Глицерин, криопротектор

Клетки замораживают при разных температурах (от —10 до —196°) и различных скоростях замораживания. Для защиты от повреждающего действия низких температур клетки предварительно суспендируют в растворах криопротекторов. Чаще других применяют 10—20%-ный раствор глицерина, 7—10%-ный раствор диметилсульфоксида (СНз—S—СН3) или 20%-ный раст- [c.68]

На рис. 2 и 3 приведены диаграммы плавления смесей глицерина и диметилсульфоксида с водой, т. е. графически изображена зависимость температуры плавления этих смесей от концентрации криопротектора в растворе. Точка О представляет собой точку плавления чистого льда. Как видно из диаграмм плавления, увеличение исходной концентрации глицерина (ди- [c.9]

Низкие температуры давно используют для снижения скоростей реакций и для консервации и длительного хранения пищевых продуктов. Интерес к длительному хранению простых и сложных биологических объектов и живых организмов в последние годы значительно возрос и вызван, в первую очередь, требованиями медицинской практики, возникшими в связи с развитием методов гипотермии и криотермии. В настоящее время уже создаются международные учреждения по хранению органов и биологических препаратов, необходимых, в частности, в операциях по трансплантации. Решение этой задачи, естественно, не обходится без трудностей. Так, для длительной консервации (на месяцы и годы) необходимо полное замораживание и охлаждение до температур жидкого азота, а температуры, создаваемые в рефрижераторах и морозильных установках, недостаточно низки. Кроме того, при замораживании даже относительно простых биологических объектов часто происходит их гибель. Основная причина гибели связана с физическими повреждениями клеток в результате образования кристаллов льда и с химическими реакциями, вызванными концентрационными и температурными изменениями. Эти трудности удается обойти, применяя криопротекторы, такие как глицерин, эти-ленгликоль или диметилсульфоксид. С помощью криопротекторов осуществлена длительная обратимая консервация таких биологических объектов, как белые кровяные тельца, сперма, костный мозг, хрящи. Разрабатываются методы обратимой консервации более сложных биологических систем и даже целых органов. [c.232]

Наиболее известны такие криопротекторы, как диметилсуль-фоксид (ДМСО), различные сахара, глицерин, этиленгликоль и их производные. Действие криопротекторов состоит в снижении количества свободной воды, повышении вязкости раствора. Все криопротекторы делят на две группы проникающие и непроникающие. Это разделение достаточно условно. Так, глицерин — первое вещество, определенное как криопротектор, может проникать в клетку, если его добавлять при комнатной температуре, или выступать как непроникающее соединение, если его добавлять при температуре О °С. Принято считать, что непроникающие криопротекторы специфически влияют на мембрану, повышая ее проницаемость. Применение сильных, проникающих в клетку криопротекторов ограничено их токсичностью. Поэтому обычно используют смеси криопротекторов, так как в них токсичность одного из веществ снижается за счет присутствия другого. [c.201]

Обычно наиболее значительной по объему составной частью криозащитной среды является водный раствор так называемого криопротектора, который в жидком состоянии смешивается с растворителем в произвольных отношениях, но полностью вытесняется кристаллами льда в жидкие межкристаллические каналы при фазовом переходе. В настоящее время в качестве крио-протекторных веществ чаще других применяют глицерин и ди-метилсульфоксид. Кроме криопротектора и воды криозащитные среды, как правило, содержат в сравнительно небольших коли- [c.8]

При хранении бактерий в жидком азоте применяют криопротекторы двух типов. К первому относятся глицерин и диметилсульфоксид (ДМС), которые легко проходят через клеточную мембрану и обеспечивают как внутриклеточную, так и внеклеточную защиту от замораживания. Ко второму виду криопротекторов относятся такие вещества, как сахароза, лактоза, глюкоза, маннит, сорбит, декстран, поливинилпирролидон и полигликоль, которые обеспечивают защитное действие на наружной поверхности клеточной мембраны. Протекторы первого типа, т. е. глицерин и ДМС, оказались более эффективными и пригодными для широкого круга бактерий. Выбор криопротектора зависит от вида бактерий. При замораживании новых штаммов следует предварительно проверить действие на них криопротектора. [c.527]

Процессы стеклования криогранул следует рассматривать и как положительное явление, если их подвергать криоэкстрагированию или крио-осаждению. С этой позиции процессы стеклообразования при замораживании растворов являются желательными для их интенсификации используют криопротекторы — вещества, увеличивающие вязкость растюров и способствующие их переходу при быстром замораживании в стеклообразное состояние. К криопротекторам относятся, например, органические вещества, модифицирующие структуру исходного раствора и изменяющие механизм льдообразования. Наиболее распространенными криопротекгорами являются глицерин, спирты (метанол, этанол и др.), полиэтиленоксиды, гликоли и т.д. [c.106]

Механизмы цитотоксического действия глицерина (как, впрочем, и других криопротекторов) изучены пока недостаточно, и поэтому не всегда можно с определенностью сказать, какие свойства глицерина обусловливают то или иное повреждение клеток. При разработке методов низкотемпературного консервирования наряду с глицерином применяют и другие криопротекторы. [c.32]

Для суспензионных культур клеток нербдко рекомендуют трехкомпонентную двухмолярную смесь криопротекторов, включающую глицерин (0,5 М), ДМСО (0,5 М) и сахарозу (1 М). [c.531]

Экспериментами показано, что диметилсульфоксид лучше глицерина проникает в большинство биологических объектов. Этим обусловлено широкое применение его в качестве криопротектора для многих видов клеток и тканей. Его широко применяют для низкотемпературного консервирования тканевых культур, спермы рыб, некоторых микроорганизмов. [c.33]

Проведенные исследования по эффективности криозащитного действия этих веществ показали, что ДМСО обеспечивает не только более высокую жизнеспособность клеток, но также и сохранение их морфофункциональных свойств. Так, одним из показателей повреждения клеток является образование на мембране клеток выпячиваний (везикул). Количество клеток с такими морфологическими изменениями и характер этих изменений зависят от применяемого криопротектора. В суспензии клеток, замороженных в среде с 10 % глицерина, количество клеток с везикулами составляло около 12 %, в то [c.64]

К числу криопротекторов относят глицерин, гликаны, гликопротеины, ДМСО, сахарозу, ПВС, сыворотку крови и др. Их можно использовать по отдельности или в смесях. Лучший способ стерилизации растворов криопротекторов — мембранная фильтрация. [c.529]

Подбор криопротекторов, веществ, уменьшающих повреждение клеток от осмотического и механического стресса, проводят эмпирически по принципу наименьшей токсичности и оптимального эффекта. Среди всех известных криопротекторов выделяются такие легко проникающие в клетки вещества, как диметилсульфоксид (ДМСО, 5—10%), глицерин (10—20 %), а также непроникающие высокомолекулярные — поливи-нилпиролидон (ПВП), декстран, полиэтиленгликоль (ПЭГ) с молекулярной массой 6000. [c.137]

В последние годы установлено, что замороженные и оттаявшие эмбрионы могут быть успешно разбавлены одноступенчато в пайете, где они были заморожены. Сущность метода состоит в следующем. Заморожен но-оттаянные эмбрионы переносят одноступенчато из раствора криопротектора, в частности 1,5 М глицерина в фосфатном буфере, в котором они были заморожены, в среду, содержащую гипертонический раствор не проникающего в клетку соединения, каким является сахароза. Это обеспечивает постепенное удаление криопротектора из эмбриона без нарушения осмотического равновесия в 0,02 мл 1,5 М глицерина. [c.207]

Клетки выращивают в соответствующей среде. В случае жидких культур клетки отделяют в стерильных условиях центрифугированием и ресуспендируют осадок в стерильной свежей среде, содержащей или 10% (объем/ объем) глицерина (готовят добавлением 20%-ного глицерина к равному объему стерильной среды), или 5% (объем/объем) ДМС (приготовленного добавлением соответствующего количества 1007о-ного ДМС к стерильной среде). В случае роста культур на агаре клетки смывают с его поверхности стерильной жидкой средой, содержащей подходящий криопротектор, и разливают в стерильные маркированные ампулы по 0,4 мл суспензии, содержащей не менее 10 клеток/мл. [c.528]

Давно замечено, что микроорганизмы, замороженные в солевом растворе или в бульоне, быстро погибают вода — умеренно детальна, а глицерин и молоко обладают защитным действием. После установления протективных свойств глицерина многие соединения испытывали для защиты микроорганизмов от повреждающего действия низких температур. В качестве криопротекторов применяются как низкомолекуляриые вещества (10—20%-ный глицерин, 7—10%-ыый диметилсульфоксид, 10—20%-ная сахароза), так и высокомолекулярные (белки, 10%-иый поли-винилпирролидон). Условно их подразделяют на две группы 1) вещества, проникающие в клетки (глицерин, диметилсульфоксид) 2) вещества, не проникающие в клетки (например, поливинилнирролидон). [c.152]

Вещества, способные предотвращать развитие повреждений биологических объектов при их замораживании и последующем отогреве, называют криопротекторами. К эффективным криопротекторам относятся вещества, принадлежащие разным классам химических соединений. Это спирты (этиленгликоль, а-пропи-ленгликоль, глицерин), амиды (диметилацетамид), оксиды (ди-метилсульфоксид), искусственные полимеры (поливинилпирро-лидон, оксиэтилнрованный крахмал, полиэтиленгликоль). Приведенный список не исчерпывает ни классов веществ, в которых могут встретиться эффективные криопротекторы, ни перечень криопротекторов в названных классах. [c.29]

