Co je kryoprotektant?
Kryoprotektant je chemická sloučenina, která omezuje poškození biologických tkání v mrazivých podmínkách. Bez ochrany se buňky roztrhnou, když zmrazí v důsledku rozšiřování vody, což způsobuje vážné zranění nebo smrt živým organismům a ničí vzorky tkáně nebo zmrazené potravinové výrobky. Některá zvířata přirozeně produkují své vlastní kryoprotektanty jako adaptaci na chladné podnebí. Syntetické verze jsou k dispozici pro biologické materiály uložené do skladu, od vzorků tkáně pro výzkum až po zmrazená jídla.
Sloučenina může pracovat mnoha různými způsoby. Běžným přístupem je snížení bodu mrznutí, udržování pružnosti tkáně při teplotách, které by normálně vedly k zamrznutí. Jiní se váží na specifické molekuly, aby pomohli tkáni udržet její strukturu pod intenzivním tlakem nízkých teplot. U organismů, jako je hmyz, ryby a obojživelníci, umožňují kryoprotektanty žít v extrémních podnebích, jako je dno oceánu nebo velmi chladné povrchové oblasti.
Biologické vzorky podrobené zmrazení vyžadují ošetření kryoprotektantem, aby byly udržitelné. Orgány, tkáně a krevní banky často zmrazují materiál dárce pro pozdější použití a musí kontrolovat podmínky zmrazení a rozmrazení pro bezpečnost. Vzorky odebrané pro biopsii nebo potomstvo lze také zmrazit pro uchování. Materiály mohou být zmrazeny v lázni kryoprotektantu nebo ponořeny do sloučeniny pro ochranu. Pro věci, jako je krev, se přidává chemikálie, aby se vytvořil tekutý roztok, než materiál přejde do mrazničky pro skladování.
Typ kryoprotektantu vhodného pro použití v dané aplikaci se může lišit. U věcí, jako jsou tkáně určené k transplantaci, lékaři potřebují používat netoxické sloučeniny, aby u pacientů nedošlo ke špatné reakci. Materiály pro studium nebo diagnostické testování mohou být léčeny nebezpečnějšími chemikáliemi, protože nebudou implantovány nebo transfuovány pacientům. Zdravotnické dodavatelské společnosti vyrábějí kryoprotektivní výrobky pro různé účely a jasně označují doporučená použití na etiketě.
Při výrobě potravin uchovávají kryoprotektanty zmrazené potraviny čerstvé a umožňují, aby si zachovaly texturu a barvu. Firmy vyrábějící komerčně zmrazené potraviny používají tyto sloučeniny k ošetření svých produktů. Lidé, kteří doma zmrazují jídlo, mohou využít domácí kryoprotektivní roztoky, aby se zajistilo, že věci jako maso a zelenina zůstanou v mrazničce v dobrém stavu. Například maso může být zmrazeno v marinádě, což umožňuje cukrům v marinádě chránit maso před spálením v mrazničce a usnadnit přípravu masa později.