кристаллизации) выбирали в пределах от 5 . до 10 об/мин.

Показатели качества спермы для заявляемого способа выше, чем для известного.

При этом требуемое качество спермы достигается лишь в опытах, соответствующих ско: рости вращения биообъекта от 80 до 350 об/мин (с наилучшим результатом при скорости от 180 до 250 об/мин). При скоростях вращения 0,30 и 400 об/мин качество спермы заметно падает.

Таким образом, при использовании предлагаемой установки для реализации заявляемого способа повышается качество спермы, а время на ее криоконсервацию, например в отношении эякулятов от 50 быков, сокращается с 8 ч (по известному способу) до 4 ч, т.е. в 2, раза.

Годовой экономический эффект от внедрения одной установки составляет ориентировочно 3 тыс. руб., а максимальный эффект от внедрения потребного количества установок в масштабе всей страны около 3 млн. руб.

Формула изобретения

1. Способ криоконсервации спермы сельскохозяйственных животных, включающий загрузку спермодоз в тубы, эквилибрацию их путем выдерживания при(+2) — (+5)ОC и последующее замораживание с помощью жидкого азата, отличающийся тем, . что, с целью повышения качества спермы и сокращения времени на ее криоконсерва-. цию, эквилибрацию и замораживание туб со . спермодозами осуществляют в герметичной 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 вращают со скоростью 180-250 об/мин при скорости замораживания 3-30 град/мин, а при достижении температуры туб со спермодозами (— 30) — (— 60PC замораживание осуществля- ют со скоростью 5-35 град/мин. при температуре спермодоз (— 60) — (-90) С вЂ” co 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 t.ìè температуры от (-100) до (— 150) С.

2. Установка для криоконсервации спермы сельскохозяйственных животных, включающая приспособление для эквилибрации, состоящее из имеющего приводы барабана, на котором закреплены тубы со спермодозами, и приспособление для замораживания в виде сосуда Дьюара, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, она снабжена герметичной теплоизолированной камерой, сообщенной входным и выходным патрубками с сосудом Дьюара, и цилиндрическими патронами для туб со спермодозами, расположенными внутрй камеры и установленными с возможностью вращения относительно оси барабана и собственной оси.

3. Установка по п.2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что камера снабжена вентилятором, нагнетательный патрубок которого сообщен с входным патрубком камеры, а всасывающий патрубок — с выходным патрубком последней.

4. Установка по пп.2 и 3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что привод вращения барабана снабжен регулятором скорости.

1806692

ФИГ. I

А-A

i4 72

Ь

Составитель 8.Зорин

Редактор Т,Никольская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С,Лисина

Заказ 1341 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101