Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом
Методами дифференцильной сканирующей калориметрии и ядерного магнитного резонанса проведено исследование насыщения образцов плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом (1,2-ПД). Образцы плаценты выдерживали в 10, 40, 60 масс % растворах глицерина и 1,2-ПД в течение 20, 60 мин и 24-х часов. Показано, что...
Gespeichert in:
| Datum: | 2005 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2005
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137049 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом / Е. Н. Боброва, А. В. Зинченко, М. И. Щетинский // Проблемы криобиологии. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 147-152. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137049 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Боброва, Е.Н. Зинченко, А.В. Щетинский, М.И. 2018-06-16T21:12:16Z 2018-06-16T21:12:16Z 2005 Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом / Е. Н. Боброва, А. В. Зинченко, М. И. Щетинский // Проблемы криобиологии. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 147-152. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137049 536.628.3:611.013.85:547.422/6:543.422.25 Методами дифференцильной сканирующей калориметрии и ядерного магнитного резонанса проведено исследование насыщения образцов плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом (1,2-ПД). Образцы плаценты выдерживали в 10, 40, 60 масс % растворах глицерина и 1,2-ПД в течение 20, 60 мин и 24-х часов. Показано, что в ткани плаценты образуются растворы 1,2-ПД более высоких концентраций для всех насыщающих растворов, содержащих 1,2-ПД по сравнению с аналогичными растворами, содержащими глицерин. В плаценте за одно и то же время эквилибрации в среде с 1,2-ПД образуется большее количество стеклообразной фазы. Методами диференціальної скануючої калориметрії і ядерного магнітного резонансу проведено дослідження насичення зразків плаценти гліцерином і 1,2- пропандіолом (1,2-ПД). Зразки плаценти витримували в 10, 40, 60 мас % розчинах гліцерину і 1,2-ПД на протязі 20, 60 хв і 24-х годин. Показано, що в тканині плаценти утворюються розчини 1,2-ПД більш високих концентрацій для всіх насичуючих розчинів, що містять 1,2-ПД порівняно з аналогічними розчинами з гліцерином. У плаценті за один і той же час еквілібрації в середовищі з 1,2-ПД утворюється більша кількість склоподібної фази. Using differential scanning calorimetry and nuclear magnetic resonance methods we investigated placenta samples’ saturation with glycerol and 1,2-propane diol (1,2-PD). Placenta samples were exposed in 10, 40, 60% (w/w) glycerol and 1,2-PD solutions for 20, 60 min and 24 hrs. It was shown that in placenta tissue there was the formation of 1,2-PD solutions of higher concentrations for all saturating solutions with 1,2-PD in comparison with those with glycerol. A big amount of vitreous phase is formed in placenta for the same equilibration time in 1,2-PD-contained medium. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии и криомедицины Теоретическая и экспериментальная криобиология Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом Investigation of placenta tissue saturation with glycerol and 1,2-propane diol Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом |
| spellingShingle |
Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом Боброва, Е.Н. Зинченко, А.В. Щетинский, М.И. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title_short |
Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом |
| title_full |
Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом |
| title_fullStr |
Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом |
| title_full_unstemmed |
Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом |
| title_sort |
исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом |
| author |
Боброва, Е.Н. Зинченко, А.В. Щетинский, М.И. |
| author_facet |
Боброва, Е.Н. Зинченко, А.В. Щетинский, М.И. |
| topic |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| publishDate |
2005 |
| language |
Russian |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Investigation of placenta tissue saturation with glycerol and 1,2-propane diol |
| description |
Методами дифференцильной сканирующей калориметрии и ядерного магнитного резонанса проведено исследование насыщения образцов плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом (1,2-ПД). Образцы плаценты выдерживали в 10, 40, 60 масс % растворах глицерина и 1,2-ПД в течение 20, 60 мин и 24-х часов. Показано, что в ткани плаценты образуются растворы 1,2-ПД более высоких концентраций для всех насыщающих растворов, содержащих 1,2-ПД по сравнению с аналогичными растворами, содержащими глицерин. В плаценте за одно и то же время эквилибрации в среде с 1,2-ПД образуется большее количество стеклообразной фазы.
