作者:Haishui Huang 来源:《自然—通讯》 发布时间:2018/8/20 10:59:29
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新方法让液体在极低温下不凝固

 

日前,来自马萨诸塞州总医院医学工程中心(MGH-CEM)的研究人员研发出一种简单的方法,可以使水和水基溶液在远低于“冰点”的温度下能够很长时间保持液态。虽然这项实验是仅仅使用几盎司的水完成的,但正像他们在学术期刊《自然—通讯》中描述的一样,这种方法可能有一天能够延长血液细胞、组织和器官以及食品的保存期。

“通常各种水及其他水溶液在0℃以下时会冻结,由于液体溶液中的各种杂质接触空气,冰晶随机形成。然而使用我们称之为‘极度过冷’的方法,就可以让液体保持长时间液态。”该中心的O. Berk Usta博士表示,这种方法就是用一种不与水融合的溶液覆盖在液体的表面,以阻止水和空气之间的接触,操作极为简单、实用,而且成本极低。

研究人员表示,采用这一方法可以降低任何生物材料的温度,并减缓代谢和其他反应,例如易腐食品和移植器官的冷藏。

该团队主要研究人员Haishui Huang博士指出,该团队首先在实验中发现,当使用1毫升的水样通过碳氢化合物油(如矿物油、橄榄油或石蜡油)密封后,在低至-13℃的温度下形成冰层长达一周。同时通过接下来的一系列实验,他们成功地使用1毫升水和细胞悬浮液样品通过构成元素更加复杂、更纯的碳氢化合物油(如醇类和烷烃),在-20℃的温度下可以保持液态100天。如果使用100毫升样品在同等温度下可以保持一周。

此外,该团队还展示了他们使用“极度过冷”的方法应用在延长红细胞保存之中。虽然红细胞通常在4℃的温度下可储存长达42天,但根据最新的报告显示,在该温度下储存的红细胞质量约在14天后开始下降,在28天后会出现不可逆的细胞损伤。而采用他们的“极度过冷”方法,可以使100毫升的红细胞悬液在-13℃的温度下安全地保存长达100天。

“我们目前正在进行实验,将红细胞储存样本的体积增加到300~500毫升的范围。”哈佛医学院外科助理Usta教授说,“我们现在也正在努力将这种方法应用于其他细胞,并将其转化为大型组织和整个器官,如肝脏。随着这种‘极度过冷’的方法在医学和食品保存中的潜在应用,此项研究结果可以在今后没有昂贵而又复杂的高压设备下,用于进行低温下的液态化学研究。”(来源:中国科学报 马晨)

 
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