CHANGE IN THERMODYNAMIC CHARACTERISTICS OF CRY°PR°TECTANTBASED°NWATER-GLYCEROL SOLUTION AFTER ADDING VARIOUS COMPONENTS

Abstract

Full Text

Развитие методов криоконсервации биоматериала расширяет возможности современной биологии и медицины. Для защиты клеток от повреждений используют криопротекторы, эффективность которых обычно оценивается по изменениям жизненно важных показателей клеток после заморозки. Основным фактором повреждения клеток является формирование кристаллов льда. Для водных растворов с примесями выделяют область гетерогенного ядрообразования, приводящего к образованию центров кристаллизации внутри и вне клетки [1]. Добавление непроникающих компонент криопротектора позволяет уменьшить этот промежуток и повысить выживаемость клеток. В связи c этим важно понимать физико-химические процессы, проходящие в криопротекторах при добавлении отдельных его компонент [2]. Поэтому целью работы является определение влияния отдельных компонент криопротектора на изменение его термодинамических характеристик, а также исследование изменения фазовых и агрегатных состояний этих сред. В работе были получены зависимости теплоемкости от температуры для буферной среды (1 2% глицерина); выявлено наличие 3-х особенностей, связанных со структурными перестройками среды при изменении температуры. Для водного раствора глицерина (12%) температура фазового перехода первого рода - 246,4 К, промежуточная температура, характеризующая агрегатные изменения в гетерогенной фазе, - 204,1 К, температура перехода из гетерогенной области в низкотемпературную часть - 1 68,3 К. Во всех растворах можно наблюдать стадию переохлажденной жидкости с образованием в ней ядер нуклеации. Наличие области гетерогенного ядрообразования объясняет появление пиков в этой области на графике зависимости теплоемкости от температуры. Было выявлено, что добавление сахарозы в глицерин-содержащий раствор уменьшает температурный интервал гетерогенного ядрообразования на 18,9 К, что должно улучшать криопротекторные свойства данного раствора.