A krioprotektánsokat - Referencia vegyész 21
Kémia és Vegyészmérnöki
A legtöbb ismert krioprotektánsok, mint a dimetilsul-szulfoxid (DMSO), különféle cukrok. glicerin, etilén-glikol, valamint ezek származékai. Action krioprotektív, hogy csökkentse a szabad víz mennyisége. növelésével az oldat viszkozitása. Minden védőanyagok vannak osztva két csoportra átható és nem tud bejutni. Ez a felosztás meglehetősen önkényes. Tehát, glicerin, - az első anyag. definiált, mint krioprotektív, beléphet a sejtben, ha hozzáadjuk szobahőmérsékleten. vagy járhat nem áthatoló vegyületet, ha hozzáadunk O ° C-on Úgy véljük, hogy a nem-penetráló krioprotektív specifikusan befolyásolja a membrán, növelve annak permeabilitását. A szoros, átható krioprotektív a cellában korlátozott toxikus. Ezért jellemzően a krioprotektív keverék, mivel toxicitása egyik anyagok jelenléte csökkenti a többi. [C.201]
A lényege ennek a módszernek, beleértve - a használat védőanyagok 10. fejezetben [c.598].
Hőmérséklet - az egyik legerősebb tényező befolyásolja kémiai reakciókat. Általában a legtöbb reakció sebessége exponenciálisan nő a Enhance hőmérsékleten. Közben már találtak a reakció, amelynek mértéke. Ezzel szemben, a növekvő hőmérséklet csökkentésével [1-3]. Számos folyamatok megállapította, hogy az átviteli rendszer az alacsony hőmérsékletű üzemmód alapvetően változik reakció mechanizmusára. A hosszú távú tárolására és megőrzése biológiai objektumok és az élő szervezetek kell használni az úgynevezett krioprotektánsok, ami jár, mint a nem-vizes oldószerek, és egyértékű [c.156]
Bevezetés védőanyagok, hogy megakadályozzák számos nemkívánatos folyamatokat befolyásolja során biokémiai folyamatok, különösen az enzimek aktivitását. [C.233]
Nature ügyelt, hogy a krioprotektív termelt élő szervezetek. alkalmazkodva az alacsony hőmérséklet. nem toxikusak és kimeneti ezután kiválasztódnak. Ha mesterséges krioprotektív az alacsony hőmérséklet megőrzése ezt kell vigyázni kutató. [C.233]
A jelenléte szerves vegyületek befolyásolják aktivitását enzimatikus folyamatok normál és alacsony hőmérsékleten [614]. Szükséges, hogy a hűtés hatására az enzim aktivitása és reverzibilisen változott a tárolás során: Hell történt denaturálását enzimek. Például, a használata cukrok, mint krioprotektív megakadályozza denaturálódását egyes enzimek. Ahhoz, hogy megoldja ezeket és más problémákat fontos, hogy vizsgálja meg a enzimek aktivitását a folyékony és fagyasztott oldatok alacsony hőmérsékleten. [C.233]
Így. lassú fagyasztás és használata védőanyagok megszabadítja a sejtet a szabad vizet. és - 40 ° C, a sejtek válnak teljesen dehidratált, amely lehetővé teszi, hogy további fagyasztás, nevezetesen ampullák merítse a növényi anyagot folyékony nitrogénben. [C.138]
A sejtek előállítására liofili vannak szuszpendálva tartalmazó közegben krioprotektív. American Type Culture Collection sikerült hosszabb tárolás fiziológiailag különböző baktériumok alkalmazásával, mint krioprotektív szer vagy 20% -os lefölözött tejet (kettős ampullák), vagy egy 24% -os szacharóz oldattal. hígítjuk azonos térfogatú táptalajt (végső koncentrációja 12% szacharóz segítségével egy ampulla). Más laboratóriumokban használt krioprotektánsok dextrán (10%), lószérummal. inozitol és mtsai. [8, 14, 20]. [C.521]