Методами диференціальної скануючої калориметрії і ядерного магнітного резонансу проведено дослідження насичення зразків плаценти гліцерином і 1,2- пропандіолом (1,2-ПД). Зразки плаценти витримували в 10, 40, 60 мас % розчинах гліцерину і 1,2-ПД на протязі 20, 60 хв і 24-х годин. Показано, що в тканині плаценти утворюються розчини 1,2-ПД більш високих концентрацій для всіх насичуючих розчинів, що містять 1,2-ПД порівняно з аналогічними розчинами з гліцерином. У плаценті за один і той же час еквілібрації в середовищі з 1,2-ПД утворюється більша кількість склоподібної фази.
Using differential scanning calorimetry and nuclear magnetic resonance methods we investigated placenta samples’ saturation with glycerol and 1,2-propane diol (1,2-PD). Placenta samples were exposed in 10, 40, 60% (w/w) glycerol and 1,2-PD solutions for 20, 60 min and 24 hrs. It was shown that in placenta tissue there was the formation of 1,2-PD solutions of higher concentrations for all saturating solutions with 1,2-PD in comparison with those with glycerol. A big amount of vitreous phase is formed in placenta for the same equilibration time in 1,2-PD-contained medium.
|
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137049 |
| citation_txt |
Исследование насыщения ткани плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом / Е. Н. Боброва, А. В. Зинченко, М. И. Щетинский // Проблемы криобиологии. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 147-152. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT bobrovaen issledovanienasyŝeniâtkaniplacentyglicerinomi12propandiolom AT zinčenkoav issledovanienasyŝeniâtkaniplacentyglicerinomi12propandiolom AT ŝetinskiimi issledovanienasyŝeniâtkaniplacentyglicerinomi12propandiolom AT bobrovaen investigationofplacentatissuesaturationwithglyceroland12propanediol AT zinčenkoav investigationofplacentatissuesaturationwithglyceroland12propanediol AT ŝetinskiimi investigationofplacentatissuesaturationwithglyceroland12propanediol |
| first_indexed |
2025-11-26T00:08:31Z |
| last_indexed |
2025-11-26T00:08:31Z |
| _version_ |
1850592949230895104 |
| fulltext |
147
УДК 536.628.3:611.013.85:547.422/6:543.422.25
Исследование насыщения ткани плаценты
глицерином и 1,2-пропандиолом
Е.Н. БОБРОВА, А.В. ЗИНЧЕНКО, М.И. ЩЕТИНСКИЙ
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
Investigation of Placenta Tissue Saturation with Glycerol
and 1,2-Propane Diol
E.N. BOBROVA, A.V. ZINCHENKO, M.I. SCHETINSKY
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the National Academy
of Sciences of the Ukraine, Kharkov
Методами дифференцильной сканирующей калориметрии и ядерного магнитного резонанса проведено исследование
насыщения образцов плаценты глицерином и 1,2-пропандиолом (1,2-ПД). Образцы плаценты выдерживали в 10, 40, 60 масс %
растворах глицерина и 1,2-ПД в течение 20, 60 мин и 24-х часов. Показано, что в ткани плаценты образуются растворы 1,2-ПД
более высоких концентраций для всех насыщающих растворов, содержащих 1,2-ПД по сравнению с аналогичными растворами,
содержащими глицерин. В плаценте за одно и то же время эквилибрации в среде с 1,2-ПД образуется большее количество
стеклообразной фазы.
Ключевые слова: дифференциальная сканирующая калориметрия, фазовые переходы, стеклование, плацента.
Методами диференціальної скануючої калориметрії і ядерного магнітного резонансу проведено дослідження насичення
зразків плаценти гліцерином і 1,2- пропандіолом (1,2-ПД). Зразки плаценти витримували в 10, 40, 60 мас % розчинах гліцерину
і 1,2-ПД на протязі 20, 60 хв і 24-х годин. Показано, що в тканині плаценти утворюються розчини 1,2-ПД більш високих
концентрацій для всіх насичуючих розчинів, що містять 1,2-ПД порівняно з аналогічними розчинами з гліцерином. У плаценті
за один і той же час еквілібрації в середовищі з 1,2-ПД утворюється більша кількість склоподібної фази.
Ключові слова: диференціальна скануюча калориметрія, фазові переходи, склування, плацента.
