干燥可以提供更方便的细胞保存方法

俄勒冈州立大学的研究人员已经迈出了重要的一步一个更方便、更便宜的方式保护哺乳动物细胞体外受精、物种保护、细胞疗法和其他用途。

该方法干燥,把水从细胞,显示了承诺作为替代通过液氮冷冻保存。

液态氮的沸点- 320华氏度,而干燥的细胞可能会存储在传统的冰柜和冰箱。

”存储在液态氮成本较高,低温的要求在运输不方便,“通讯作者亚当·希金斯说,俄勒冈州立大学的生物工程副教授。

让细胞稳定储存在干燥状态需要去除足够的水,剩下的矩阵形成非晶的,玻璃状固体。

”最重要的一个干燥解决方案的性能特征是玻璃形成能力,”希金斯说。“这就是锁到位,防止分子结构趋向下降的化学反应。因此,玻璃化转变温度-玻璃固体形式的点是一个关键参数的设计细胞干燥过程。温度是最终决定biospecimen适当的存储温度。”

希金斯与合作者在俄勒冈州立大学的工程学院和奥古斯塔大学和维拉诺瓦大学看各种可能的玻璃化转变温度干燥媒体和含水率如何影响温度。

“我们的目的是采取一步理解这些混合的玻璃化转变温度,我们肯定这么做,”他说。

他们研究了糖和聚合物的水溶液,以及化合物可以渗透细胞膜和用于低温贮藏:乙二醇、丙二醇、二甲亚砜或DMSO溶液。

研究人员然后干的解决方案不同的水分含量使用差示扫描量热法测量玻璃化转变温度。

“玻璃化转变数据复杂、多元的解决方案是相对稀缺的,”希金斯说。“但正如我们预期的一样,玻璃化转变温度和减少水分含量增加。”

例如,在一个包含0.1摩尔浓度海藻糖磷酸缓冲盐的介质,温度范围从约360开尔文完全干燥样品约220 k水质量分数为0.4。绝对零度,等于0 k - 273.15摄氏度。

“聚合物添加到解决方案增加了玻璃化转变温度,”他说。“添加穿透冷冻保护剂减少它。”

一般来说,研究人员发现他们使用的聚合物(聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚蔗糖-稳定的影响;将它们添加到干燥介质含有海藻糖和磷酸缓冲盐增加了玻璃化转变温度在任何含水率显著。

添加DMSO、乙二醇或丙二醇混合物降低玻璃化转变温度的方式取决于浓度。

“干稳定的存储器的状态,相信玻璃化转变温度应该是50度以上的存储温度,”希金斯说。“所以一个干燥的解决方案包含0.1摩尔浓度海藻糖和10% PVP在磷酸缓冲盐需要干的水质量分数约5%在室温下稳定的存储。储存在冰箱里,干燥含水量9%就足够了。添加membrane-permeable冷冻保护剂可以保护细胞内细胞器但必要增加干燥的程度。”

结果表明室温干燥的存储解决方案包含0.25摩尔浓度不同种类并不可行。但似乎这种解决方案可以实现稳定的存储在标准冷藏或冷冻干燥后水质量分数约为3%和6%,分别。

“这些例子说明我们的研究结果的潜在促进细胞干燥有前途的多组分混合物的设计,”希金斯说。

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参考:

德雷克,a . C。李,Y。伯吉斯,e . M。、Karlsson j . O。厄罗古鲁,。和希金斯,a z (2018)。含水量对糖的混合物的玻璃化转变温度,聚合物,穿透冷冻保护剂在生理缓冲。Plos One, 13 (1)。doi: 10.1371 / journal.pone.0190713