一种用于增强红细胞冷冻保存的降维策略
2023-04-30
来源: drugdu
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一组研究人员在《Angewandte Chemie》杂志上撰文发现，少量纳米薄金属有机层在冷冻和解冻过程中有效保护红细胞。纳米层由基于金属铪的金属有机框架制成，可以在非常低的浓度下防止冰晶的形成。这种有效的新型冷冻保护模式可用于开发新的、更有效的生物科学冷冻保护剂。
冷冻保护剂可防止样品在冷冻时形成冰晶。生长的晶体会破坏脆弱的细胞膜和细胞成分，破坏细胞的完整性。一些溶剂或聚合物是很好的冷冻保护剂；它们通过结合水分子并在结冰过程中破坏它们的有序组装来控制冰晶的形成。
合成化学在以更有效的方式瞄准和影响冰的形成方面还有更多的技巧。金属有机框架（MOFs）是由有机配体连接的金属离子的三维晶体网络。这些配体可以被定制为结合水等小分子，从而可以非常精确地调节水分子组装成冰晶。
来自中国广州的华南理工大学的朱伟及其同事现在发现，随着基于铪和有机配体的MOFs变得越来越薄，它们结合和影响水分子的能力增加，主要是因为有更多的配体位点可用。因此，该团队开发了一种控制三维金属有机框架解构的方法，直到只剩下二维薄纳米层。
为了测试他们的铪MOL（MOL代表金属有机层，将其与三维MOF区分开来）作为冷冻保护剂的适用性，该团队冷冻了红细胞，这种细胞需要大量储存用于医疗目的，但很容易被冰晶形成破坏。与通常用作冷冻保护剂的羟乙基淀粉（HES）相比，铪MOL在低于0.1%的最低浓度下表现出优异的冷冻保护作用，而HES溶液通常在高达30%的浓度下使用。
朱和团队解释说，MOL之所以如此有效，是因为与水分子结合的配体的不规则二维结构阻止了规则冰晶核的形成。该团队认为，MOFs的尺寸缩小是获得高效冷冻保护剂的一个有趣的新视角。
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