cryoprotekteereihin

Cryoprotekteereihin ovat aineita, joita käytetään suojaamaan biologisia näytteitä jäätymisessä ja sulamisessa aiheutuvilta vaurioilta. Niiden tehtävänä on vähentää jääkiteiden muodostumista, tasoittaa osmoottista painetta sekä suojata solukalvoja ja proteiineja jäädytysprosessin aikana. Cryoprotekteereihin jaetaan yleisesti läpäiseviin (permeanttisiin) ja ei-läpäiseviin aineisiin, joilla on erilaiset vaikutusmekanismit.

Läpäiseviä cryoprotekteereita ovat esimerkiksi DMSO (dimetylisulfoxidi), glyseroli ja etyleeniglykoli sekä propyleeniglykoli. Ei-läpäiseviä cryoprotekteereita puolestaan toimi ulkoisen ympäristön puolella ja niitä käytetään usein yhdessä läpäisevien kanssa; yleisiä esimerkkejä ovat sakkaroosi (sukroosi) ja trehaloosi sekä makromolekyylit kuten polyvinyylipyrrolidoni (PVP) ja Ficoll. Näiden aineiden yhdistelmät mahdollistavat sekä veden poistamisen solun sisäpuolelta että veden ulkopuolisen vesimäärän rajoittamisen, mikä tukee jäätymättömän tai lasimaiseen tilaan kuuluvan rakenteen muodostumista.

Toimintaperiaate perustuu sekä dehydratiiviseen että vitrifikaatioon tähtääviin mekanismeihin. Läpäisevät aineet pienentävät jääkiteiden muodostumista korvaamalla veden solussa ja mahdollistamalla sen poistumisen ennen jäätymistä. Ei-läpäisevät aineet luovat ulkoisen osmoottisen paineen, jolloin solun tilavuus pienenee ja solunsisäinen vesi siirtyy ulos. Vitrifikaatio, jossa erittäin korkea cryoprotektianttipitoisuus ja nopea jäähdytys estävät kiteiden muodostumisen, on yksi yleisimmistä tavoista cryopreservationissa.

Käyttöalueisiin kuuluu solujen, soluviljelmien, alkioiden, siittiöiden ja kudosten cryopreservaatio sekä joidenkin kudos- ja organisäilytysten valmistelu. Cryoprotekteerien käyttöön liittyy lisäksi huomioitavia riskejä, kuten cryoprotekteerien mahdollinen myrkyllisyys ja aiheuttama osmoottinen shokkivaara, sekä tarve vaiheittaiselle poistolle thawin jälkeen. Turvallisuus-, pitoisuus- ja pH-ohjeistukset sekä näytteen lateraali puhdistus ovat olennaisia osia käytännön protokollissa.