Способ криоконсервации спермы сельскохозяйственных животных и установка для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1806692 19 О 19/О 151)5 ЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО СС (ГОСПАТЕНТ СС ОПИС Е ИЗОБРЕТЕНИЯ твенноных жиогии и спермы ользоватанци стране- именно ащение а.задача овку для измене- отдель- игалась АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Украинский научно-исследовательский инстиТут по племенному делу в животноводстве(54) СПОСОБ. КРИОКОНСЕРВАЦИИ СПЕРМЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ 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 послеГ. Изобретение относится к искусс му осеменению сельскохозяйствен вотных, в частности к технол аппаратуре для криоконсервации производителей, и может быть исп но на всех племпредприятиях и с искусственного осеменения.Целью изобретения является у ние вышеуказанных недостатков, а повышение качества спермы и сокр времени на ее криоконсервацию,В основу изобретения положен разработать такие способы, и устан криоконсервации, в которых путем ния условий и режима проведения ных стадий криоконсервации, дост дующим замораживанием парами жидкого азота, подаваемого в камеру. При этом тубы со спермодозами вращают со скоростью 180-250 об/мин при скорости заморажива. ния 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- 10 об/мин. Последующее охлаждение спермодоз ведут до достижения температуры от ( - )100 до (-)150 С. 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 собствен. ной оси установлены тубы со спермодозами,Р Ф бы равномерность распределение спермиев в спермодозах, исключался бы их тепловой шок и обеспечивалась бы стабильность показателей качества спермы.На фиг, 1 представлена общая схема установки для реализации предлагаемого способа криоконсервации; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1.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 патрубками время (от 1,5 до 2 ч) эквилибрации. За 10-15 мин до начала замораживания программный задачник 15 дает команду навключение привода 14 и вращение патронов 9 с тубами 10. Череэуказанное время(10-15 мин) программный задачник 15 переключает установку на режим замораживания (патроны 9с тубами 10 продолжают вращаться), Приэтом 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, послечего 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 зэдатчиком 15 перед началом заморакивэ 45 50 камеры 3 и имеющую выпускной патрубок4 а с вентилем 5 для выпуска излишка паровв атмосферу, а также вентилятор 6 и теплообменник 7, включенные в указанную линию 4. При этом, как показано на чертеже, 5посредством указанной линии 4 нагнетающий патрубок вентилятор 6 сообщен с входным патрубком камеры 3, а еговсасывающий патрубок - с выходным патрубком последней. Через теплообменник 7 10камера 3 сообщается с сосудом Дьюара 1,куда введен нагреватель 8, выполняющийфункцию испарителя жидкого азота,Установка содержит также патроны 9для фиксации туб 10 со спермодозами (см, 15фиг, 2), размещенные внутри камеры 3 иустановленные нэ валах 11, смонтированных с помощью подшипников 12 в стенкекамеры 3, Валы 11 посредством зубчатойпередачи 13 соединены с приводом 14 вращения, имеющим регулятор скорости вращения выходного вала (не показан).Указанный регулятор скорости может бытьвыполнен любым известным образом, в частности, в виде регулятора величины тока, 25если в качестве привода вращения использован двигатель постоянного тока, Крометого, в установке имеется выполненный известным образом программный задачник.15, задающий режим замораживания спермы и снабженный датчиком 16 температуры,введенным в камеру 3, в зону расположенияпатронов 9.Описанная установка реализует предлагаемый способ замораживания следующим образом,Тубы 10 со спермодозэми через крышу(не показаны) в камере 3 устанавливают впатроны 9, Крышу камеры 3 закрывают и с40помощью 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 хладагентэ и сокращается время на проведение замораживания.Указанный режим замораживания осуществляется при скорости вращенйя 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 - от 3 до 30 град/мин, в диапазоне от -30 до 60 С - от 5 до 35 град/мин и в диапазоне отдо -90 С - . 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 прО- странство. В результате процент гибели спермиев существенно снижается (не более 40%), поскольку отсутствует присущее всем известным способам замораживания спермы большое асмотическое 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 приближениятемпературы биообъекта к температуре хладагентэ снижается отвод тепла от биообъекта, на что реагирует даттри режима замораживания соответствовали параметрам заявляемого способа, а по 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 (+38 ОС) 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 скорости 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 использованиипредлагаемой 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. 5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 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)ОС и последующее. замораживание с помощью жидкого азата, о т л и ч а ю щ и й с я 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) - ( - 60)С замораживание осуществля-ют со скоростью 5-35 град/мин. при температуре спермодоз ( - 60) - (-90)С - 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)ОС.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 свозможностью 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 14 12Составитель В.Зорин Редактор Т,Никольская Техред М.Моргентал Корректор С,Лис аказ 1341 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10