Хімія і хімічна технологія
Найбільш відомі такі кріопротектори, як діметілсуль-фоксід (ДМСО), різні цукру. гліцерин, етиленгліколь і їх похідні. Дія криопротекторов полягає в зниженні кількості вільної води. підвищенні в'язкості розчину. Все кріопротектори ділять на дві групи проникаючі і непроникаючі. Це поділ є досить умовним. Так, гліцерин - перша речовина. певне як кріопротектор, може проникати в клітину, якщо його додавати при кімнатній температурі. або виступати як непроникаюче з'єднання, якщо його додавати при температурі Про ° С. Прийнято вважати, що непроникаючі кріопротектори специфічно впливають на мембрану, підвищуючи її проникність. Застосування сильних, що проникають в клітку криопротекторов обмежена їх токсичністю. Тому зазвичай використовують суміші кріопротекторів, так як в них токсичність одного з речовин знижується за рахунок присутності іншого. [C.201]
Про сутність цього методу, в тому числі - про використання кріопротекторів см. Главу 10. [c.598]
Температура - один з найпотужніших чинників впливу на хімічні реакції. Як правило, швидкість більшості реакцій експоненціально зростає з повищенной температури. Тим часом вже знайдені реакції, швидкість яких. навпаки, збільшується при зниженні температури [1-3]. Для ряду процесів встановлено, що переведення системи в режим низьких температур докорінно змінює механізм реакції. Для консервації та тривалого зберігання біологічних об'єктів і живих організмів доводиться застосовувати так звані кріопротектори, в якості яких виступають неводні розчинники одноатомні і [c.156]
Введення криопротекторов запобігає ряд небажаних процесів, впливає на перебіг біохімічних процесів і, зокрема, на активність ферментів. [C.233]
Природа подбала про те, щоб кріопротектори, що утворюються в живих організмах. адаптуються до дії низьких температур. були токсичні і виводилися потім з організму. При використанні штучних криопротекторов для низькотемпературної консервації про це повинен піклуватися дослідник. [C.233]
Присутність органічних сполук впливає на активність ферментативних процесів при нормальних і знижених температурах [614]. Необхідно, щоб при охолодженні активність ферментів змінювалася оборотно і при зберіганні пекло відбувалося денатурації ферментів. Наприклад, застосування в якості кріопротекторів Сахаров запобігає денатурацію деяких ферментів. Для вирішення цих та інших завдань важливо досліджувати активність ферментів в рідких і заморожених розчинах при знижених температурах. [C.233]
Таким чином. повільне заморожування і використання кріопротекторів дозволяє звільнити клітку від вільної води. і при - 40 С клітини стають повністю зневоднених, що дає можливість проводити подальше заморожування, а саме занурювати ампули з рослинним матеріалом в рідкий азот. [C.138]
Для підготовки клітин до ліофілізації їх суспендують в середовищі, що містить кріопротектори. Американська Колекція типових культур досягла успіху в тривалому зберіганні фізіологічно різних бактерій, застосовуючи в якості кріопротекторів або 20% -ве зняте молоко (при використанні подвійних ампул), або 24% -ний розчин сахарози. розведений рівним об'ємом ростовой середовища (кінцева концентрація сахарози 12% при використанні одинарних ампул). В інших лабораторіях як кріопротекторів використовують декстран (10%), кінську сироватку. инозит і ін. [8, 14, 20]. [C.521]
При зберіганні бактерій в рідкому азоті застосовують кріопротектори двох типів. До першого належать гліцерин і диметилсульфоксид (ДМС), які легко проходять через клітинну мембрану і забезпечують як внутрішньоклітинну, так і позаклітинне захист від заморожування. До другого виду криопротекторов відносяться такі речовини. як сахароза, лактоза, глюкоза, маніт, сорбіт, декстран. полівінілпіролідон і полигликоли, які забезпечують захисну дію на зовнішній поверхні клітинної мембрани. Протектори першого типу. т. е. гліцерин і ДМС, виявилися більш ефективними і придатними для широкого кола бактерій. Вибір кріопротектори залежить від виду бактерій. При заморожуванні нових штамів слід попередньо перевірити дію на них кріопротектори. [C.527]
Зазвичай найбільш значною за обсягом складовою частиною кріозахисного середовища є водний розчин так званого кріопротектори, який в рідкому стані змішується з розчинником в довільних відносинах, але повністю витісняється кристалами льоду в рідкі межкристаллической канали при фазовому переході. В даний час в якості кріо -протекторних речовин частіше інших застосовують гліцерин і ді-метілсульфоксід. Крім кріопротектори і води кріозахисного середовища, як правило, містять в порівняно невеликих кіль- [c.8]
На рис. 2 і 3 наведені діаграми плавлення сумішей гліцерину і диметилсульфоксиду з водою, т. Е. Графічно зображена залежність температури плавлення цих сумішей від концентрації кріопротектори в розчині. Точка О є точкою плавлення чистого льоду. Як видно з діаграм плавлення. збільшення вихідної концентрації гліцерину (ди- [c.9]
Суть методу кріозбереження зводиться до заморожування спеціально підготовлених рослинних клітин при використанні кріопротекторів - речовин, що послаблюють пошкодження клітин при заморожуванні і відтаванні. В даний час відомі два методи кріозбереження програмне (повільне) і швидкісне заморожування. Програмне заморожування вивчалося вже давно, тому воно досить широко застосовується для збереження тварин і рослинних клітин. Розробка надшвидкого заморожування почалася порівняно недавно, проте вважається, що саме цей метод з часом стане найбільш перспективним. [C.200]
