Термопластичний аналіз кластерної кристалізації кріопротекторних розчинів
DOI:
https://doi.org/10.15407/cryo31.03.203Ключові слова:
термопластична деформація, діаграма стану, кластерна кристалізація, розсклування, кріопротекториАнотація
Вперше розглянута можливість використання термомеханічного аналізу для побудови фрагментів діаграм стану кріопротекторних розчинів у зоні температур склування. Розроблено методику вивчення кластерної кристалізації кріопротекторних розчинів на основі термомеханічних кривих. Проведено аналіз параметрів термомеханічних кривих заморожених водних розчинів диметилсульфоксиду (ДМСО), поліетиленоксиду 1500 (ПЕО-1500), гліцерину та встановлено зв’язок між вказаними параметрами і кінетикою кластерної кристалізації цих розчинів. На основі експериментально отриманих термомеханічних кривих заморожених розчинів ДМСО і ПЕО-1500 показано можливість утворення кластерів двох типів: на основі мікрокристалів льоду і мікрокристалів кріопротекторної речовини. Отримано додаткові експериментальні дані для побудови повних діаграм стану кріопротекторних розчинів, які включають ділянки існування кластерної фази.
Probl Cryobiol Cryomed 2021; 31(3): 203–213
Посилання
Abidalla M, Roversi PF. Vitrification Assessment: Thermal analysis of cryoprotective aqueous solutions 1,2 propanediol and ethylene glycol. Biopreservation and Biobanking. 2018; 16 (3): 207-16.
Boutron P, Kaufmann A. Stability of the amorphous state in the system water - glycerol - dimethylsulphoxide. Cryobiology. 1978; 15 (1): 93-108.
Cocks FA, Brower WE. Phase diagram relationships in cryobiology. Cryobiology. 1974; 1 (4): 340-58.
Flores-Ramirez AJ, Garcia-Coronado P, Grajales-Lagunes A, Gonzalez R. Freeze-concentrated phase and state transition temperatures of mixtures of low and high molecular weight cryoprotectants. Advances in Polymer Technology. 2019; 1-11.
Gosh RC, Toda A, Tanaka S. The effect of NaCl on the eutectic phase behavior of aqueous poly (ethylene glycol) solutions. Polymer. 2009; 50 (5): 1304-10.
Hey JM, MacFarlane DR. Kinetic analyses of crystallization and devitrification: Comparison of activation energies in aqueous solutions of glycerol and dimethyl sulphoxide. Journal of Non Crystalline Solids. 1997; 211 (3): 262-70.
Kanno H, Kajiwarw K, Miyata K. Supercooling of aqueous dimethylsulfoxide solution at normal and high pressures: evidence for the coexistence of phase-separated aqueous dimethylsulfoxide solutions of different water structures. Journal of Chemical Physics. 2010; 132 (19): 194503-1-194503-8.
Kukhling Kh. [Physics reference]. Moscow: Mir; 1985. 520p. Russian.
MacFarlane DR. Devitrification in glass-forming aqueous solutions. Cryobiology. 1986; 23 (3): 230-44.
Moiseev VA, Mank VV, Zinchenco VD, et al. [Complexing properties of polyethylene glycols]. In: [Current Problems of Cryobiology and Cryomedicine]. Moscow: Vneshtorgizdat; 1975. 42-8. Russian.
Moiseev VA, Zinchenco VD, Mank VV, et al. [Investigation of aqueous mixtures of polyethylene glycols by NMR]. Kolloidnyi Zhurnal. 1977; 39 (1): 30-5. Russian.
Mullen S, Critser J. The Science of Cryobiology. In: Woodruff T, Snyder K, editors. Oncofertility fertility preservation for cancer survivors. Part of the Cancer treatment and research book series (CTAR, volume 138). Boston: Springer; 2007. p. 83-109.
Murata К, Tanaka H. Liquid - liquid transition without macroscopic phase separation in a water - glycerol mixture. Nature Materials. 2012; 11 (5): 436-43.
Osetsky АI, Kirilyuk AL, Gurina TM. Study of devitrification kinetics of cryoprotectant aqueous solutions using thermoplastic deformation method. Problems of Cryobiology. 2005; 15 (2): 137-46.
Osetsky АI. Peculiarities of state diagrams of aqueous solutions of cryoprotective agents. Cryobiology. 2009; 59, (2): 141-9.
Osetsky АI. Тhermodynamic aspects of cluster crystallization in cryoprotective solutions. CryoLetters. 2011; 32 (3): 216-24.
Osetsky АI. To theory of diagrams of state for cryoprotective solutions. Probl Cryobiol Cryomed. 2014; 24 (2): 102-17.
Osetsky АI, Sevastyanov SS. Effect of hydrogen bonds on crystallization kinetics of aqueous solutions of cryoprotective agents. Probl Cryobiol Cryomed. 2016; 26 (3): 199-212.
Rasmussen DH, MacKenzie AP. Phase diagram for the system water - dimethylsulphoxide. Nature. 1968; 220: 1315-7.
Teitelbaum BY. [Thermomechanical analysis of polymers]. Moscow: Nauka; 1979. 236 p. Russian.
Wendlandt W. Thermal methods of analysis. New York: Wiley; 1974. 505 p.
Wowk B. Thermodynamic aspects of vitrification. Cryobiology. 2010; 60 (1): 11-22.
Zinchenco AV, Вobrova EN, Schetinskiy MI. [Glycerol and 1,2 propanediol effect on phase transitions and vitrification in cord blood erythrocyte suspension under 0°C]. Dopovidi NAN Ukrainy. 2003; (12): 155-60. Russian.
Zinchenco AV, Вobrova EN, Schetinskiy MI. DMSO effect on phase transitions and vitrification in cord blood erythrocyte suspension under 0°C. Problems of Cryobiology. 2003; (2): 16-21.
Zinchenco AV, Mank VV, Moiseev VA. [About phase transitions and physical states of water-propanediol system]. Doklady Akademiy Nauk SSSR. 1983; 269 (1): 144-6. Russian.
Zhivotova EN, Zinchenko AV, Kuleshova LG, Chekanova VV, Kompaniets AM. Physical states of aqueous solutions of oxyethylated glycerol with polymerization degree of n = 30 at temperatures lower than 283 K. CryoLetters. 2007; 28 (4): 261-70.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