Using differential scanning calorimetry and nuclear magnetic resonance methods we investigated placenta samples’ saturation with
glycerol and 1,2-propane diol (1,2-PD). Placenta samples were exposed in 10, 40, 60% (w/w) glycerol and 1,2-PD solutions for 20, 60
min and 24 hrs. It was shown that in placenta tissue there was the formation of 1,2-PD solutions of higher concentrations for all
saturating solutions with 1,2-PD in comparison with those with glycerol. A big amount of vitreous phase is formed in placenta for the
same equilibration time in 1,2-PD-contained medium.
Key-words: differential scanning calorimetry, phase transition, vitrification, placenta.
UDC 536.628.3:611.013.85:547.422/6:543.422.25
Адрес для корреспонденции: Зинченко А.В., Институт проблем
криобиологии и криомедицины НАН Украины, ул. Переяславская,
23, г. Харьков, Украина 61015; тел.:+38 (057) 373-31-41, факс: +38
(057) 373-30-84, e-mail: cryo@online.kharkov.ua
Address for correspondence: Zinchenko A.V., Institute for Problems
of Cryobiology&Cryomedicine of the Natl. Acad. Sci. of Ukraine, 23,
Pereyaslavskaya str.,Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+38 (057) 373 3141,
fax: +380 57 373 3084, e-mail:cryo@online.kharkov.ua
Особенностью подготовки ткани к низко-
температурной консервации является то, что из-за
медленного проникновения криозащитного
вещества в ткань требуется время для эквилиб-
рации ее в криозащитном растворе для достижения
необходимой концентрации криопротектора (КП)
в ткани. Время эквилибрации зависит от вида КП
и температуры и сильно отличается для разных
тканей. Степень насыщения ткани КП и однород-
ность его распределения определяют устойчивость
ткани от разрушения, особенно механического, при
криоконсервировании. Во многих случаях фактор
механических разрушений оказывается сильнее,
чем другие факторы. Например, при замора-
живании артерий отмечалось их растрескивание
[3]. Сильные механические повреждения, видимые
визуально, наблюдались при замораживании почки
[4], поэтому кинетика насыщения ткани КП
должна учитываться при подготовке ткани к
консервированию. Принимая в расчет сильную
зависимость процесса насыщения ткани КП от
вида ткани, вида КП и температуры, процесс
The peculiarity of tissue preparing to low
temperature preservation is the need of a certain time
for its equilibration in cryoprotective solution to achieve
the necessary cryoprotectant (CP) concentration
because of a slow penetration of cryoprotective
substance into the tissue. Equilibration time depends
on CP type and temperature and significantly varies
for different tissues. A degree of tissue saturation with
CP and the homogeneity of its distribution determine
the tissue resistance against destruction, especially
mechanical one during cryopreservation. In many
cases the factor of mechanical destructions occurs to
be stronger than others. For examples, the arteries
fracturing was observed during their freezing [3]. Huge
mechanical impairments were visually observed during
kidney freezing [4], therefore the kinetics of tissue
saturation with CP should be taken into account when
tissue is prepared to preservation. Taking into
consideration a strong dependency of tissue saturation
process with CP on type of tissue, cryoprotectant and
temperature, the saturation process in each specific
case is experimentally determined. The method of
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №2
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №2
148
насыщения в каждом конкретном случае опреде-
ляют экспериментально. Метод дифференциальной
сканирующей калориметрии (ДСК) и метод
ядерного магнитного резонанса (ЯМР) являются
двумя взаимодополняющими методами, которые
применяются в криобиологии для исследования
насыщения тканей КП, количественного опреде-
ления концентраций и времен, позволяющих описать
процесс проникновения КП в ткань.
Использовали возможности метода ЯМР для
численного определения концентрации проникаю-
щего в ткань КП и метода ДСК для определения
температур стеклования, величин скачка теплопог-
лощения при стекловании, а также температур
фазовых переходов.
Цель работы – исследование динамики проник-
новения в ткань криопротекторов в зависимости
от времени и состояния криозащитного вещества
в ткани.
Материалы и методы
Перед консервированием плаценту отмывали
0,9%-м раствором хлорида натрия от слизи и крови,
отделяли пуповинный канатик и амниотическую
оболочку, скальпелем срезали фрагменты ткани с
материнской стороны в области долек размером
2×2 см и массой 1 г.
