Достигнута новая граница переохлаждения воды

Достигнута новая граница переохлаждения воды

Специалистами Массачусетского центра медицины (MGH-CEM) найден новый метод переохлаждения жидкости (на водной основе) до минусовых температур. Достигнут значительно больший предел обычной «точки замерзания» для сохранения жидкого состояния воды на долгосрочный временной период. Эта технология, описанная в журнале «Nature Communications», обещает в будущем безопасное сохранение плазмы, тканей, органов. Видятся перспективы улучшения хранения продуктов питания.

Состояние замораживания жидкости

Часто используемая на практике жидкость, классически переходит в состояние замораживания в условиях, когда достигнута точка замерзания воды (0°C). Новый подход, получивший название «глубокое переохлаждение», в принципе, достаточно простой, меняет классическую теорию.

Достаточно всего лишь покрыть водную поверхность раствором, исключающим смешивание с водой, например, минеральным маслом. Тем самым блокируется граница вода — воздух, что является основой процесса кристаллизации.

Этот, в общем-то, известный подход к переохлаждению жидкостей на длительный период времени видится учёными перспективным, практичным, недорогим.

Появляется возможность организовать новую методику защиты биоматериалов и продуктов питания. Открываются перспективы для фундаментальных экспериментов, ранее невозможных.

Большая часть реальных жидких сред и водных растворов замерзают при достижении граничной температуры 0°C. При этом кристаллы льда формируются произвольно – в точках контакта жидкости с воздухом или существующими в растворе примесями.

Переохлаждение жидкости ниже обычной точки замерзания без кристаллизации было достигнуто ранее, но для очень малых объемов и кратковременных периодов хранения.

Также для подобных целей применялось оборудования высокого давления, которое является дорогостоящим и потенциально опасным для тканей (биологических материалов).

Процесс понижения температуры биоматериала — например, охлаждение скоропортящихся продуктов или органов, предназначенных под трансплантацию, способствует замедлению метаболических и прочих реакций.

Глубокое переохлаждение расширяет это свойство противостояния  метаболизму ещё больше и без ущерба, вызванного кристаллизацией льда. В результате исследований учёные обнаружили, что герметизация поверхности образца воды (1 мл) плёнкой масла:

  • минерального,
  • оливкового,
  • парафинового,

приводит к подавлению формирования кристаллов льда в условиях температур до минус 13°C на протяжении одной недели.

Что дали экспериментальные переохлаждения

Благодаря серии экспериментов как с разными маслами и чистыми простыми углеводородами (спирты и алканы), специалистам  удалось переохладить и сохранить в течение 100 суток 1 мл воды (суспензий клеток). Температура переохлаждения составила минус 20°C.

В настоящее время проводятся эксперименты по увеличению объема образцов хранения эритроцитов до значимого для клинических процессов диапазона (300 — 500 мл.).


На основе информации: MGH


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *