Vad är en kryoprotektant?

En kryoprotektant är en kemisk förening som begränsar skador på biologiska vävnader under frysning. Utan skydd kommer celler att brista när de fryser till följd av expanderande vatten, orsakar allvarlig skada eller död på levande organismer och förstör vävnadsprover eller frysta livsmedelsprodukter. Vissa djur producerar naturligtvis sina egna kryskyddsmedel som en anpassning till kalla klimat. Syntetiska versioner finns tillgängliga för biologiska material som lagras, allt från vävnadsprover för forskning till frysta måltider.

Föreningen kan fungera på ett antal olika sätt. En vanlig metod är att sänka fryspunkten och hålla vävnaden flexibel vid temperaturer som normalt skulle leda till frysning. Andra binder till specifika molekyler för att hjälpa vävnad att behålla sin struktur under det intensiva trycket av kalla temperaturer. För organismer som insekter, fiskar och amfibier gör kryoprotektanter möjlighet att leva i extrema klimat som havets botten eller mycket kalla ytregioner.

Biologiska prover som utsätts för frysning behöver behandling med en kryo-skyddsmedel för att hålla dem livskraftiga. Organ-, vävnads- och blodbanker fryser ofta givarmaterial för senare användning och måste kontrollera frysnings- och upptiningsförhållandena för säkerhet. Prover som tagits för biopsi eller eftertiden kan också frysas för konservering. Materialen kan frysas i ett bad med kryo-skyddande medel eller doppas i föreningen för skydd. För saker som blod tillsätts kemikalien för att skapa en vätskelösning innan materialet går in i frysen för lagring.

Den typ av kryskyddsmedel som är lämplig för användning i en given applikation kan variera. För saker som vävnader för transplantation måste läkare använda icke-toxiska föreningar så att patienter inte kommer att uppleva en dålig reaktion. Material för studier eller diagnostisk testning kan behandlas med farligare kemikalier, eftersom de inte kommer att implanteras eller överföras till patienter. Företag inom medicinska leveranser tillverkar kryo-skyddande produkter för olika ändamål och anger tydligt rekommenderade användningar på märkningen.

I livsmedelsproduktionen håller kryoprotektanter fryst mat färskt och låter den behålla struktur och färg. Företag som producerar kommersiellt frysta livsmedel använder dessa föreningar för att behandla sina produkter. Människor som fryser mat hemma kan använda hemmagjorda kryo-skyddande lösningar för att se till att saker som kött och grönsaker förblir i gott skick i frysen. Till exempel kan kött frysas i en marinad, vilket tillåter sockerarter i marinaden att skydda köttet från frysförbränning och göra det lätt att förbereda köttet senare.