Kryoprotektant

En kryobeskyttelsesmiddel er et stof, der anvendes til at beskytte den biologiske væv fra frostskader. Arktiske og antarktiske insekter, fisk og padder skaber kryobeskyttelsesmidler i deres organer til at minimere frostskader i de kolde vinterperioder. Kryobeskyttende også bruges til at bevare levende materialer i studiet af biologi og at bevare fødevareprodukter.

Mekanisme

Kryobeskyttelsesmidler fungerer ved at forøge koncentrationen af ​​opløst stof i celler. Men for at være biologisk levedygtige de skal let trænge celler og må ikke være toksisk for celler.

Glasovergangstemperatur

Nogle kryobeskyttelsesmidler funktion ved at sænke glasovergangstemperaturen af ​​en opløsning eller af et materiale. På denne måde kryobeskyttelsesmidlet forhindrer faktiske frysning, og opløsningen opretholder en vis fleksibilitet i en glasagtig fase. Mange kryobeskyttelsesmidler også fungere ved at danne hydrogenbindinger med biologiske molekyler som vandmolekyler er forskudt. Hydrogenbinding i vandige opløsninger er vigtigt for korrekt protein og DNA-funktion. Således som kryobeskyttende erstatter vandmolekyler, det biologiske materiale bevarer sin native fysiologiske struktur og funktion, selv om de ikke længere er nedsænket i et vandigt miljø. Denne bevarelse strategi er oftest brugt i anhydrobiosis.

Toksicitet

Blandinger af kryobeskyttelsesmidler har mindre toksicitet og er mere effektive end single-agent kryobeskyttelsesmidler. En blanding af formamid med DMSO, propylenglycol og en kolloid var i mange år, den mest effektive af alle kunstigt skabte kryobeskyttelsesmidler. Kryobeskyttende blandinger er blevet anvendt til forglasning. Forglasning har vigtige anvendelser i konservering embryoner, biologiske væv og organer til transplantation. Forglasning anvendes også i Cryonics i et forsøg på at fjerne frostskader.

Konventionelle kryobeskyttelsesmidler

Konventionelle kryobeskyttende er glycoler, såsom ethylenglycol, propylenglycol og glycerol. Ethylenglycol er almindeligt anvendt som bil frostvæske og propylenglycol er blevet brugt til at reducere isdannelse i is. Dimethylsulfoxid er også betragtes som en konventionel kryobeskyttelsesmiddel. Glycerol og DMSO er blevet anvendt i årtier som cryobiologists at reducere isdannelse i sæd, oocyter, embryoer og der er koldt bevaret i flydende nitrogen.

Eksempler i naturen

Insekter

Insekter bruger oftest sukker eller polyoler som kryobeskyttelsesmidler. En art, der bruger frysebeskyttelsesmiddel er Polistes exclamans. I denne art, kan bruges til de forskellige niveauer af kryobeskyttelsesmiddel at skelne mellem morfologier.

Padder

Arktiske frøer bruger glucose, men arktiske salamandre skaber glycerol i deres lever til anvendelse som et kryobeskyttelsesmiddel.

Levnedsmiddelkonservering

Kryobeskyttende også anvendes til at konservere fødevarer. Disse forbindelser er typisk sukker, der er billige og ikke udgør nogen toksicitet bekymringer. For eksempel har mange frosne kylling produkter indeholder en "løsning" af vand, saccharose og natriumphosphater.

Fælles kryobeskyttelsesmidler

  0   0
Næste artikel Betty Holberton

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha