Криоконсервация эмбрионов презентация

на живые объекты……………………………..

4. Технология криоконсервации эмбрионов……..

в жидком азоте с целью временной остановки метаболизма в обратимой степени.

Синонимы: биостаз, криостаз, абиоз, криптобиоз

Анабиоз (греч. anabíōsis — оживление, от ana- — вновь и bíos — жизнь), состояние организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) временно прекращаются или настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

сверх низких температур (от 0 до -2730С)

выяснение нижних температурных границ жизни

разработка методов хранения биологических объектов

выведение морозоустойчивых сортов

деятельность человека в полярых условиях и в космосе

лечение с помощью холода - криотерапия

рыб и земноводных зимой.

по замораживанию угриц (круглых чрвей)

«вита минима» у простейших. «…жизнь при замораживании приостанавливается. Организм как бы не жив не мертв»

коловратка

высушивание – полное прекращение жизни, а затем воскрешение»

Tardigrada - тихоходка

Ладзаро Спалланцани
(1729 – 1799)
итальянский ученый-натуралист,
аббат

г. - Рауль Пиктэ – получение жидкого кислорода, замораживание лягушек до – 280 С, простейших – до - 600 С.

1898 г. - Джеймс Дьюар (1842— 1923) - получение сжиженного водорода, изобретение сосуда для хранения сжиженных газов

XIX в. – создание криогенных установок

1873 г. - немецкий ученый Вильгельм Прайер предложил термин «анабиоз»

основоположников криобиологии

обосновал возможность выхода из замораживания живых объектов, если тканевые жидкости остаются в переохлажденном, но жидком состоянии

вызвал анабиоз у млекопитающих (летучих мышей)

0С

0

20

10

-10

При кристаллизации переохлажденной жидкости выделялась теплота, приводящая к повышению температуры тела.
Размораживание вскоре после начала температурного скачка приводило к оживанию.

образование кристалликов льда в цитоплазме клетки

1938 г. - Б. Лайет, А. и С Гетц - при быстром охлаждении (сотни градусов в секунду) вода превращается я в аморфную массу, не повреждая клетки

1955 г. - Л. К. Лозина-Лозинский - открытие морозоустойчивости у насекомых

1958 г. - Луи Рей - замораживание сердца зародыша цыпленка, помещенное в глицерин до —196°С с дальнейшим восстановлением сокращений

область научно-практической деятельности, которая интегрирует в себя криобиологию, криогенную инженерию и практику клинической медицины с целью разработки и применения криостаза.

Криостаз - консервация обреченных на смерть пациентов путем их замораживания до ультранизких температур, с целью их переноса в будущее, когда будет доступна технология для репарации клеток и тканей и будет возможно восстановление всех функций организма и здоровья в целом.

по возрождению человека, пытаясь вернуть ему вечную молодость, превратить старика в юношу. Я не сомневаюсь в том, что когда-нибудь, через десять, двадцать пять, сто лет, этого добьются. Но когда? …..Может быть, тогда, когда никого из нас, присутствующих здесь, не будет среди живых... Но и нам хочется испытать такое счастье. И вот мы прибегаем к помощи анабиоза... Потом придет смерть, будет искать нас и спрашивать: где же они? И окажется, что «нас» нет, что мы укрылись от смерти каким-то таинственным способом. И смерть, опозоренная, уйдет. А в это время я буду спокойно спать в анабиотическом состоянии... Промчатся годы. Появится какой-нибудь «Мечников второй» или «Мечников третий» и откроет «секрет вечной молодости». И тогда меня разморозят, и я оживу... мое старческое сердце станет снова молодым, двадцатилетним...»

естественнонаучное обоснование возможности радикального продления жизни человека вплоть до достижения им физического бессмертия;
поиск оптимальных социально-экономических моделей устройства общества, состоящего из бессмертных индивидуумов;
мировоззрение людей, которые хотят быть физически бессмертными, считают, что это достижимо научными средствами и что бессмертие является благом для человечества.