Amikor a tároló baktériumok folyékony nitrogénben használt kétféle krioprotektív. Az első a glicerin és a dimetil-szulfoxid (DMS), amely könnyen át a sejtmembránon keresztül, és mind az intracelluláris és extracelluláris fagyasztás védelmet. A második típusú védőanyagok közé tartoznak az ilyen anyagok. például szacharóz, laktóz, glükóz, mannit, szorbit, dextrán. polivinil-pirrolidon, és poliglikolok, amelyek védőhatást nyújtani a külső felületén a sejtmembrán. Védők az első típus. t. e. a glicerin és a LCA, hatásosabb volt, és hasznos, ha egy baktériumok széles spektrumára. Válogatás fagyásvédőszert függ, hogy milyen típusú baktériumok. Amikor fagyasztás új törzseket először ellenőrizze az hatással van rájuk fagyvédő. [C.527]
Jellemzően, a legjelentősebb térfogatrész krioprotektív anyag vizes oldatban úgynevezett krioprotektáns amely folyékony állapotban összekeverjük egy oldószerrel bármilyen arányban, de teljesen által kiszorított jégkristályok a intercrystalline folyékony tápokat során a fázisátalakulás. Jelenleg, mint krio -protektornyh anyagok leggyakrabban alkalmazott és glicerin-di-metil-szulfoxid. Továbbá krioprotektáns krioprotektív közepes és a víz általában tartalmaznak viszonylag kis mennyiségű [C.8]
Ábra. A 2. és 3. ábrákon látható diagramok olvadó glicerin és keverékei dimetil-szulfoxid vízzel, azaz. E. grafikusan ábrázolja a függését az olvadási hőmérséklet Ezen keverékek hidegkárosodásgátló koncentrációja az oldatban. O pont jelenti az olvadáspontja tiszta jég. Amint az olvasztókemence diagramok. növelve kezdeti koncentrációja a glicerin (di- [C.9]
A lényege mélyhűtési eljárás csökkenti a fagyasztási növényi sejtek speciálisan elkészített krioprotektív szerek alkalmazásával - olyan anyagok, amelyek gyengítik a sejtkárosodás során fagyasztás és felolvasztás. Jelenleg két módszer van a szoftver krioprezerváció (lassú) és ultra-gyors fagyasztás. Szoftver befagyasztása vizsgálták hosszú ideig, így széles körben használják a megőrzése állati és növényi sejtek. A fejlesztés az ultra-gyors fagyasztás kezdődött a közelmúltban, de úgy gondoljuk, hogy ez a módszer lenne a legígéretesebb idővel. [C.200]
Elkerüljük a kristályosodását segítene üvegesítésből jeges vizet, m. E. szilárdulási amorf állapotban. Get vitrifika-CIÓ a tiszta víz gyakorlatilag lehetetlen. De kolloid oldatokat gócképződés sebessége és jégkristályok növekedését csökkentjük, és a hőmérséklet emelkedik. ahol a növekedés megáll. Mindez megkönnyíti vitrifikáció. Hozzáadása krioprotektánsok szintén gátolja kristályosodási jég és megkönnyíti vitrifikációs. [C.201]
Így. krioprezerválás megbízhatóan biztosítja a megőrzése a génállomány. Az ígéret ez a módszer megerősítette az újbóli tárolás után folyékony nitrogénben sárgarépa szuszpenziós tenyészetek. Sycamore, kukorica, rizs, cukornád kallusz - nyár, Marchantia, cukornád androgén embriók -. Belladonna, dohány és mások a helyreállítási fagyasztás után növények a sárgarépa és a dohány képes regenerálni a teljes növényt. Gyors fagyasztás, hogy megőrizzék a életképességét merisztémája szamóca, málna, szegfűszeg, paradicsom, burgonya és más növények. Azonban a nehéz munka, a kiválasztás szükséges feltételeket mélyhűtés. obespechivayush sejtek túlélését, és így a lehetőséget a későbbi teljes növények regenerálása tőlük. Meg kell figyelembe venni a genetikai és morfológiai és fiziológiai tulajdonságai sejtek, edzhetőségüktől szintje permeabilitás a sejtmembrán, a kiválasztás a krioprotektánsok, az arány a hőmérséklet-csökkenés során fagyasztás, felengedtetés körülmények között. [C.202]
