Chimie și Tehnologie Chimică
Cele mai cunoscute crioprotectoare sunt dimetilsulfoxidul (DMSO), diferite zaharuri. glicerina, etilenglicolul și derivații acestora. Efectul crioprotectorilor este acela de a reduce cantitatea de apă liberă. creșterea vâscozității soluției. Toți crioprotectorii sunt împărțiți în două grupe, care penetrează și nu penetrează. Această diviziune este destul de arbitrară. Deci, glicerina este prima substanță. definită ca un crioprotector, poate pătrunde în celulă dacă este adăugată la temperatura camerei. sau să acționeze ca un compus care nu penetrează, dacă este adăugat la o temperatură de 0 ° C Se crede, în general, că crioprotectorii nepenetranți afectează în mod specific membrana, crescând permeabilitatea acesteia. Utilizarea de crioprotectori puternici care penetrează celula este limitată de toxicitatea lor. Prin urmare, în mod obișnuit se utilizează amestecuri de crioprotectori, deoarece în acestea toxicitatea uneia dintre substanțe este redusă datorită prezenței celeilalte. [C.201]
Cu privire la natura acestei metode, inclusiv la utilizarea crioprotectorilor, a se vedea capitolul 10. [c.598]
Temperatura este unul dintre cei mai puternici factori care influențează reacțiile chimice. De regulă, viteza majorității reacțiilor crește exponențial cu creșterea temperaturii. Între timp, s-au găsit deja reacții ale căror viteze. dimpotrivă, crește cu scăderea temperaturii [1-3]. Pentru un număr de procese sa stabilit că transformarea sistemului în regim cu temperatură scăzută modifică radical mecanismul de reacție. Pentru conservarea și depozitarea pe termen lung a obiectelor biologice și a organismelor vii, este necesar să se utilizeze așa-numitele crioprotectori, care sunt solvenți neaposi monatomici și [c.156]
Introducerea de crioprotectori previne o serie de procese nedorite, afectează cursul proceselor biochimice și, în special, activitatea enzimelor. [C.233]
Natura a avut grijă de crioprotectorii formați în organisme vii. adaptată acțiunii temperaturilor scăzute. nu au fost toxice și apoi au fost excluse din organism. Când se utilizează crioprotectori artificiali pentru conservarea temperaturilor scăzute, cercetătorul trebuie să aibă grijă de acest lucru. [C.233]
Prezența compușilor organici afectează activitatea proceselor enzimatice la temperaturi normale și joase [614]. Este necesar ca, atunci când se răcește, activitatea enzimelor să se modifice în mod reversibil și, în timpul depozitării iadului, enzimele să fie denaturate. De exemplu, utilizarea zaharurilor ca crioprotectori împiedică denaturarea anumitor enzime. Pentru a rezolva aceste și alte probleme, este important să se investigheze activitatea enzimelor în soluții lichide și congelate la temperaturi scăzute. [C.233]
În acest fel. înghețarea lentă și utilizarea de crioprotectori permite eliberarea celulei din apa liberă. și la -40 ° C celulele devin complet deshidratate, ceea ce face posibilă continuarea înghețării, și anume, se scufundă fiolele cu material vegetal în azot lichid. [C.138]
Pentru a prepara celulele pentru liofilizare, ele sunt suspendate într-un mediu care conține crioprotectori. American Type Culture Collection a reușit în depozitare prelungită fiziologic bacterii diferite, folosind ca cryoprotectants sau 20% lapte degresat (folosind fiole duble) sau o soluție de zaharoză 24%. diluat cu un volum egal de mediu de creștere (concentrația finală de zaharoză 12% atunci când se utilizează fiole unice). În alte laboratoare, dextran (10%), serul de cal este utilizat ca crioprotectori. inositol, etc. [8, 14, 20]. [C.521]