Образцы плаценты помещали в среды эквилиб-
рации, представляющие собой растворы 1,2-ПД и
глицерина, приготовленные на физиологическом
растворе. Концентрации КП: 10, 40 и 60%. Время
эквилибрации образцов плаценты в указанных
растворах составляло 20, 60 мин и 24 ч, темпе-
ратура эквилибрации 4°C.
Концентрации КП в образцах определяли
методом 1Н ЯМР на спектрометре Tesla BS 567A
[2].
В работе использовали дифференциальный
сканирующий калориметр [1], принцип работы
которого основан на регистрации тепловых потоков,
поступающих в образец в процессе его непрерыв-
ного нагрева. В отличие от обычного дифферен-
циального термического анализа, интегральный
тепловой поток регистрируется одновременно во
всех точках образца. Особенность разработанного
прибора в том, что его рабочую камеру можно
предварительно охладить до любой заданной
температуры в диапазоне –196÷0°С, а затем
поместить в нее образец, который был предвари-
тельно охлажден с любой необходимой скоростью.
Это позволяет исследовать образцы, охлажденные
с высокими скоростями (15–16,6(6)°C×с-1). Для
охлаждения калориметрические ячейки погружали
в жидкий азот. Средняя скорость охлаждения
образцов составляла 3,3(3)°C×с-1, термограммы
регистрировали при нагреве образцов со скоростью
differential scanning calorimetry (DSC) and that of
nuclear magnetic resonance (NMR) are two
complementary methods, applied in cryobiology for
studying the tissue saturation with CP, a quantitative
determination of concentrations and times, enabling to
describe the CP penetration into a tissue.
There were used the possibilities of NMR method
to quantitatively determine the concentration of CP
penetrating into tissue and those of DSC for finding
vitrification temperatures, values of heat absorption jump
at vitrification and phase transition temperatures as well.
The work was aimed to research the dynamics of
cryoprotectant penetration into a tissue depending on
time and state of cryoprotective substance in it.
Materials and methods
Before cryopreservation placenta was washed-out
of mucus and blood with 0.9% sodium chloride solution,
umbilical cord and amniotic membrane were separated,
2×2 cm and 1g tissue fragments were cut with scalpel
from mother’s side in lobule area.
Placenta samples were placed into equilibration
media, representing 1,2-PD and glycerol solutions,
prepared with physiological solutions. CP concen-
trations were 10, 40 and 60%. Equilibration time of
placenta samples in the mentioned solutions made 20,
60 min and 24 hrs, equilibration temperature was 4°C.
CP concentrations in samples were determined
using 1H NMR method with Tesla BS 567A spectro-
meter [2].
In the work we used differential scanning calorime-
ter [1], which operating principle is based on recording
heat fluxes, coming into a sample during its continuos
heating. In contrast to usual differential thermal
analysis, an integral heat flux is recorded simultaneously
in all points of sample. The peculiarity of the designed
device consists in the fact that its working chamber
can be pre-cooled down to any fixed temperature
within the range of –196÷0°C, then the preliminarily
cooled sample with any necessary rate can be placed
in it. This enables to investigate the samples cooled
down with high rates (15-16.6(6)°C×sec-1). For cooling
down we immersed calorimeter wells with samples
into liquid nitrogen. An average rate for samples’
cooling made 3.3(3)°C×sec-1, the thermograms were
recorded under samples’ heating with 8.3(3)×10-3°C×sec-1
rate. An absolute error in determining temperatures
for vitrification phase transitions made ±0.5°C.
Results and discussion
Fig. 1 shows thermograms, recorded during
placenta heating, exposed in equilibration medium with
60 mass% 1,2-PD initial concentration depending on
equilibration time, and in Fig. 2 there are thermograms
of placenta, exposed in glycerol-contained medium
under the similar conditions.
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №2
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №2
149
8.3(3)×10-3°C×с -1. Абсолютная погрешность
определения температуры фазовых переходов
стеклования составляла ±0,5°С.
Результаты и обсуждение
На рис.1 приведены термограммы, снятые
при нагреве плаценты, выдержанной в среде
эквилибрации с исходной концентрацией 1,2-ПД
60 масс % в зависимости от времени эквилиб-
рации, а на рис. 2 – термограммы плаценты,
выдержанной в среде с глицерином при анало-
гичных условиях.
