生体細胞のミクロ凍結機構の解明

阐明活细胞的微冷冻机制

• 批准号: 05750186
• 负责人: 中別府 修
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750186/
• 关键词: 凝固; 水溶液; 過冷却; デンドライト

本研究では,生体細胞凍結のメカニズムを解明するため,冷却速度を制御可能なムービングベッドを作成し,純水,塩水溶液,タンパク質水溶液の凍結挙動に関し実験的研究を行った.試料はカバーガラスに挟まれ(間隔150mum)ムービングベッドの試料台(銅製)上で冷却されるが,試料台は液体窒素温度の冷却恒温ブロックと加熱ブロック上に位置し,両ブロックの温度を一定に保ち,試料台を低温側へ移動することで試料を凍結させる.ブロックの間隔,温度,試料台の移動速度を変えることで冷却速度を変化させた.純水の場合,冷却開始後まず,過冷却状態となり,過冷却解除が起こると,急速に氷晶が成長しデンドライトを形成する.その後氷晶は温度分布に沿って平らに進行する.純水の場合,この凍結挙動は実験範囲内では全てに共通であった.塩化ナトリウム水溶液の場合,過冷却解除の後,急速に成長したデンドライト状氷晶は,平衡凝固が進行する間にも見られ,本実験範囲内では常にデンドライトを形成していた.しかし,デンドライトの形状が水溶液の濃度と冷却速度に依存することも分かり,概略,高濃度,高冷却速度ほどデンドライトの間隔が細かいという特徴があった.蛋白質溶液としてはアルブミン水溶液を用いた.塩化ナトリウム水溶液同様,デンドライトが現れたが,アルブミンではデンドライト先端部の曲率半径が大きく,単純な塩と高分子量の蛋白質では凍結時に氷晶に与える影響が異なることが分かった.また,アルブミンと塩化ナトリウム両者の水溶液では氷晶の形はアルブミンのみのものと近い結果となった.

This study is aimed at understanding the mechanism of freezing of living cells, and the possibility of controlling the cooling rate. It is aimed at studying the mechanism of freezing of pure water, aqueous solution and aqueous solution. The sample is cooled on the sample table (copper) at intervals of 150mum. The sample table is cooled at a constant temperature of the liquid temperature. The temperature of the sample table is kept constant. The sample table is moved at a low temperature. The sample is frozen. Change the interval, temperature, moving speed of the sample table, cooling speed. In the case of pure water, after cooling starts, the supercooling state is started, the supercooling is released, and the rapid crystal growth is formed. The temperature distribution of the post-crystallization process proceeds along the horizontal direction. In pure water, the freezing of water is common. In the case of aqueous solution, after the supercooling is released, the crystal grows rapidly, and the equilibrium solidification proceeds. During the process, the crystal forms normally. The shape of the liquid depends on the concentration and cooling rate of the aqueous solution. Protein solutions are used in aqueous solutions. In aqueous solution, the curvature radius of the tip of the protein is large, pure, and high molecular weight protein is different from that of the crystal when frozen. The water solution of the crystal and the solution of the crystal are the same as the solution of the crystal.