Când se stochează bacterii în azot lichid se folosesc crioprotectori de două tipuri. Primul include glicerolul și dimetilsulfoxidul (DMS), care trec ușor prin membrana celulară și asigură protecția intracelulară și extracelulară împotriva înghețării. Al doilea tip de crioprotectori sunt astfel de substanțe. Ca zaharoză, lactoză, glucoză, manitol, sorbitol, dextran. polivinilpirolidonă și poliglicol, care asigură un efect protector asupra suprafeței exterioare a membranei celulare. Protectoare de primul tip. adică glicerol și LCA, s-au dovedit a fi mai eficiente și adecvate pentru o gamă largă de bacterii. Alegerea crioprotectorului depinde de tipul de bacterie. Atunci când se blochează tulpini noi, trebuie mai întâi să verificați efectul crioprotectantului asupra lor. [C.527]
De obicei, cea mai semnificativă parte de volum de mediu crioprotectoare este o soluție apoasă așa-numita crioprotector, care este într-o stare lichidă se amestecă cu un solvent în orice proporție, dar complet deplasate cu cristale de gheață în alimentează lichidul intercristalină în timpul fazei de tranziție. În prezent, glicerolul și di-metil sulfoxidul sunt utilizate cel mai adesea ca agenți crioprotectori. Pe lângă crioprotector și apă, mediile crioprotectoare, de regulă, conțin în cantități relativ mici [c]
În Fig. Figurile 2 și 3 prezintă diagramele de topire ale amestecurilor de glicerol și dimetilsulfoxid cu apă, adică dependența temperaturii de topire a acestor amestecuri de concentrația de crioprotectant din soluție este reprezentată grafic. Punctul O reprezintă punctul de topire al gheții pure. După cum se poate observa din diagramele de topire. o creștere a concentrației inițiale de glicerol (di- [c.9]
Esența metodei de crioconservare este redusă la înghețarea celulelor de plante preparate special folosind crioprotectori - substanțe care slăbesc deteriorarea celulelor în timpul înghețării și dezghețării. În prezent, sunt cunoscute două metode de crioconservare pentru software (lent) și congelare ultra-rapidă. Congelarea software-ului a fost studiată pentru o perioadă lungă de timp, prin urmare este larg utilizată pentru conservarea animalelor și a celulelor de plante. Dezvoltarea înghețării super-rapide a început relativ recent, dar se crede că această metodă va deveni în cele din urmă cea mai promițătoare. [C.200]
Vitrificarea apei ar contribui la evitarea cristalizării gheții, adică solidificarea acesteia într-o stare amorfă. Este practic imposibil să se obțină vitrificarea apei curată. Dar în soluțiile coloidale rata de formare a centrelor de cristalizare și creșterea cristalelor de gheață scade și crește temperatura. la care se oprește creșterea lor. Toate acestea facilitează vitrificarea. Adăugarea de crioprotectori împiedică, de asemenea, cristalizarea gheții și contribuie la vitrificare. [C.201]
În acest fel. Crioprezervarea asigură fiabilă păstrarea bazei genetice. Promisiunea acestei metode a confirmat reluarea după depozitare în azot lichid culturi în suspensie de morcov. Sycamore, porumb, orez, trestie de zahar calus - plop, Marchantia, embrionii androgene de trestie de zahar -. Belladonna, tutun și altele din recuperarea după congelare culturile de morcovi și tutun capabil de a regenera plante întregi. După congelare rapidă de a păstra viabilitatea meristemul de fragi, zmeură, cuisoare, roșii, cartofi și alte plante. Cu toate acestea, pentru crioconservare, este necesară o muncă complexă pentru selectarea condițiilor. asigurând supraviețuirea celulelor și, în consecință, posibilitatea de regenerare ulterioară a plantelor întregi de la acestea. Este necesar să se ia în considerare caracteristicile genetice și morfologice și fiziologice ale celulelor, călire, nivelul de permeabilitate a membranei celulare, selectarea cryoprotectants, viteza de scădere a temperaturii în timpul congelare, condițiile de decongelare. [C.202]
