マイクロ波を利用した生体凍結保存法に関する基礎研究

微波生物冷冻保存基础研究

• 批准号: 10875049
• 负责人: 鶴田 隆治
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875049/
• 关键词: 凍結保存; 細胞内凍結; マイクロ波; 氷核生成; 水素結合; クラスター; 組織損傷; 原形質流動

細胞内にある自由水の氷結晶生成機構に水分子の水素結合が寄与することを重視し,マイクロ波を利用して水素結合を阻害し,細胞内凍結を能動的に制御するという新たな方法の可能性を探る研究を実施した.まず,既存の方向性凝固観察装置にマイクロ波照射装置を組み込み,玉ねぎの表皮組織を生体試料とした凍結機構の観察実験を行った.マイクロ波は,発振周波数2.45GHz,最大出力200Wのインバーター式マグネトロンを発生し,直径48mmのスポットアンテナから,水平方向60mm,鉛直方向50mm離れた位置にある顕微鏡冷却ステージ上の試料に照射される.実験は,アンテナ出力25Wの連続照射とし,冷却速度を10〜20℃/minの条件下で行った.その結果,マイクロ波を照射しながら生体試料を冷却・凍結させる場合には,マイクロ波を照射しない場合より細胞の凍結温度が低下し,マイクロ波が細胞内凍結を抑制することが実験的に確認された.また,解凍後の細胞形態を観察し,マイクロ波の照射によって細胞の損傷を軽減することができることが分かった.すなわち,マイクロ波を照射しない場合には,ほとんどの細胞の細胞膜が壊れており,原形をとどめているわずかな細胞にあっても,原形質流動はまったく確認できなかったが,マイクロ波を照射した場合には,原形をとどめている細胞のいくつかに原形質流動が観察された.マイクロ波による氷晶成長の抑制作用が細胞損傷を軽減したものと考えられ,凍結保存技術に有効であると判断される.なお,外部溶液の凍結のある条件下でも,マイクロ波の照射によって凍結温度は低下するが,氷晶成長の抑制作用が外部氷晶の存在によって低下するため,照射強度を上げるなど,照射条件の検討が必要であり,そのメカニズムの解明とともに効果の定量的評価を今後の課題としたい.

The ice crystal-generating mechanism of free water in the cell combines water molecules with water and attaches great importance to it, and utilizes the water molecules. Hydrogen binding is hindered, intracellular freezing is active, and the possibility of new methods is explored and researched.まず, existing directional coagulation observation device にマイクロ wave irradiation device を group み込み, Tamaki ねぎのepidermal tissue を biological sample としたThe freezing mechanism is a wavy wave with a frequency of 2.45GHz and a maximum output of 200W.ーマグネトロンを発生し, diameter 48mmのスポットアンテナから, horizontal direction 60mm, vertical direction 50m The position of the micro-mirror is cooled, the sample is irradiated on the sample, and the irradiation is continuous with a power of 25Wし, the cooling rate is 10~20℃/min. The result of the operation is irradiation of the biological sample. In the case of cooling and freezing, the freezing temperature of the cells is low, and in the case of irradiation, the freezing temperature of the cells is low, and the fineness of the wave is Inhibition of intracellular freezing, confirmation of intracellular freezing, inspection of cell morphology after thawing, and irradiation of macrowaves The damage to the cells is reduced,ほとんどのCell のCell Membrane が壊れており, Original Form をとどめているわずかな Cell にあっても, Original Form Material Flow はまったくconfirmationできなかったが,マイクロwaveをirradiationしたoccasionには, original form をとどめているcell のいくつかに original form mass flow Inhibition of growth of ice crystals by moving and observing the wave of ice crystals, reducing cell damage, and freezing and preserving The technology is effective, and it is judged by the technology. It is frozen under the conditions of the external solution, and it is frozen by the irradiation of the wave. The temperature is low, the ice crystal growth is inhibited by the presence of external ice crystals, the irradiation intensity is low, and the irradiation intensity is high. , the irradiation conditions are discussed and necessary, and the irradiation conditions are explained and the effect is quantitatively evaluated, which is a future issue.

项目成果

鶴田隆治: "細胞内凍結に及ぼすマイクロ波の影響" 第36回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 2. (1999)

Ryuji Tsuruta：“微波对细胞内冷冻的影响”第 36 届日本传热研讨会论文集 2。（1999 年）