является последним звеном эволюции, а значит, может совершенствоваться до бесконечности.
Последователи движения утверждают, что можно и нужно ликвидировать старение и смерть; значительно повысить умственные и физические возможности человека; изучать достижения, перспективы и потенциальные опасности использования науки, технологий, творчества и других способов преодоления фундаментальных пределов человеческих возможностей.

насыщенного раствора называется эвтектической (точкой эвтектики)
KCl….. -110C
Na Cl….-21,80C
CaCl2…-54,90C

при замерзании растворов солей вода, превращаясь в лед, уходит из раствора, при этом концентрация вещества в оставшейся жидкой фазе повышается до концентрации насыщенного раствора.

биологические жидкости – сложные растворы
минеральных и органических веществ (солей,
белков, липидов и др.) с эвтектической
температурой -30…-800С

разветвленной гексагональной формы, образуются при медленном охлаждении, приводят к разрушению клеток.

Кристаллическая

Сферулитные кристаллы – мелкие, округлой формы, образуются при быстром охлаждении, не разрушают клетки.

Аморфная, стеклообразная – образуется при витрификации – сверхбыстром охлаждении жидкости, не повреждает клетки

при медленном размораживании.

дендриты

Медленное размораживание

Быстрое
размораживание

Время, мин

Т, 0С

сферулиты

воды из клеток

Уход свободной воды в твердую фазу приводит к повышению концентрации солей в межклеточном пространстве. Возникает осмотическое давление, направленное из клеток.

охлаждении происходит более полная дегидратация

ослабление тургора клеток

Нарушение внутреннего гомеостаза клетки

изменение рН, инактивация белков, нарушение проницаемости мембран

выход гидролитических ферментов из лизосом

Температурный шок

- до 50% связанной воды может быть удалено из клеток без нарушения их жизнеспособности

30…500С

М<400: глицерин, диметилсульфоксид (ДМСО), гексоэтиловый крахмал -

Непроникающие в клетку, экзоцеллюлярные, М>400: сахароза, поливинипирролидон (ПВП) – формируют вокруг клеточных мембран защитную оболочку

92.09 г/моль
Плотность 1.261 g/cm3
Температура плавления 18 °C
Температура кипения 290 °C
Пищевая энергетическая ценность 4.32 ккал/

Глицерин (глицерол): С3О3Н8

образуя с молекулами воды водородные связи;
понижает эвтектическую температуру жидкости;
растворяет многие соли, снижая вредное действие их
гиперконцентрации;
способствует образованию мелкокристаллической
структуры твердой фазы и витрификации;
образует защитную оболочку вокруг молекул белков,
предотвращает денатурацию;
при охлаждении уменьшается в объеме, компенсируя
давление расширяющегося льда.

4 и 5 баллов

Основные этапы технологии криоконсервации:
Насыщение эмбрионов криопротектором
Сборка контейнера
Замораживание
Хранение
Размораживание

глицерина

0, 50 М раствор глицерина

0,75 М раствор глицерина

1,0 М раствор глицерина

- происходит путем последовательного перемещения эмбриона (на 5 мин.) в растворы криопротектора с увеличивающейся концентрацией.

5..70 С (10 С в мин.);

вызывание кристаллизации среды - для ускорения дегидратации эмбриона (вызывается переохлажденным пинцетом);

медленное охлаждение от - 7 до -350 С (0,30 С в мин.) – происходит удаление из клеток не связавшейся воды;

быстрое охлаждение от -35 до -1960 С (мгновенно) – витрификация внутриклеточной жидкой фазы.

среды

Температурный график замораживания

приборах – автоматических замораживателях

1960 С

С

50 М раствор глицерина

0,75 М раствор глицерина

1,0 М раствор глицерина

После размораживания эмбрионы оценивают по шкале морфологической оценки качества.

сохранения ценного генетического материала;
сокращение потребности в реципиентах;
транспортировка на дальние расстояния, экспорт,
импорт эмбрионов;
сохранение генофонда редких и исчезающих пород и
видов животных в криобанках.