Pentru a reduce formarea gheții intracelulare în timpul răcirii celulei, se utilizează crioprotectorii (la o concentrație de aproximativ 2 M), cu un mecanism de acțiune diferit. Scad punctul de congelare (punct de topire) și apa subrăcire (temperatzfa la care omogenă cristalizare gheață) soluția se ridică punctul devitrifiere (temperatzfa la care amorfă excepție stiva lovidnosti și când începe cristalizarea bruscă). Soluția rămâne amorfă când se răcește rapid, adică timpul necesar creșterii cristalelor. este limitată. În acest caz, ei spun că soluția este vitrificată. Cu o încălzire lentă a unei astfel de soluții, căldura este eliberată. coincide în timp și cristalizare bruscă sau devitrificare. [C.529]
Printre crioprotectori includ glicerol, glicani, glicoproteine, DMSO, sucroză, PVA, serul sanguin și altele. Acestea pot fi utilizate individual sau în amestecuri. Cea mai bună metodă de a steriliza soluțiile de crioprotectori este filtrarea prin membrană. [C.529]
Sa constatat că atunci când crioconservarea protoplaștilor din multe specii de plante atinge 70-90% din supraviețuirea lor. Cu o combinație de înghețare lentă și în etape și dezghețare rapidă, se recomandă 10% DMSO ca un crioprotector. [C.529]
Pentru crioconservarea callilor, se utilizează în mod obișnuit un amestec format din două sau trei componente de crioprotectori, 8% glucoză, 10% DMSO și 10% PEG (MM 6 kDa). [C.529]
Pentru celulele de culturi în suspensie nerbdko recomanda dvuhmolyarnuyu amestec ternar de cryoprotectants includ glicerol (0,5 M), DMSO (0,5 M) și zaharoză (1 M). [C.531]
Temperaturile scăzute s-au folosit mult timp pentru a reduce ratele de reacție și pentru conservarea și depozitarea pe termen lung a produselor alimentare. Interesul pentru stocarea pe termen lung a obiectelor biologice simple și complexe și a organismelor vii în ultimii ani a crescut semnificativ și este cauzat, în primul rând, de cerințele practicii medicale care au apărut în legătură cu dezvoltarea metodelor de hipotermie și crioterapie. În prezent, instituțiile internaționale pentru stocarea de organe și preparate biologice sunt deja înființate. necesare, în special în operațiunile de transplant. În mod firesc, soluția acestei probleme nu este fără dificultăți. Astfel, pentru conservarea pe termen lung (timp de luni și ani), este necesară o înghețare completă și răcirea la temperaturi de azot lichid. și temperaturile create în frigidere și congelatoare. nu suficient de scăzut. În plus, înghețarea obiectelor biologice relativ simple duce deseori la moartea lor. Principala cauză a decesului este asociată cu afectarea fizică a celulelor ca urmare a formării cristalelor de gheață și a reacțiilor chimice. cauzate de schimbări de concentrare și temperatură. Aceste dificultăți pot fi eludate prin aplicarea de crioprotectori, cum ar fi glicerol, glicerol de etil sau dimetilsulfoxid. Cu ajutorul crioprotectorilor, a fost realizată o conservare reversibilă pe termen lung a unor astfel de obiecte biologice. ca celule albe din sânge, spermă, măduvă osoasă. cartilajelor. Se dezvoltă metode de conservare reversibilă a sistemelor biologice mai complexe și chiar a organelor întregi. [C.232]
Rata de congelare și influențează prezența kriofilaktikov asupra proceselor de supraviețuire și diferențiere de celule osoase și diviziunea [733]. Răcirea animalelor poate extinde o stare de moarte clinică [734], care este foarte important pentru o resuscitare de succes. Folosind ca cryoprotectants dimetilsulfoxid și albumina bovină din plasmă nu a reușit să dezvolte o tehnică de stocare a mitocondriilor hepatice YSY p-congelat în azot lichid la o temperatură de soluții Vezi pagina unde crioprotectanților termen menționat. [C.14] [c.122] [c.122] [c.122] [c.157] [c.300] [c.233] [c.268] [c.188] [c.207] [c.363] [c.521] [c.522] [c.527] [c.152] A se vedea capitolele:
Cultura celulelor animale Metode (1989) - [c.111]
Fiziologia plantelor Izd.3 (1988) - [c.410]
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: