RU2540598C2 - Method of reducing low-temperature jump of cryoprotectant solutions - Google Patents
Method of reducing low-temperature jump of cryoprotectant solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540598C2 RU2540598C2 RU2013125414/13A RU2013125414A RU2540598C2 RU 2540598 C2 RU2540598 C2 RU 2540598C2 RU 2013125414/13 A RU2013125414/13 A RU 2013125414/13A RU 2013125414 A RU2013125414 A RU 2013125414A RU 2540598 C2 RU2540598 C2 RU 2540598C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- temperature jump
- cryoprotectant
- freezing
- cells
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области криобиологии и может использоваться для снижения температурного скачка при кристаллизации растворов с клетками живых организмов.The invention relates to the field of cryobiology and can be used to reduce the temperature jump during crystallization of solutions with cells of living organisms.
Известен способ снижения низкотемпературного скачка путем внесения затравки для кристаллообразования (йодистое серебро, кристаллы льда) (см. кн. Пушкарь Н.С., Белоус A.M. Введение в криобиологию. - Киев: Наукова Думка, 1975. - С.21)There is a method of reducing the low-temperature jump by introducing seed for crystal formation (silver iodide, ice crystals) (see the book. Pushkar NS, Belous A.M. Introduction to cryobiology. - Kiev: Naukova Dumka, 1975. - P.21)
Однако этот способ нетехнологичен и приемлем только для небольшого количества замораживаемого материала.However, this method is low-tech and acceptable only for a small amount of frozen material.
Наиболее близким по технической сущности является способ механического сидинга, который выполняют при температурах (-5)°C-(-7)°C вручную путем прикосновения пинцетом или другим предметом к пробирке, содержащей раствор с клетками (см. кн. Хименков А.В., Брушков А.В. Введение в структурную криологию. - М.: Наука, 2005. - С.203).The closest in technical essence is the method of mechanical seeding, which is performed at temperatures of (-5) ° C - (- 7) ° C manually by touching with a pair of tweezers or another object to a test tube containing a solution with cells (see book A. Khimenkov. ., Brushkov A.V. Introduction to structural cryology. - M .: Nauka, 2005. - P.203).
Однако данный способ снижения температурного скачка при криоконсервации является трудоемкой операцией, занимающей много времени.However, this method of reducing the temperature jump during cryopreservation is a time-consuming operation.
Техническая задача - создание способа снижения низкотемпературного скачка при кристаллизации растворов криопротекторов, позволяющего повысить целостность дефростированных клеток после криоконсервации.The technical task is to create a way to reduce the low-temperature jump during crystallization of cryoprotectant solutions, which allows to increase the integrity of defrosted cells after cryopreservation.
Технический результат - снижение низкотемпературного скачка растворов криопротекторов при замораживании клеток живых организмов.EFFECT: reduced low-temperature jump in cryoprotectant solutions during freezing of cells of living organisms.
Он достигается тем, что в способе, включающем замораживание криораствора с биологическим материалом в жидком азоте, до операции замораживания раствора криопротекторов с клетками живых организмов осуществляют дистанционное воздействие на замораживаемый раствор ультразвуковым излучением частотой 0,50-10 МГц.It is achieved by the fact that in a method that includes freezing a cryo-solution with biological material in liquid nitrogen, before the operation of freezing a solution of cryoprotectants with cells of living organisms, remote exposure of the frozen solution by ultrasonic radiation with a frequency of 0.50-10 MHz is carried out.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Клетки живых организмов разбавляют криопротектором, ставят на эквилибрацию. Перед замораживанием на смесь криопротектора с клетками живых организмов воздействуют ультразвуковым излучением на всю площадь раствора, на расстоянии, которое зависит от мощности излучателя (чем мощнее излучатель, тем больше расстояние), частотой 0,50-10 МГц, т.к. при данных параметрах сигнала наблюдали снижение низкотемпературного скачка растворов криопротекторов, что влияет на повышения целостности дефростированных клеток после криоконсервации.The cells of living organisms are diluted with a cryoprotector, put on equilibrium. Before freezing, the mixture of cryoprotectant with cells of living organisms is exposed to ultrasonic radiation over the entire solution area, at a distance that depends on the power of the emitter (the more powerful the emitter, the greater the distance), with a frequency of 0.50-10 MHz, because at these signal parameters, a decrease in the low-temperature jump of cryoprotectant solutions was observed, which affects the integrity of defrosted cells after cryopreservation.
Пример 1. Работы проводили в лаборатории «Водные биоресурсы и аквакультура» Южного научного центра Российской академии наук совместно с научно-исследовательской лабораторией «Криотехнологии в аквакультуре» Астраханского государственного технического университета.Example 1. The work was carried out in the laboratory "Aquatic Bioresources and Aquaculture" of the Southern Scientific Center of the Russian Academy of Sciences together with the research laboratory "Cryotechnologies in Aquaculture" of the Astrakhan State Technical University.
Исследовали 4 раствора - дистиллированную воду; базовый раствор для осетровых рыб (NaCl - 6,5 г/л, KCl - 0,25 г/л, CaCl2 - 0,3 г/л, NaHCO3 - 2 г/л, Tris-HCl до рН 7.5-8) (см. ст.Burzawa-Gerard E., Goncharov B.F., Dumas A., Fontaine Y.A. Further biochemical studies on carp gonadotropin, biochemical and biological comparison of c-GTH and a gonadotropine from Acipenser stellatus Pall. // Gen.Comp.Endocrinol. 1976. V.29, №4. - P.499); базовый раствор +10% диметилсульфоксида; базовый раствор +10% диметилсульфоксида +10% яичного желтка.Investigated 4 solutions - distilled water; stock solution for sturgeon fish (NaCl - 6.5 g / l, KCl - 0.25 g / l, CaCl 2 - 0.3 g / l, NaHCO 3 - 2 g / l, Tris-HCl to pH 7.5-8 ) (see Art. Burzawa-Gerard E., Goncharov BF, Dumas A., Fontaine YA Further biochemical studies on carp gonadotropin, biochemical and biological comparison of c-GTH and a gonadotropine from Acipenser stellatus Pall. // Gen.Comp. Endocrinol. 1976. V.29, No. 4. - P.499); stock solution + 10% dimethyl sulfoxide; stock solution + 10% dimethyl sulfoxide + 10% egg yolk.
Емкости для замораживания были выполнены из кварцевого стекла, т.к. через кварцевое стекло проходят ультразвуковые волны. Объем образца составлял 50 мкл. Толщина слоя раствора - 0,2 мм. Замораживание образцов было выполнено двумя вариантами. Первый - контрольный, без ультразвука, второй - с воздействием ультразвукового излучения (частота 0,88 МГц, мощность 1 Вт/см2 на расстоянии 1 см от ультразвукового излучателя) на всю площадь раствора.The containers for freezing were made of quartz glass, as ultrasonic waves pass through quartz glass. The sample volume was 50 μl. The thickness of the solution layer is 0.2 mm. Freezing samples was performed in two ways. The first one is the control one, without ultrasound, the second one is exposed to ultrasonic radiation (frequency 0.88 MHz, power 1 W / cm 2 at a distance of 1 cm from the ultrasonic emitter) over the entire area of the solution.
Растворы замораживали в парах жидкого азота при (-130)°C. Температуру измеряли термометром АТТ-2006.The solutions were frozen in liquid nitrogen vapors at (-130) ° C. The temperature was measured with an ATT-2006 thermometer.
В таблице 1 показана термограмма замораживания раствора: а - дистиллированная вода: контрольный вариант, не обработанный ультразвуком (---); подвергнутый обработке ультразвуком раствор (-), b - базовый раствор для осетровых: контрольный вариант, не обработанный ультразвуком (---); подвергнутый обработке ультразвуком раствор (-), с - базовый раствор +10% диметилсульфоксида: контрольный вариант, не обработанный ультразвуком (---); подвергнутый обработке ультразвуком раствор (-), d - базовый раствор +10% диметилсульфоксида +10% яичного желтка: контрольный вариант, не обработанный ультразвуком (---); подвергнутый обработке ультразвуком раствор (-).Table 1 shows the thermogram of the solution freezing: a - distilled water: control version, not treated with ultrasound (---); sonicated solution (-), b - sturgeon stock solution: control, not sonicated (---); sonicated solution (-), c - stock solution + 10% dimethyl sulfoxide: control variant not sonicated (---); sonicated solution (-), d - stock solution + 10% dimethyl sulfoxide + 10% egg yolk: control, not sonicated (---); sonicated solution (-).
