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急速冷凍技術原理

生活更新时间:2024-11-29 13:05:52

冷凍可能是最簡單的保持食物和生物組織的方法，但是冰晶結凍可能會破壞細胞結構。麻省總醫院(Massachusetts General Hospital，MGH)的科研團隊開發了一種讓水和類似溶液“深度過度冷卻（deep supercooling）”的冷藏方法，讓液體能夠在通常的凝固點以下也能夠繼續以液态保存，沒有冰晶凍結。

急速冷凍技術原理（全新過冷技術能夠讓液體在凝固點下以液态冷藏）1

以水舉例，水的溫度在到達冰點以下時，就會從水與空氣接觸的表面開始迅速結冰。MGH的方法的基本想法是讓水和空氣互相隔離開，團隊采用了一種烴基油層将水的表面與空氣隔開，他們發現這種方法可以讓1ml樣本的水以液态保存在-13℃的條件下近一周，過冷水沒有産生冰晶凍結現象。

論文的共同通訊作者O.Berk Usta解釋道“我們的方法被我們稱之為deep supercooling，簡單地說就是用一種不親水的溶液覆蓋在液體表面，比如礦物油，在水和空氣之間形成阻隔層。”水和空氣表面是冰晶凍結的主要發生地點。“出乎意料地簡單，實用和低成本的過冷溶液的方法。”能夠應用在醫學和食物領域的超長時期保存方法，也能夠讓此前難以實現的基礎實驗進行下去。

基于首輪測試結果，研究者們試驗了更加複雜的油層和純的烷類烴類化合物，他們能夠将1ml的水和細胞懸浮液樣本以-20℃的條件過冷保持近100多天。100ml的樣品能夠以同樣條件保存近一周。研究團隊進一步研究這種深度過冷技術如何保存如紅細胞懸液等生物制劑，他們的初步試驗成功地做到了100ml紅細胞懸液以-13℃的溫度過冷保存近100天。該研究論文成果已經發布在《自然-通訊》期刊上。

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