Криогенное хранение биомолекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты, может привести к утрате активности из-за ряда химических и физических механизмов. Рассмотрим основные из них и способы минимизации потерь активности:

Химические механизмы:

Денатурация белков:

При замораживании и размораживании могут происходить изменения в пространственной конфигурации белков, что приводит к их денатурации.Минимизация: Можно использовать криопротекторы, такие как глицерин, сахароза или DMSO, которые помогают сохранить структуру белков.

Токсичное влияние криопротекторов:

Некоторые криопротекторы, если их концентрация слишком высока, могут сами вызывать денатурацию.Минимизация: Оптимизировать концентрацию криопротекторов.

Гидролиз:

Вода, замерзая, может разрывать химические связи, отвечающие за стабильность молекулы.Минимизация: Использовать низкую температуру хранения и минимизировать время, в течение которого образуются кристаллы льда.Физические механизмы:

Образование кристаллов льда:

Кристаллы льда могут повреждать клеточные структуры и нарушать сохранность биомолекул.Минимизация: Использование быстрое замораживание (например, методом погружения в жидкий азот).

Окислительное повреждение:

Во время хранения могут происходить окислительные реакции, особенно в присутствии кислорода.Минимизация: Хранить в инертной атмосфере (например, в аргоне или азоте) и добавлять антиоксиданты.

Регенерация при размораживании:

Неправильное или слишком резкое размораживание может привести к денатурации.Минимизация: Размораживание должно происходить медленно, желательно в холодильнике или при комнатной температуре, чтобы избежать резких температурных изменений.Общие рекомендации:Хранить биомолекулы в малых порциях в подходящей упаковке, чтобы минимизировать частоту циклов замораживания и размораживания.Следить за условиями хранения и проводить регулярный мониторинг активности биомолекул.Рассмотреть альтернативные методы хранения, такие как лиофилизация, если это применимо.

Учитывая вышеизложенное, можно свести к минимуму потерю активности биомолекул при криогенном хранении, грамотно подходя к выбору условий хранения и добавок.