化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
實(shí)驗必看—干燥可以更方便的幫助細(xì)胞保存
閱讀：1665 發(fā)布時間：2020-3-9俄勒岡州立大學(xué)的研究人員邁出了重要的一步,，朝著更方便,，更便宜的方式保護(hù)哺乳動物細(xì)胞進(jìn)行體外受精,，物種保護(hù),，細(xì)胞治療和其他目的,。
該方法是干燥 - 從細(xì)胞中除去水 - 并且顯示出作為通過液氮冷凍保存的替代方案的希望。 液氮的沸點(diǎn)為零下320華氏度,，而干燥的細(xì)胞可能存儲在傳統(tǒng)的冰柜或冰箱中,。
“在液氮中儲存成本相對較高，運(yùn)輸過程中對低溫的要求也不方便,，”俄勒岡州立大學(xué)生物工程學(xué)副教授Adam Higgins說,。使細(xì)胞穩(wěn)定以便以干燥狀態(tài)儲存需要除去足夠的水，使剩余的基質(zhì)形成非結(jié)晶的玻璃狀固體,。
“干燥解決方案*重要的性能特征是它能夠形成這種玻璃,，”希金斯說,。“這就是將分子結(jié)構(gòu)鎖定到位并防止降解化學(xué)反應(yīng)的原因。因此,，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 - 玻璃狀固體形成的點(diǎn) - 是設(shè)計細(xì)胞干燥程序的關(guān)鍵參數(shù),。這個溫度*終決定了生物樣本的適當(dāng)儲存溫度。“
希金斯與俄勒岡州立大學(xué)工程學(xué)院以及奧古斯塔大學(xué)和維拉諾瓦大學(xué)的合作者一起研究各種可能的干燥介質(zhì)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及水分含量如何影響溫度,。
“我們的目的是朝著了解這些混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度邁出一步,，我們肯定會這樣做，”他說,。他們研究了糖和聚合物的水溶液,，以及可以滲透細(xì)胞膜并用于冷凍保存的化合物：乙二醇，丙二醇和二甲基亞砜,，或DMSO,。
研究人員將溶液干燥至不同的水分含量，然后使用差示掃描量熱法測量玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,。“復(fù)雜的多組分解決方案的玻璃化轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)相對稀缺,，”希金斯說。“但正如我們所料,，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著含水量的降低而增加,。”
例如，在磷酸鹽緩沖鹽水中含有0.1摩爾濃度海藻糖的培養(yǎng)基中,，溫度范圍從*干燥樣品的約360度開爾文到約220開爾文溫度,。水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4。零度開爾文是零度,，等于零下273.15攝氏度,。
“向溶液中加入聚合物可提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，”他說,。“添加滲透性冷凍保護(hù)劑會減少它,。”
一般來說，研究人員發(fā)現(xiàn)他們使用的聚合物 - 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和Ficoll - 具有穩(wěn)定作用;將它們加入含有海藻糖和磷酸鹽緩沖鹽水的干燥培養(yǎng)基中可在任何水分含量下顯著提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,。
向混合物中加入DMSO,，乙二醇或丙二醇以依賴于濃度的方式降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。“為了在干燥狀態(tài)下穩(wěn)定儲存,，人們認(rèn)為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)該比儲存溫度高50度左右,，”希金斯說。“因此,，在磷酸鹽緩沖鹽水中含有0.1摩爾濃度的海藻糖和10%PVP的干燥溶液需要干燥至約5%的水質(zhì)量分?jǐn)?shù),，以便在室溫下穩(wěn)定儲存。為了儲存在冰箱中，干燥至約9%的水含量就足夠了,。添加膜透性冷凍保護(hù)劑可以保護(hù)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器,，但增加必要的干燥程度。
結(jié)果表明,，含有0.25摩爾濃度的冷凍保護(hù)劑的干燥溶液的室溫儲存是不可行的,。但是，這種解決方案似乎有可能在干燥后分別在標(biāo)準(zhǔn)冰箱或冷凍機(jī)中達(dá)到約3%和6%的水質(zhì)量分?jǐn)?shù),。