Прежде чем дать краткую характеристику некоторых свойств наиболее известных криопротекторов, небезынтересно-вспомнить открытие криозащитных свойств у глицерина. Еще в 1913 г. русский ученый Н. А. Максимов изучал криозащитное действие растворов различных веществ, в том числе глицерина и сахарозы, на растительных объектах. В его опытах глицерин оказывался менее эффективным криопротектором, чем сахароза. На криозащитные свойства глицерина в последующем обратили внимание советские ученые А. Д. Бернштейн, В. И. Петропавловский (1937), применив его для замораживания (до —2ГС) спермы ряда сельскохозяйственных животных и птиц. Однако-их результаты не получили развития и были забыты. Позднее Дж. Ростан (1946) продемонстрировал возможность хранения спермы лягушки в течение 1 суток при —(4—6)°С в среде, содержащей 10—207о глицерина. Но эти опыты не привлекли внимания ученых и понадобился случай (английские исследователи К. Полдж и О. Смит (1949), работая над проблемой замораживания клеток в растворах сахаров, обнаружили, что-глицерин обладает криозащитными свойствами в отношении спермиев петуха), чтобы внимание ученых было привлечено к глицерину уже надолго. [c.31]

Тот факт, что эритроциты, в которых клеточная вода на 50% замещена глицерином, повреждаются при таком же относительном объеме, как и незащищенные, свидетельствует о том, что к повреждению клеточных мембран приводит не удаление воды как таковое, а уменьшение клеточного объема. Результаты всех экспериментов указывают на то, что причиной повреждения является скорее всего уменьшение объема клетки до критического значения. Гипотеза минимального объема позволила указать некоторые из возможных механизмов устойчивости клеток к замораживанию. Так, хорошо проникающие в клетку криопротекторы, в соответствии с этой гипотезой увеличивая неводный объем клетки, тем самым защищают ее от повреждения, поскольку в результате больше воды должно быть удалено из клетки, прежде чем общий объем ее уменьшится до критического значения. Еще одним способом самозащиты клеток является их способность допускать втекание Внеклеточного раствора внутрь клетки, когда клеточный объем приближается к критическому. Так, гранулы хлоропласта листьев зимостойкого шпината при замораживании, когда осмолярность внеклеточного раствора превышала некоторое определенное значение (около 800 мОсм), становились проницаемыми для растворенных веществ, предупреждая дальнейшее уменьшение объема клеток и их необратимое повреждение (Г. Т. Меримен, 1971). [c.55]

Для криозащиты плохо переносящих замораживание микроорганизмов применяют различные криопротекторы низкомолекулярные вещества (глицерин, димексид, сахарозу и др.), высокомолекулярные соединения (декстран, крахмал, полиэтиленгли-к ль, поливинилпирролидон и др.), компоненты растительного и животного происхождения (сыворотку крови, желатин, обезжиренное молоко и др.). Сохранность замораживаемых микроорганизмов зависит от скорости охлаждения и имеет оптимумы для данного вида клеток при характерных скоростях. Так, для многих видов грибов оптимальная скорость охлаждения составляет около 1°С/мин, для дрожжевых клеток —(7—10)°С/мин, для различных видов бактерий и актиномицетов оптимальные скорости лежат в области скоростей охлаждений от 2 до 45°С/мин. [c.73]

Методы регенерации растений из меристем уже разработаны для 60 видов и широко используются в практике для массового размножения и оздоровления посадочного материала ряда декоративных растений, а также для оздоровления картофеля от вирусных болезней. Успешно разрабатываются специальные методы создания банка клеток для сохранения генофонда растений путем консервирования в условиях глубокого холода (—196.°С) их меристематических тканей, находящихся в точках и зонах роста, и эмбриоидов. Для этого применяют программное замораживание, т. е. постепенное замораживание с точно регулируемой скоростью снижения температуры (порядка. ] °С/мин) с использованием специальных веществ — криопротекторов (глицерин, сахара, этиленгликоль и их производные, поливинилпирролидои и диметилсульфоксид), ослабляющих повреждения клеток. Криопротекторы добавляют к среде, в которой находятся клетки перед замораживанием. Банк клеток растений (генофонд)—один из способов сохранения разнообразия растительного мира. [c.410]

Глицерин и диметилсульфоксид—криозащитные агенты, получившие наиболее широкое применение для криоконсервирования клеток перевиваемых культур. Сравнительные данные по защитному действию этих криопротекторов весьма противоречивы [20]. [c.64]

Нарушения адгезивных свойств клеток после криоконсервиро-ния были выражены в большей степени в случае применения качестве криопротектора глицерина при замораживании клеток трисутствии 10 % глицерина около 10 % клеток утрачивало способ-1Сть к прикреплению и распластыванию при использовании 10 % МСО — только 3%. Скорость адгезии также была ниже при пользовании в качестве криопротектора глицерина. [c.65]

Процесс криоконсервирования вызывает нарушения процессов догенного дыхания в клетках перевиваемых культур. Степень этих рушений зависит от применяемого криопротектора. При использо-нии в качестве криопротектора 10 % глицерина уровень эндоген-го дыхания снижался в 2—2.5 раза по сравнению с уровнем требления кислорода нативными клетками, а при использовании % ДМСО — в 1.2—1.5 раза. [c.65]

Анологичная зависимость от применяемого криопротектора отмена и при определении интенсивности синтеза белков и ДНК в клет-X перевиваемых культур после криоконсервирования ингибирова-е биосинтеза больше при криоконсервировании с 10 % глицерина. [c.65]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология