Forskare vid Massachusetts Center for the Application of Technology in Medicine (MGH-CEM) har utvecklat en enkel metod för att hålla vatten och vattenbaserade lösningar i flytande tillstånd vid temperaturer långt under den normala "fryspunkten" under mycket långa perioder. Medan de gjorde det med några få uns, kunde deras tillvägagångssätt, beskrivet i Nature Communications, en dag säkerställa ett säkert, långvarigt bevarande av blodceller, vävnader och organ och förbättra livsmedelssäkerheten.
"Vatten och andra vattenlösningar, i de volymer vi ser varje dag, fryser vanligtvis när de kyls under fryspunkten på 0 grader Celsius", säger Burk Usta, doktor från MGH-CEM, medförfattare till arbetet.”Vår strategi, som vi har kallat” djup hypotermi”, är att belägga ytan på en sådan vätska med en lösning som inte blandas med vatten, såsom mineralolja, för att blockera interaktionen mellan vatten och luft. Detta överraskande enkla, praktiska och billiga tillvägagångssätt för superkylning av vätskor under längre perioder skulle kunna öppna många metoder för konservering av mat och medicin samt möjliggöra grundläggande experiment som inte tidigare funnits.”
Kan organ frysas under lång tid?
I de flesta riktiga miljöer börjar vatten och vattenlösningar frysa när temperaturen når under noll och iskristaller bildas slumpmässigt där vätskor kommer i kontakt med luft eller olika föroreningar i lösningen. Underkylning, som håller vätskan vid låg temperatur utan kristallisering, kan endast göras i små volymer och under korta tidsperioder med högtrycksutrustning som är dyr och kan skada vävnader eller andra biologiska material.
Att sänka temperaturen på något biologiskt material - till exempel vid förvaring av fördärvliga livsmedel och organ för transplantation - bromsar metaboliska reaktioner och andra reaktioner. Hypotermi förlänger denna metaboliska avmattning utan skador orsakade av iskristallisation. Forskarna fann att försegling av ytan på ett litet (1 ml) vattenprov med en kolvätebaserad olja som mineralolja, olivolja eller paraffinolja kan undertrycka isbildning vid temperaturer så låga som -13 grader under en vecka. Under experiment med mer komplexa oljor och enkla kolväten, såsom alkoholer och alkaner, lyckades de hålla 1 ml vattenprover och cellsuspension superkylda till -20 grader under 100 dagar och 100 ml prover i en vecka.
Ilya Khel
