發(fā)布日期：2018-08-17
日前，來自馬薩諸塞州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程中心（MGH-CEM）的研究人員研發(fā)出一種簡(jiǎn)單的方法，可以使水和水基溶液在遠(yuǎn)低于“冰點(diǎn)”的溫度下能夠很長(zhǎng)時(shí)間保持液態(tài)。雖然這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是僅僅使用幾盎司的水完成的，但正像他們?cè)趯W(xué)術(shù)期刊《自然—通訊》中描述的一樣，這種方法可能有一天能夠延長(zhǎng)血液細(xì)胞、組織和器官以及食品的保存期。
“通常各種水及其他水溶液在0℃以下時(shí)會(huì)凍結(jié)，由于液體溶液中的各種雜質(zhì)接觸空氣，冰晶隨機(jī)形成。然而使用我們稱之為‘極度過冷’的方法，就可以讓液體保持長(zhǎng)時(shí)間液態(tài)。”該中心的O. Berk Usta博士表示，這種方法就是用一種不與水融合的溶液覆蓋在液體的表面，以阻止水和空氣之間的接觸，操作極為簡(jiǎn)單、實(shí)用，而且成本極低。
研究人員表示，采用這一方法可以降低任何生物材料的溫度，并減緩代謝和其他反應(yīng)，例如易腐食品和移植器官的冷藏。
該團(tuán)隊(duì)主要研究人員Haishui Huang博士指出，該團(tuán)隊(duì)首先在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用1毫升的水樣通過碳?xì)浠衔镉停ㄈ绲V物油、橄欖油或石蠟油）密封后，在低至-13℃的溫度下形成冰層長(zhǎng)達(dá)一周。同時(shí)通過接下來的一系列實(shí)驗(yàn)，他們成功地使用1毫升水和細(xì)胞懸浮液樣品通過構(gòu)成元素更加復(fù)雜、更純的碳?xì)浠衔镉停ㄈ绱碱惡屯闊N），在-20℃的溫度下可以保持液態(tài)100天。如果使用100毫升樣品在同等溫度下可以保持一周。
此外，該團(tuán)隊(duì)還展示了他們使用“極度過冷”的方法應(yīng)用在延長(zhǎng)紅細(xì)胞保存之中。雖然紅細(xì)胞通常在4℃的溫度下可儲(chǔ)存長(zhǎng)達(dá)42天，但根據(jù)最新的報(bào)告顯示，在該溫度下儲(chǔ)存的紅細(xì)胞質(zhì)量約在14天后開始下降，在28天后會(huì)出現(xiàn)不可逆的細(xì)胞損傷。而采用他們的“極度過冷”方法，可以使100毫升的紅細(xì)胞懸液在-13℃的溫度下安全地保存長(zhǎng)達(dá)100天。
“我們目前正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將紅細(xì)胞儲(chǔ)存樣本的體積增加到300～500毫升的范圍。”哈佛醫(yī)學(xué)院外科助理Usta教授說，“我們現(xiàn)在也正在努力將這種方法應(yīng)用于其他細(xì)胞，并將其轉(zhuǎn)化為大型組織和整個(gè)器官，如肝臟。隨著這種‘極度過冷’的方法在醫(yī)學(xué)和食品保存中的潛在應(yīng)用，此項(xiàng)研究結(jié)果可以在今后沒有昂貴而又復(fù)雜的高壓設(shè)備下，用于進(jìn)行低溫下的液態(tài)化學(xué)研究。”（馬晨）
相關(guān)論文信息：DOI:10.1038/s41467-018-05636-0
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2018-08-17 第3版 科普)
來源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
