干燥可以为细胞保存提供一种更方便的方法

俄勒冈州立大学的研究人员朝着更方便、更便宜的方法迈出了重要一步，以保护哺乳动物细胞，用于体外受精、物种保护、细胞治疗和其他目的。

这种方法是干燥——去除细胞中的水分——并显示出作为液氮冷冻保存替代方法的前景。

液氮的沸点是零下320华氏度，而干燥的细胞可能会储存在传统的冰柜或冰箱中。

俄勒冈州立大学生物工程副教授亚当希金斯说：“液氮中的储存成本相对较高，运输过程中低温的要求也不方便。”

为了稳定细胞以干燥状态储存，必须除去足够的水并使剩余的基质形成无定形的玻璃状固体。

“干燥溶液最重要的性能特征之一是它形成这种玻璃的能力，”希金斯说。“这就是为什么分子结构被锁定在原位，降解化学反应被阻止。因此，玻璃化转变温度(形成玻璃状固体的温度)是设计细胞干燥程序的关键参数。这个温度最终决定了生物样本合适的保存温度。”

希金斯与俄勒冈州立大学工程学院、奥古斯塔大学和维拉诺瓦大学的合作者一起研究了各种可能的干燥介质的玻璃化转变温度以及水分含量如何影响温度。

“我们的目标是朝着理解这些混合物的玻璃化转变温度迈出一步，我们肯定会这样做，”他说。他们研究了糖和聚合物的水溶液，以及可以透过细胞膜并用于冷冻保存的化合物：乙二醇、丙二醇和二甲基亚砜，即DMSO。

研究人员将溶液干燥到不同的水分含量，然后通过差示扫描量热法测量玻璃化转变温度。“复杂多组分溶液的玻璃化转变数据相对缺乏，”希金斯说。"但正如我们所料，玻璃化转变温度随着水含量的降低而升高."

例如，在磷酸盐缓冲盐水中含有0.1摩尔浓度海藻糖的培养基中，对于完全干燥的样品，温度范围为约360开氏度至约220开氏度。水的质量分数为0.4。开尔文是绝对零度，等于零下273.15摄氏度。

“向溶液中添加聚合物可以提高玻璃化转变温度，”他说。"加入渗透冷冻保护剂会降低它."

总的来说，研究人员发现他们使用的聚合物-聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和Fico ll-具有稳定作用；将它们添加到含有海藻糖和磷酸盐缓冲盐水的干培养基中，可以显著提高任何含水量下的玻璃化转变温度。

向混合物中加入DMSO、乙二醇或丙二醇，以浓度依赖的方式降低玻璃化转变温度。

“对于在干燥状态下的稳定储存，人们认为玻璃化转变温度应该比储存温度高50度左右，”希金斯说。因此，在磷酸盐缓冲盐水中含有0.1摩尔浓度的海藻糖和10%PVP的干燥溶液需要干燥至约5%的水质量分数，以便在室温下稳定储存。为了在冰箱中储存，干燥至含水量约为9%就足够了。加入透膜冷冻保护剂可以保护胞内细胞器，但增加了必要的干燥程度。”

结果表明，含0.25 mol防冻剂的干燥溶液在室温下保存是不可行的。然而，在干燥后，该溶液在标准冰箱或冷冻机中似乎有可能分别达到约3%和6%的水质量分数。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！