Стрелками показаны характерные скачки
теплопоглощения, эндо- и экзотермические
эффекты, которые классифицированы в соответ-
ствии с формой кривой и диапазоном температур
следующим образом [3]: скачок теплопоглоще-
ния 1 (tg) – процесс перехода вещества из твердо-
аморфного (стеклообразного) состояния в
состояние переохлажденной жидкости; экзотер-
мический пик 2 (tc1) – кристаллизация льда из
переохлажденной жидкости; размытый экзо-
термический пик 3 (tc2) – завершение кристал-
лизации льда при нагреве; эндотермический пик
4 (tm) – плавление закристаллизованной смеси,
температура пика зависит от концентрации
проникшего в плаценту КП.
Проведенный анализ термограмм показал,
что в плаценте, выдержанной в 10%-м растворе
глицерина и 1,2-ПД, отмечается только скачок
теплопоглощения в температурном диапазоне
стеклования, а в 40%-м растворе, наблюдается
размытый экзотермический пик 3, соответ-
With arrows we showed characteristic heat
absorption jumps, endo- and exothermal effects,
classified by the curve shape and temperature range
as follows [3]: heat absorption jump 1 (tg) is the
process of substance transition from solid-amorphous
(vitrified) state into that of overcooled liquid;
exothermic peak 2 (tc1) is ice crystallisation from an
overcooled liquid; vague exothermic peak 3 (tc2) is
ice crystallisation completing during heating;
endothermic peak 4 (tm) is the crystallised mixture
melting, the temperature of which depends on
concentration of penetrating into placenta CP.
The performed analysis of thermograms demon-
strated, that in placenta, exposed to 10% glycerol and
1,2-PD solutions the only heat absorption jump within
a temperature range of vitrification was noted, but a
vague exothermic peak 3, corresponding to crystal-
lisation process completing under heating after 20, 60
min and 24 hrs exposure, was observed in that, exposed
to 40% solution.
In thermograms of placenta, exposed to 60%
1,2-PD (Fig. 1) and glycerol solutions (Fig. 2), along
with the mentioned above peculiarities, an intensive
exothermic peak 2, corresponding to crystallisation
process from amorphous state (devitrification) is
recorded. Tables 1 and 2 show the temperature values
of phase transitions and vitrification in placenta tissues
after equilibration in 1,2-PD and glycerol solutions of
the mentioned above concentrations. It is seen that in
placenta tissues the CP concentration in both glycerol
and 1,2-PD solutions occurs, that is indicated by a
decrease in melting temperature with the equilibration
time augmentation. However in placenta tissue the
Рис. 1. Термограммы 60%-го раствора 1,2-ПД на
физиологическом растворе (I); образцов плаценты после
экспозиции в 60%-м растворе 1,2-ПД 20 мин (II); 1 ч (III);
24 ч (IV).
Fig. 1. Thermograms of 60% 1,2-PD solution with physio-
logical solution (I); placenta samples after exposure to 60%
1.2-PD solution during 20 min (II); 1 hr (III); and 24 hrs (IV).
Те
пл
оп
ог
ло
щ
ен
ие
, э
нд
о
H
ea
t a
bs
or
pt
io
n,
e
nd
o
-150 -130 -110 -90 -70 -50 -30 -10 10
I
II
III
IV
1 2
3
4
Температура, °C Temperature, °C
Те
пл
оп
ог
ло
щ
ен
ие
, э
нд
о
H
ea
t a
bs
or
pt
io
n,
e
nd
o
-150 -130 -110 -90 -70 -50 -30 -10 10
1
2
I
II
III
IV
3
4
Рис. 2. Термограммы 60%-го раствора глицерина на
физиологическом растворе (I); образцов плаценты после
экспозиции в 60%-м растворе 1,2-ПД 20 мин (II); 1 ч (III);
24 ч (IV).
Fig. 2. Thermograms of 60% glycerol solution with physio-
logical solution (I); placenta samples after exposure to 60%
1.2-PD solution during 20 min (II); 1 hr (III); and 24 hrs (IV).
Температура, °C Temperature, °C
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №2
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №2
150
ствующий завершению процесса кристал-
лизации при нагреве после экспозиции в
течение 20, 60 мин и 24 ч.
