Krioprotektant

Z Wikipedii

Krioprotektant - substancja, lub ich mieszanina, chroniąca zamrażany obiekt. Zwykle pojęcie to jest używane w odniesieniu do zamrażania tkanek i innych próbek biologicznych.

Właściwości krioprotekcyjne tych substancji polegają na obniżeniu temperatury zeszklenia zamrażanego obiektu, poniżej temperatury topnienia. W ten sposób układ zachowuje się jak ciało amorficzne, które zestala się nie wytwarzając kryształów (witryfikacja), mogących uszkodzić próbkę. W przypadku próbek biologicznych uszkodzenia są głównie powodowane nie przez kryształki lodu (jako, że wnętrze komórek zwykle nie zamarza w taki sposób, o ile w ogóle), ale poprzez zmiany ciśnienia osmotycznego i siły jonowej (zawartości elektrolitów w płynie komórkowym)^[1]. Krioprotektantami są także substancje przeciwdziałające zamarzaniu w ogóle, albo powodujące kontrolowaną nukleację kryształków lodu.

W naturalne krioprotektanty wyposażone są arktyczne i antarktyczne zwierzęta zimnokrwiste, jak owady, płazy, gady, by chronić swoje tkanki przed uszkodzeniami podczas zimowej hibernacji. Te funkcje krioochronne mogą pełnić specjalne białka, działające jako nukleatory kontrolowanego zamarzania (ang. protein ice nuceklators) lub antyzamarzacze (antifreeze proteins). W takie białka wzbogacone są płyny ustrojowe, jak krew czy limfa^[2].

Krioprotektantami w przemyśle są najczęściej różne glikole, czyli alkohole wielohydroksylowe, jak glikol etylenowy, propylenowy, czy glicerol. Glikol etylenowy jest składnikiem zimowych płynów do chłodnic samochodowych, a propylenowy bywa używany do redukcji kryształków lodu w lodach i czynienie masy gładszej. Innym popularnym krioprotektantem jest DMSO (sulfotlenek dimetylowy), razem z glicerolem powszechnie używany do ochrony próbek biologicznych, takich jak sperma, embriony, podczas ich przechowywania w ciekłym azocie^[2].

By podnieść efektywność krioprotektantów i obniżyć skutki uboczne ich stosowania, najczęściej stosuje się ich mieszaniny. Mieszanina formamidu z DMSO, glikolem propylenowym i odpowiednim koloidem, długi czas była najbardziej efektywnym sztucznie wytworzonym krioprotektantem.

Przypisy