Ahhoz, hogy csökkentsék a sejten belüli jégképződés a hűtés során a sejt, krioprotektív anyagokat alkalmazunk (olyan koncentrációban, körülbelül 2 M) egy eltérő hatásmechanizmusú. Ezek a fagyáspont csökkentésére (olvadáspont), és a túlhűtés vizet (temperatzfa, amelynél a homogén kristályosítási jég) oldatot emeljük devitrifikáció pont (temperatzfa, amelynél amorf kivétel verem lovidnosti és amikor hirtelen kristályosodás indul). Az oldatot amorf marad, amikor gyorsan lehűtjük, azaz a szükséges időt kristálynövekedés. korlátozott. Ebben az esetben azt mondjuk, hogy rastvrr vitrifikációt. A lassú melegítés a megoldás hőfejlődés. időben egybeestek és hirtelen kristályosodás vagy devitrifikációjával. [C.529]
Között a krioprotektánsok közé tartozik a glicerin, glikánok, glikoproteinek, DMSO, szacharóz, PVA, vérszérum és mások. Ezeket használhatjuk külön-külön vagy keverékben. A legjobb módja, hogy sterilizálja megoldások védőanyagok - membránszűrés. [C.529]
Azt találtuk, hogy a mélyhűtésére protoplasztjainak számos növényfaj eléri 70-90% -án a túlélésre. Amikor a kombinált lassan és lépcsőzetesen fagyasztás és a gyors felolvasztás krioprotektív javasoljuk 10% DMSO-ban. [C.529]
Mélyhűtés kalluszok általánosan használt két - vagy három komponens keverékét védőanyagok 8% glükóz, 10% DMSO-t és 10% PEG (MW 6 kDa). [C.529]
A szuszpenziós tenyésztéshez a sejteket nerbdko javasoljuk dvuhmolyarnuyu háromkomponensű keverék védőanyagok közé tartozik a glicerin (0,5 M), DMSO-ban (0,5 M) és szacharóz (1 M). [C.531]
Az alacsony hőmérséklet már régóta használják, hogy csökkentsék a reakció sebességét, és tartósítására és tárolására szolgáló termékek. Érdeklődés a hosszú távú tárolására egyszerű és összetett biológiai objektumok és az élő szervezetek az elmúlt években jelentősen nőtt, és az okozza, mindenekelőtt követelményeinek orvosi gyakorlatokat, amelyek kapcsán felmerült az olyan módszerek kidolgozásának hipotermia és KRYOTHERM. Ez most alakult nemzetközi intézmények tárolására szervek és biológiai készítmények. szükség, különösen a transzplantált műveleteket. A megoldás erre a problémára, persze, nem minden nehézség nélkül. Így a hosszú távú tartósítás (hónap vagy év) ki kell töltenie fagyasztási és hűtési folyékony nitrogén hőmérsékletére. és a hőmérséklet keletkezett hűtőszekrények és fagyasztók. Nem elég alacsony. Ezen túlmenően, a fagyasztás még viszonylag egyszerű biológiai gyakran jön pusztulásukat. A fő oka a halál jár a fizikai károsodást szenvedett sejtek képződése miatt a jégkristályok és a kémiai reakciók. által okozott koncentráció és hőmérséklet-változások. Ezeket a nehézségeket lehet megkerülni krioprotektív szerek alkalmazásával, mint a glicerin, glikol, vagy a dimetil-szulfoxid. elhúzódó reverzibilis megőrzése biológiai objektumok megvalósított krioprotektív. fehérvérsejtek, sperma, csontvelő. porcok. A módszerek reverzibilis megőrzése bonyolultabb biológiai rendszerek, és még teljes szervek. [C.232]
A fagyasztási sebességének és a jelenléte kriofilaktikov befolyásolja a túlélési és a csontsejtek differenciálódása és osztály folyamatok [733]. Hűtés állatok meghosszabbíthatja állapotban a klinikai halál [734], ami nagyon fontos a sikeres újraélesztés. Használata Védőanyagként dimetil-szulfoxid és a szarvasmarha-albumin a plazmából nem dolgozott ki technika tárolása máj mitokondriumokban ysy p-fagyasztott folyékony nitrogénben hőmérsékleten megoldások Lásd oldalt, ahol a kifejezés Krioprotektán említett. [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] fejezetekben:
Animál Cell Culture Methods (1989) - [c.111]
Plant Physiology Izd.3 (1988) - [c.410]