Vědci z Massachusettského centra pro aplikaci technologie v medicíně (MGH-CEM) vyvinuli jednoduchou metodu udržování vody a vodných roztoků v kapalném stavu při teplotách hluboko pod normálním „bodem mrazu“po velmi dlouhou dobu. I když to dokázali jen za pár uncí, jejich přístup popsaný v Nature Communications mohl jednoho dne zajistit bezpečné a dlouhodobé uchování krevních buněk, tkání a orgánů a zlepšit bezpečnost potravin.
"Voda a další vodné roztoky v objemech, které vidíme každý den, obvykle zmrznou, když se ochladí pod bod mrazu 0 stupňů Celsia," říká Burk Usta, Ph. D. z MGH-CEM, spoluautor práce. "Náš přístup, který jsme nazvali 'hluboké podchlazení', je pokrýt povrch takové kapaliny roztokem, který se nemísí s vodou, jako je minerální olej, a blokovat interakci mezi vodou a vzduchem. Tento překvapivě jednoduchý, praktický a levný přístup k podchlazení kapalin po delší dobu by mohl otevřít mnoho metod pro konzervování potravin a léků a umožnit základní experimenty, které dříve nebyly k dispozici. “
Mohou být orgány zmrazeny na dlouhou dobu?
Ve většině skutečných prostředí voda a vodné roztoky začínají mrznout, když teplota klesne pod nulu a ledové krystaly se náhodně tvoří tam, kde kapaliny přicházejí do styku se vzduchem nebo různými nečistotami v roztoku. Podchlazení, které udržuje kapalinu na nízké teplotě bez krystalizace, lze provádět pouze v malých objemech a po krátkou dobu pomocí vysokotlakého zařízení, které je drahé a může poškodit tkáně nebo jiné biologické materiály.
Snížení teploty jakéhokoli biologického materiálu - například při skladování potravin podléhajících rychlé zkáze a orgánů k transplantaci za studena - zpomaluje metabolické a další reakce. Hypotermie prodlužuje toto metabolické zpomalení bez poškození způsobeného krystalizací ledu. Vědci zjistili, že utěsnění povrchu malého (1 ml) vzorku vody olejem na bázi uhlovodíků, jako je minerální olej, olivový olej nebo parafinový olej, může potlačit tvorbu ledu při teplotách až -13 stupňů po dobu jednoho týdne. V průběhu experimentů se složitějšími oleji a jednoduchými uhlovodíky, jako jsou alkoholy a alkany, se jim podařilo udržet 1 ml vzorků vody a buněčné suspenze podchlazené na -20 stupňů po dobu 100 dnů a 100 ml vzorků po dobu jednoho týdne.
Ilya Khel