Влияние скорости охлаждения в области эвтектической температуры водного раствора криопротектора на жизнеспособность клеток Saccharomyces cerevisiae и Escherichia coli после оттаивания
Ключові слова:
кріоконÑервуваннÑ, мікроорганізми, Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli, кріопротекторний розчин, евтектична температура, швидкіÑÑ‚ÑŒ охолодженнÑАнотація
В роботі вивчено вплив різних швидкостей охолодження в області евтектичних температур водних розчинів кріопротекторів (диметилсульфоксид, гліцерин, поліетиленоксид з молекулярною масою 1500, 1,2-пропандіол) на життєздатність клітинних суспензій Saccharomyces cerevisiae і Escherichia coli. В зазначеному температурному інтервалі зразки клітинних суспензій охолоджували з контрольованими (1 и 25 град/хв) та неконтрольованими (занурення в рідкий азот) швидкостями охолодження. Показано перевагу застосування контрольованих швидкостей охолодження в області евтектичних температур розчинів кріопротекторів, що досліджувалися, для підвищення життєздатності мікроорганізмів після кріоконсервування. Найкращі показники життєздатності S. cerevisiae і E. coli було отримано при швидкості охолодження 25 град/хв. Ця тенденція зберігалася для всіх концентрацій (5, 10, 15, 20%) кріопротекторних речовин, що досліджувалися. Отримані результати рекомендовано враховувати при розробці режимів заморожування інших біологічних об'єктів.
Посилання
Belous A.M., Grischenko V.I. Cryobiology Kiev: Naukova Dumka, 1994.
Gordiyenko E.A., Pushkar N.S. Physical grounds of low-temperature preservation of cell suspensions Kiev: Naukova Dumka, 1994.
Lusta K.A., Fikhte B.A. Methods for assessment of microorganism viability Puschino, 1990.
Osetsky A.I., Gurina T.M. Study of phase states of frozen solutions and biosystems by method of thermoplastic deformation. Problems of Cryobiology 1992; (2): 24–29.
Osetsky A.I., Kirilyuk A.L., Gurina T.M. On possible mechanism of damage in frozen-thawed biological objects due to pressure plastic relaxation in close liquid phase inclusions. Problems of Cryobiology 2007; 17 (3): 272–282.
Pozdeev O.K. Medical microbiology. Ed. By V.I. Pokrovsky. Moscow: GEOTAR-MED, 2001.
Prisedsky Yu.G. Statistical processing of biological experiments results: Textbook Donetsk, 1999.
Pushkar N.S., Belous A.M., Itkin Yu.A. Low-temperature crystallization in biological systems Kiev: Naukova Dumka, 1977.
Sakun O.V., Maruschenko V.V., Kovalenko I.F. et al. Temperature effect on membrane permeability coefficient of yeast-like fungi Saccharomyces cerevisiae for water and cryoprotectants. Problems of Cryobiology 2009; 19, N1: 41–48.
Sakun O.V. Cryoinjury mechanisms in the yeast fungi Saccharomyces cerevisiae during freezing in dimethyl sulfoxide aqueous solution at a constant rate in cylindrical containers. Problems of Cryobiology 2010; 20 (1): 59–65.
Fuller B., Green C., Grischenko V.I. Cryopreservation for cell banking: current concepts at the turn of the 21st century. Problems of Cryobiology 2003; (2): 62–83.
Day J. G., Stacey G. N. Cryopreservation and freeze–drying protocols Totowa, NJ: Humana Press Inc., 2007.
Dumont F., Marechal P. A., Gervais P. Cell size and water permeability as determining factors for cell viability after freezing at different cooling rates. Applied and Environmental Microbiology 2004; 70 (1): 268–272.
Dumont F., Marechal P. A., Gervais P. Influence of cooling rate on Saccharomyces cerevisiae destruction during freezing: unexpected viability at ultra–rapid cooling rates. Cryobiology 2003; 46 (1): 33–42.
Gurina T.M., Pakhomov A.V., Kyryliuk A.L., Bozhok G.A. Developing protocol of testicular interstitial cell cryopreservation with consideration of determining temperature intervals for controlled cooling below –60°С. Cryobiology 2011; 62 (2): 107–114.
Han B., Bischof J.C. Direct cell injury associated with eutectic crystallization during freezing. Cryobiology 2004; 48 (1): 8–21.
Higgins A.Z., Cullen D.K., LaPlaca M.C., Karlsson J.O.M. Effects of freezing profile parameters on the survival of cryopreserved rat embryonic neural cells. J Neurosci Meth 2011; 201 (1): 9–16.
Kristiansen J. Leakage of a trapped fluorescent marker from liposomes: effects of eutectic crystallization of NaСl and internal freezing. Cryobiology 1992; 29 (5): 575–584.
Mazur P., Cole K.W. Roles of unfrozen fraction, salt concentration and changes in cell volume in the survival of frozen human erythrocytes. Cryobiology 1989; 26 (1): 1–29.
Mazur P. Freezing of living cells: mechanisms and implications. Am. J. Physiol. Cell Physiol 1984; 247 (3): 125–142.
Meryman H. T. Cryopreservation of living cells: principles and practice. Transfusion 2007; 47 (5): 935–945.
Morris G.J., Coulson G.E., Clarke K.J. Freezing injury in Saccharomyces cerevisiae: the effect of growth conditions. Cryobiology 1988; 25, (5): 471–482.
Seki S., Kleinhans F. W., Mazur P. Intracellular ice formation in yeast cells vs. cooling rate: predictions from modeling vs. experimental observations by differential scanning calorimetry. Cryobiology 2009; 58 (2): 157–165.
Smentek P., Windisch S. Z. Frage des Uberlebens von Helestammen unter flussigem Stickstoff. Zbl Bacteriol 1982; 3 (3): 432–439.
Toscano W.M., Cravalho E.G., Silvares O.M., Huggins C.E. The thermodynamics of intracellular ice nucleation in the freezing of erythrocytes. J Heat Transfer 1975; 97 (3): 326–332.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Tatyana M. Gurina, Igor P. Vysekantsev, Anna L. Polyakova
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).
