Cryofixatie

Cryofixatie is een spoedbevrizingstechniek waarmee biologische monsters snel worden verijst om cellulaire structuren zoveel mogelijk in hun oorspronkelijke toestand vast te leggen. In tegenstelling tot chemische fixatie blijft water bij cryofixatie meestal in een amorfe (vitrificeerde) toestand, waardoor kristalvorming en bijbehorende artefacten worden voorkomen.

Er zijn twee hoofdmethoden. Plunge freezing plaatst het monster op een koel oppervlak en dompelt het direct in een extreem koud koelmedium zoals vloeibaar methaan of een vergelijkbaar koelmiddel, waardoor snelle afkoeling optreedt. High-pressure freezing gebruikt hoge druk (ongeveer 2000 bar) in combinatie met vloeistofnitrogen en koude vloeistoffen om ook bij grotere of dikkere monsters vitrificatie te bereiken. Het doel is om water snel genoeg te krijgen om amorf ijs te vormen, zodat ultrastructuren behouden blijven.

Na cryofixatie kan het preparaat op verschillende manieren verder worden verwerkt. Voor cryo-electronmicroscopie of cryo-ET blijft het monster bevroren in ijs en kan direct worden geimageerd bij cryogene temperaturen. Voor traditionelere EM-technieken kan freeze-substitution plaatsvinden: water wordt vervangen door een organisch oplosmiddel bij lage temperatuur, waarna het monster kan worden ingebed in hars. Cryofixatie wordt ook toegepast in histologie en materiaalwetenschap, al gaat de meeste focus uit naar EM-toepassingen vanwege de hoge beeldkwaliteiten die vitrificatie mogelijk maakt.

Voordelen zijn onder meer een betere reproduceerbare ultrastructuur en minder fixatieartefacten; nadelen zijn de behoefte aan gespecialiseerde apparatuur, strikte procedures en mogelijke kristallisatie als het proces niet volledig gecontroleerd is.