Из таблицы 1 видно, что при замораживании контрольного варианта происходит переохлаждение (до (-2)-(-9)°C), а потом при кристаллизации льда температура повышается до 0°C, что не наблюдается в растворах, обработанных неконтактным ультразвуковым излучением. Снижение низкотемпературного скачка при кристаллизации растворов криопротекторов, позволяет повысить целостность дефростированного биологического материала.Table 1 shows that when the control variant is frozen, supercooling occurs (up to (-2) - (- 9) ° C), and then during ice crystallization the temperature rises to 0 ° C, which is not observed in solutions treated with non-contact ultrasonic radiation. Reducing the low-temperature jump during crystallization of cryoprotectant solutions allows increasing the integrity of the defrosted biological material.
Таким образом, дистанционное воздействие на замораживаемый раствор ультразвуковым излучением, за счет облучения всей площади, вызывает снижение влияния низкотемпературного скачка растворов криопротекторов, полностью исчезает эффект переохлаждения, скорость замерзания принимает непрерывный и плавный характер, что влияет на повышение целостности дефростированных клеток после криоконсервации.Thus, the remote exposure of the frozen solution to ultrasonic radiation, due to irradiation of the entire area, causes a decrease in the influence of the low-temperature jump of cryoprotectant solutions, the effect of supercooling completely disappears, the freezing rate assumes a continuous and smooth character, which affects the integrity of defrosted cells after cryopreservation.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Пушкарь Н.С., Белоус A.M. Введение в криобиологию. - Киев: Наукова Думка, 1975. - С.21.1. Pushkar N.S., Belous A.M. Introduction to cryobiology. - Kiev: Naukova Dumka, 1975 .-- p.21.
2. Burzawa-Gerard E., Goncharov B.F., Dumas A., Fontaine Y.A. Further biochemical studies on carp gonadotropin, biochemical and biological comparison of c-GTH and a gonadotropine from Acipenser stellatus Pall. // Gen.Comp.Endocrinol. 1976. V.29, №4. - P.499.2. Burzawa-Gerard E., Goncharov B.F., Dumas A., Fontaine Y.A. Further biochemical studies on carp gonadotropin, biochemical and biological comparison of c-GTH and a gonadotropine from Acipenser stellatus Pall. // Gen.Comp. Endocrinol. 1976. V.29, No. 4. - P. 499.
3. Хименков А.Н., Брушков А.В. Введение в структурную криологию. - М.: Наука, 2005. - С.203. (прототип)3. Khimenkov A.N., Brushkov A.V. Introduction to structural cryology. - M .: Nauka, 2005 .-- P.203. (prototype)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125414/13A RU2540598C2 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Method of reducing low-temperature jump of cryoprotectant solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125414/13A RU2540598C2 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Method of reducing low-temperature jump of cryoprotectant solutions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013125414A RU2013125414A (en) | 2014-12-10 |
| RU2540598C2 true RU2540598C2 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013125414/13A RU2540598C2 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Method of reducing low-temperature jump of cryoprotectant solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2540598C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1551315A1 (en) * | 1988-06-27 | 1990-03-23 | Украинский научно-исследовательский институт птицеводства | Method of freezing embrios of hens |
| US6521402B1 (en) * | 2000-06-14 | 2003-02-18 | The Texas A&M University System | Cryopreservation of tissues for use in nuclear transfer |
| UA18979U (en) * | 2006-07-03 | 2006-11-15 | Vinnytsia State Agrarian Unive | Device to cover feeds with film |
| RU2317703C1 (en) * | 2006-06-02 | 2008-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства" (ФГУП "ВНИИПРХ") | Method for cryogenic preservation of sturgeon fish semen |
-
2013
- 2013-05-31 RU RU2013125414/13A patent/RU2540598C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1551315A1 (en) * | 1988-06-27 | 1990-03-23 | Украинский научно-исследовательский институт птицеводства | Method of freezing embrios of hens |
| US6521402B1 (en) * | 2000-06-14 | 2003-02-18 | The Texas A&M University System | Cryopreservation of tissues for use in nuclear transfer |
| RU2317703C1 (en) * | 2006-06-02 | 2008-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства" (ФГУП "ВНИИПРХ") | Method for cryogenic preservation of sturgeon fish semen |
| UA18979U (en) * | 2006-07-03 | 2006-11-15 | Vinnytsia State Agrarian Unive | Device to cover feeds with film |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХИМЕНКОВ А.Н., БРУШКОВ А.В. "Введение в структурную криологию" М.: Наука, 2005, с.203. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013125414A (en) | 2014-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ericson et al. | Combined effects of two ocean change stressors, warming and acidification, on fertilization and early development of the Antarctic echinoid Sterechinus neumayeri | |
| Kuwayama | Highly efficient vitrification for cryopreservation of human oocytes and embryos: the Cryotop method | |
| Basu et al. | Determining the ice-binding planes of antifreeze proteins by fluorescence-based ice plane affinity | |
| Adams et al. | Cryopreservation of sperm of the Pacific oyster (Crassostrea gigas): development of a practical method for commercial spat production | |
| Risco et al. | Thermal performance of quartz capillaries for vitrification | |
| Tharasanit et al. | Oocyte cryopreservation in domestic animals and humans: principles, techniques and updated outcomes | |
| CA2808101C (en) | Method of liquid nitrogen surface vitrification | |
| Arav et al. | Vitrification of oocytes: from basic science to clinical application | |
| Mazur et al. | Roles of intracellular ice formation, vitrification of cell water, and recrystallisation of intracellular ice on the survival of mouse embryos and oocytes | |
| Hagedorn et al. | Seasonal preservation success of the marine Dinoflagellate Coral Symbiont, Symbiodinium sp. | |
| Yavaş et al. | Cryopreservation of scaly carp (Cyprinus carpio) sperm: effect of different cryoprotectant concentrations on post-thaw motility, fertilization and hatching success of embryos | |
| Agarwal et al. | Chapter 5 slow freezing of human sperm | |
| Baria et al. | Tolerance to elevated temperature and ocean acidification of the larvae of the solitary corals Fungia fungites (Linnaues, 1758) and Lithophyllon repanda (Dana, 1846) | |
| Tsai et al. | Comparison of the cryo-tolerance of vitrified gorgonian oocytes | |
| Li et al. | Cryopreservation of embryos of humpback grouper (Cromileptes altivelis) using combinations of non-permeating cryoprotectants | |
| RU2540598C2 (en) | Method of reducing low-temperature jump of cryoprotectant solutions | |
| Bozkurt et al. | Effect of different straw volumes and thawing rates on post-thaw quality and fertilization ability of cryopreserved common carp (Cyprinus carpio) sperm | |
| Andrianovna et al. | Alternative methods of preparation of fish sperm to freeze at ultra-high values of cooling rate | |
| RU2675947C1 (en) | Method of express-evaluation of cryo-resistance of stallion sperm | |
| JP2014018198A (en) | New method of supercooling freezing of human ovary or human ovarian tissue for stably obtaining human mature ova contributed to infertility treatment | |
| Gharenaz et al. | Effects of re-vitrification of mouse morula and early blastocyst stages on apoptotic gene expression and developmental potential | |
| Anzar et al. | Synchrotron X-ray diffraction to detect glass or ice formation in the vitrified bovine cumulus-oocyte complexes and morulae | |
| Aquino et al. | Ovarian tissue vitrification: the use of a novel metal closed system for clinical grade cryopreservation | |
| Bredow et al. | Identification of plant ice-binding proteins through assessment of ice-recrystallization inhibition and isolation using ice-affinity purification | |
| Irdani et al. | An ultra-rapid cryo-technique for complex organisms |