最近,马萨诸塞州总医院医疗工程中心(MGH-CEM)研究人员开发了一种简单的方法,使水和水基溶液在远低于“冰点”的温度下长时间保持液体。虽然这个实验只用几盎司的水完成,但正如他们在学术期刊《自然-通讯》中所描述的,这种方法有一天可能会延长血细胞、组织、器官和食物的保存期。
“由于液体溶液中的各种杂质与空气接触,冰晶随机形成,通常在0℃以下冻结各种水和其他水溶液。然而,使用我们称之为“极度过冷”的方法,液体可以长期保持液体。该中心的O. Berk Usta博士说,这种方法是在液体表面覆盖一种不与水融合的溶液,以防止水和空气之间的接触。操作非常简单实用,成本非常低。
研究人员表示,这种方法可以降低任何生物材料的温度,减缓新陈代谢和其他反应,如易腐食品和移植器官的冷藏。
该团队的主要研究人员Haishui Huang博士指出,该团队首先在实验中发现,当1毫升水样通过碳氢化合物油(如矿物油、橄榄油或石蜡油)密封时,冰层在低至-13℃的温度下形成一周。同时,通过接下来的一系列实验,他们成功地使用了1毫升水和细胞悬浮液样品,在-20℃的温度下保持液体100天,通过组成元素更复杂、更纯净的碳氢化合物油(如酒精和烷烃)。在相同的温度下使用100毫升样品可以持续一周。
此外,该团队还表明,它们在延长红细胞的保存过程中使用了“极度过冷”的方法。虽然红细胞通常可以在4℃下储存42天,但根据最新报告,储存在该温度下的红细胞质量在14天左右开始下降,28天后不可逆转的细胞损伤。采用“极度过冷”的方法,在-13℃的温度下,100毫升红细胞悬液可安全保存100天。
“我们目前正在将红细胞储存样本的体积增加到300~500毫升范围。哈佛医学院外科助理Usta教授说:“我们也在努力将这种方法应用于其他细胞,并将其转化为肝脏等大型组织和整个器官。随着这种“极度过冷”方法在医疗和食品保存中的潜在应用,该研究结果可以用于低温下的液体化学研究,而无需昂贵和复杂的高压设备。”