Уникнути кристалізації льоду допомогла б вітрифікація води, т. Е. Затвердіння її в аморфному стані. Отримати вітріфіка-цію чистої води практично неможливо. Але в колоїдних розчинах швидкість утворення центрів кристалізації і росту кристалів льоду знижується і підвищується температура. при якій їх ріст припиняється. Все це полегшує вітрифікації. Додавання криопротекторов також ускладнює кристалізацію льоду і сприяє вітрифікації. [C.201]
Таким чином. кріозбереження досить надійно забезпечує збереження генофонду. Перспективність цього методу підтверджується відновленням після зберігання в рідкому азоті суспензійних культур моркви. явора, кукурудзи, рису, цукрової тростини калусних - тополі, Маршанция, цукрової тростини андрогенних ембріоїдів - беладони, тютюну та ін. З відновлених після заморожування культур моркви і тютюну вдалося регенерувати цілі рослини. Після швидкого заморожування зберегли життєздатність меристеми суниці, малини, гвоздики, томатів, картоплі та ряду інших рослин. Однак для кріозбереження потрібна складна робота по підбору умов. обеспечіваюш їх виживання клітин і, отже, можливість подальшої регенерації з них цілих рослин. Необхідно враховувати генетичні та морфофізіологічні особливості клітин, здатність до загартовуванню, рівень проникності клітинних мембран, підбір криопротекторов, швидкість зниження температури при заморожуванні, умови відтавання. [C.202]
Щоб зменшити утворення внутрішньоклітинного льоду в процесі охолодження клітин, використовують кріопротектори (в концентрації близько 2 М) з різним механізмом дії. Вони знижують точку замерзання (точку плавлення) і переохолодження води (температзфа, при якому відбувається гомогенна кристалізація льоду), піднімають точку девітріфікаціі розчину (температзфа, при якій відбувається виключення аморфності, стек-ловідності і коли починається раптова кристалізація). Розчин залишається аморфним, коли він охолоджується швидко, тобто час, необхідний для росту кристалів. обмежена. У цьому випадку говорять, що растврр вітріфіціруется. При повільному нагріванні такого розчину відбувається виділення тепла. збігається за часом і раптової кристалізацією або девітріфікаціей. [C.529]
До числа криопротекторов відносять гліцерин, глікани, глікопротеїни, ДМСО, сахарозу, ПВС, сироватку крові і ін. Їх можна використовувати окремо або в сумішах. Кращий спосіб стерилізації розчинів кріопротекторів - мембранна фільтрація. [C.529]
Встановлено, що при кріозбереження протопластів з багатьох видів рослин досягають 70-90% -й їх виживання. При поєднанні повільного і ступеневої заморожування і швидкого відтавання в якості кріопротектори рекомендують 10% ДМСО. [C.529]
Для кріозбереження каллусов зазвичай застосовують двох - або трикомпонентну суміш криопротекторов 8% глюкоза, 10% ДМСО та 10% ПЕГ (ММ 6 кДа). [C.529]
Для суспензійних культур клітин нербдко рекомендують трикомпонентну двухмолярную суміш криопротекторов, що включає гліцерин (0,5 М), ДМСО (0,5 М) і сахарозу (1 М). [C.531]
Низькі температури давно використовують для зниження швидкостей реакцій і для консервації і тривалого зберігання харчових продуктів. Інтерес до тривалого зберігання простих і складних біологічних об'єктів і живих організмів в останні роки значно зріс і викликаний, в першу чергу, вимогами медичної практики, що виникли в зв'язку з розвитком методів гіпотермії і Кріотерм. В даний час вже створюються міжнародні установи зі зберігання органів і біологічних препаратів. необхідних, зокрема, в операціях з трансплантації. Вирішення цього завдання, природно, не обходиться без труднощів. Так, для тривалої консервації (на місяці і роки) необхідно повне заморожування та охолодження до температур рідкого азоту. а температури, створювані в рефрижераторах і морозильних установках. недостатньо низькі. Крім того, при заморожуванні навіть щодо простих біологічних об'єктів часто відбувається їх загибель. Основна причина загибелі пов'язана з фізичними ушкодженнями клітин в результаті утворення кристалів льоду і з хімічними реакціями. викликаними концентраційними і температурними змінами. Ці труднощі вдається обійти, застосовуючи кріопротектори, такі як гліцерин, ці-ленгліколь або диметилсульфоксид. За допомогою криопротекторов здійснена тривала оборотна консервація таких біологічних об'єктів. як білі кров'яні тільця, сперма, кістковий мозок. хрящі. Розробляються методи оборотної консервації більш складних біологічних систем і навіть цілих органів. [C.232]
Швидкість заморожування і присутність кріофілактіков впливає на виживаність кісткової тканини і на процеси диференціації та поділу клітин [733]. Охолодження організму тварин дозволяє продовжити стан клінічної смерті [734], що дуже важливо для успішної реанімації. Використовуючи в якості кріопротекторів диметилсульфоксид і бичачий альбумін з плазми, вдалася розробити методику зберігання мітохондрій з печінки р-иси в заморожених при температурі рідкого азоту розчинах Дивитися сторінки де згадується термін кріопротектор. [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] Дивитися глави в:
Культура тварин клітин Методи (1989) - [c.111]
Фізіологія рослин Изд.3 (1988) - [c.410]