| 생세포 극저온 냉동보관 과정에서의 협동 얼음결정 성장억제 달성 | ||
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  중국과학기술대학교 정보과학기술대학 Zhao Gang(趙剛) 교수 연구팀은 분자재료 설계, 공학 전략과 다중물리학을 결부하여 생세포의 극저온 냉동보관 과정에서 협동 얼음결정 성장억제를 달성하여 생세포 저온 보관의 효율과 품질을 크게 향상시켰다. 해당 연구 성과는 국제학술지 "Science Progress"에 게재되었다. 얼음결정의 형성, 성장 및 제거는 항공우주, 대기과학, 극저온 생물의학 등 분야에서 중요한 연구 가치가 있다. 기존에 통상적인 생물샘플 극저온 보관 방법은 주로 저속 동결법과 유리화 동결법이 있다. 그러나 두가지 방법 모두 리워밍 융해 과정에서 재결정과 반유리화 현상을 피하기 어려우며 리워밍 과정의 얼음결정 형성은 샘플에 치명적인 영향을 준다. 따라서, 전체 리워밍 과정에서의 얼음결정 형성 협동 억제는 매우 중요하다. 연구팀은 최초로 분자재료 선별, 설계, 공학 및 구조 생체공학, 다중물리 협동 조절 결합의 관점에서 포괄적이고 다차원적으로 얼음결정 억제 방법과 전략을 제안했다. 수열법에 기반하여, 합성 매개변수 조절을 통해 나노시트와 나노플라워 형태의 나노 복합재료를 제조했다. 나노 복합재료는 얼음결정의 형성, 성장 및 신속 융해 억제 기능을 통합하여 세포 냉동보관 과정의 얼음결정 손상을 크게 줄이고 세포 보존 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 연구 결과, 나노재료는 냉각 과정에서 얼음결정의 핵 형성을 제어하고 용액의 과냉각 정도를 뚜렷이 감소시켜 냉각 과정에서 샘플의 얼음결정 손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 나노 복합재료는 얼음결정 계면에 선택적으로 흡착되어 리워밍 과정에서 얼음 결정의 재결정화를 억제함과 아울러, 얼음결정의 신속 융해를 달성하여 생물샘플이 위험한 온도대를 신속하게 통과하도록 하고 리워밍 과정에 입는 저온 손상을 감소시킨다. 연구팀은 얼음결정 협동 억제 효과에 기반하여 생세포 구축물의 저농도 보호제하에서의 신속 냉동보관을 달성하였다. 아울러 다이메틸설폭사이드와 동등한 보관 효과를 가지며 보관 샘플은 체내에서 여러날 생존할 수 있고, 정상적인 성장 및 증식을 유지할 수 있다. 이는 해당 보관 방식의 신뢰성과 안정성을 입증하며 세포 치료를 위한 새로운 보관 방법을 제공할 전망이다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-02/25/content_463133.htm?div=-1 |
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