Co to jest krioprotektant?
Krioprotektant jest związkiem chemicznym, który ogranicza uszkodzenia tkanek biologicznych w warunkach zamarzania. Bez ochrony komórki pękną, gdy zamarzną w wyniku rozszerzania się wody, powodując poważne obrażenia lub śmierć żywych organizmów oraz niszcząc próbki tkanek lub zamrożone produkty spożywcze. Niektóre zwierzęta naturalnie produkują własne krioprotektanty jako adaptację do zimnego klimatu. Dostępne są wersje syntetyczne dla przechowywanych materiałów biologicznych, od próbek tkanek do badań po zamrożone posiłki.
Związek może działać na wiele różnych sposobów. Powszechnym podejściem jest obniżenie punktu zamarzania, utrzymując elastyczność tkanki w temperaturach, które normalnie skutkowałyby zamarznięciem. Inne wiążą się z określonymi cząsteczkami, aby pomóc tkance zachować jej strukturę pod intensywnym ciśnieniem w niskich temperaturach. W przypadku organizmów takich jak owady, ryby i płazy środki krioprotekcyjne umożliwiają życie w ekstremalnych klimatach, takich jak dno oceanu lub bardzo zimne regiony powierzchniowe.
Próbki biologiczne poddane zamrażaniu wymagają leczenia krioprotektantem, aby zachować ich żywotność. Banki narządów, tkanek i krwi często zamrażają materiał dawcy do późniejszego użycia i dla bezpieczeństwa muszą kontrolować warunki zamrażania i rozmrażania. Próbki pobrane do biopsji lub potomstwa mogą również zostać zamrożone w celu zachowania. Materiały można zamrozić w kąpieli z krioprotektorem lub zanurzyć w związku w celu ochrony. W przypadku takich rzeczy jak krew, substancja chemiczna jest dodawana, aby stworzyć płynny roztwór, zanim materiał trafi do zamrażarki w celu przechowywania.
Rodzaj środka krioprotekcyjnego odpowiedniego do zastosowania w danym zastosowaniu może się różnić. W przypadku tkanek do przeszczepów lekarze muszą stosować nietoksyczne związki, aby pacjenci nie odczuli złej reakcji. Materiały do badań lub testów diagnostycznych można leczyć bardziej niebezpiecznymi chemikaliami, ponieważ nie będą one wszczepiane ani przetaczane pacjentom. Firmy dostarczające środki medyczne wytwarzają produkty krioprotekcyjne do różnych celów i wyraźnie wskazują zalecane zastosowania na etykietach.
W produkcji żywności krioprotektanty utrzymują świeżość zamrożonej żywności i pozwalają zachować jej teksturę i kolor. Firmy produkujące żywność mrożoną na rynku używają tych związków do obróbki swoich produktów. Ludzie zamrażający jedzenie w domu mogą korzystać z domowych roztworów krioprotektantów, aby upewnić się, że mięso i warzywa pozostają w zamrażarce w dobrym stanie. Na przykład mięso można zamrozić w marynacie, dzięki czemu cukry w marynacie chronią mięso przed poparzeniem w zamrażarce i ułatwiają późniejsze przygotowanie mięsa.