Влияние скорости охлаждения в области эвтектической температуры водного раствора криопротектора на жизнеспособность клеток Saccharomyces cerevisiae и Escherichia coli после оттаивания

Abstract

В работе изучено влияние различных скоростей охлаждения в области эвтектических температур водных растворов криопротекторов (диметилсульфоксид, глицерин, полиэтиленоксид с молекулярной массой 1500, 1,2-пропандиол) на жизнеспособность клеточных суспензий Saccharomyces cerevisiae и Escherichia coli. В указанном температурном интервале образцы клеточных суспензий охлаждали с контролируемыми (1 и 25 град/мин) и неконтролируемыми (погружение в жидкий азот) скоростями охлаждения. Показано преимущество применения контролируемых скоростей охлаждения в области эвтектических температур исследуемых растворов криопротекторов для повышения жизнеспособности микроорганизмов после криоконсервирования. Наилучшие показатели жизнеспособности S. cerevisiae и E. coli были получены при скорости охлаждения 25 град/мин. Эта тенденция сохранялась для всех изученных концентраций криопротекторных веществ (5, 10, 15, 20%). Полученные результаты рекомендуется учитывать при разработке режимов замораживания других биологических объектов.

В роботі вивчено вплив різних швидкостей охолодження в області евтектичних температур водних розчинів кріопротекторів (диметилсульфоксид, гліцерин, поліетиленоксид з молекулярною масою 1500, 1,2-пропандіол) на життєздатність клітинних суспензій Saccharomyces cerevisiae і Escherichia coli. В зазначеному температурному інтервалі зразки клітинних суспензій охолоджували з контрольованими (1 и 25 град/хв) та неконтрольованими (занурення в рідкий азот) швидкостями охолодження. Показано перевагу застосування контрольованих швидкостей охолодження в області евтектичних температур розчинів кріопротекторів, що досліджувалися, для підвищення життєздатності мікроорганізмів після кріоконсервування. Найкращі показники життєздатності S. cerevisiae і E. coli було отримано при швидкості охолодження 25 град/хв. Ця тенденція зберігалася для всіх концентрацій (5, 10, 15, 20%) кріопротекторних речовин, що досліджувалися. Отримані результати рекомендовано враховувати при розробці режимів заморожування інших біологічних об'єктів.

The effect of various cooling rates in the range of eutectic temperatures of aqueous solutions of cryoprotectants (dimethyl sulfoxide, glycerol, polyethylene oxide with molecular mass 1500, 1,2-propane diol) on viability in cell suspesion of Saccharomyces cerevisiae and Escherichia coli was studied. The cell suspensions were cooled in these temperature ranges with controlled (1 and 25 deg/min) and non-controlled (plunging into liquid nitrogen) rates. Application of controlled cooling rates in eutectic temperature range of the studied cryoprotectant solutions was shown to be prospective for increase the post-thaw viability of microorganisms. The highest indices of viability of S. cerevisiae and E. coli were obtained for the cooling rate of 25 deg/min. This tendency was kept for all the studied concentrations of cryoprotective agents (5, 10, 15, 20%). The findings are recommended to be considered when developing the freezing protocols for other biological specimens.