На термограммах плаценты, выдержан-
ной в 60%-м растворе 1,2-ПД (рис. 1) и
глицерина (рис. 2), наряду с указанными
выше особенностями регистрируется
интенсивный экзотермический пик 2,
соответствующий процессу кристаллизации
из аморфного состояния (девитрификации).
В табл. 1 и 2 приведены значения темпе-
ратур фазовых переходов и стеклования в
тканях плаценты после эквилибрации в
растворах 1,2-ПД и глицерина указанных
выше концентраций. Видно, что в тканях
плаценты происходит концентрация КП в
растворах как глицерина, так и в 1,2-ПД,
на что указывает снижение температуры
плавления с увеличением времени эквилиб-
рации. Однако в ткани плаценты образуют-
ся растворы 1,2-ПД более высоких концен-
траций, о чем свидетельствуют более
низкие температуры плавления для всех
насыщающих растворов с 1,2-ПД по
сравнению с аналогичными растворами,
1,2-PD solutions of higher concentrations are formed,
that is testified by lower melting temperatures for all
saturating solutions with 1,2-PD in comparison with
those glycerol-containing.
Fig.3 and 4 show the values of heat absorption jump
∆Cp depending on time and concentration. An increase
яицартнецноK
%ссам,ПK
,noitartnecnocPC
)w/w(%
ямерВ
emiT
С°,арутарепмеТ
С°,erutarepmeT
t
g
t
1c
t
2c
t
m
ароткеторпоиркзебьнакТ
tnatcetorpoyrctuohtiweussiT - - - 1-
01
nim/ним02 - - - 3,2-
rh/ч1 0,301- - - 5,3-
srh/ч42 0,301- - - 0,4-
04
nim/ним02 5,301- - 0,67- 3,61-
rh/ч1 2,201- - 9,67- 0,02-
srh/ч42 0,501- - 5,77- 0,13-
06
nim/ним02 5,401- - 0,47- 0,12-
rh/ч1 4,301- - 5,37- 1,92-
srh/ч42 0,301- 5,59- - 5,74-
Таблица 1. Температура фазовых переходов и стеклования в
образцах плаценты после эквилибрации в растворах 1,2-ПД
Table 1. Temperature of phase transitions and vitrification in
placenta samples after equilibration in 1,2-PD solutions
,ПKяицартнецноK
%ссам
%,noitartnecnocPC
)w/w(
ямерВ
emiT
С°,арутарепмеТ
С°,erutarepmeT
t
g
t
1c
t
2c
t
m
ароткеторпоиркзебьнакТ
tnatcetorpoyrctuohtiweussiT - - - 1-
01
nim/ним02 - - - 5,2-
rh/ч1 0,99- - - 0,01-
srh/ч42 0,99- - - 0,11-
04
nim/ним02 0,001- - 3,27- 0,31-
rh/ч1 5,201- - 6,47- 7,51-
srh/ч42 6,201- - 0,77- 0,71-
06
nim/ним02 4,201- - 5,17- 8,72-
rh/ч1 4,101- - 8,27- 1,82-
srh/ч42 0,711- 1,311- - 3,33-
Таблица 2. Температура фазовых переходов и стеклования в
образцах плаценты после эквилибрации в растворах глицерина
Table 2. Temperature of phase transitions and vitrification in
placenta samples after equilibration in glycerol solutions
содержащими глицерин.
На рис. 3 и 4 показаны значения скачка
теплопоглощения ∆CP в зависимости от времени и
концентрации. Повышение как концентрации КП в
смеси, так и времени экспозиции образцов
плаценты приводит к увеличению скачка тепло-
in both CP concentration in mixture and
exposure time of placenta samples result in the
augmentation of heat absorption jump. This fact
indicates to the strengthening of glycerol and
1,2-PD concentration in placenta and, corres-
pondingly, to an increase in the amount of
vitrifying mass. However, a certain difference
in penetration character of glycerol and 1,2-PD
molecules into placenta tissue from time is
observed, that is seen by the values of heat
absorption jump, ∆Cp (Fig. 3 and 4). Thus, for
placenta, exposed to 60% 1,2-PD-contained
solutions for 20 min, the amount of vitrified
material during cooling was nearly the same
value for placenta, being 24 hrs in glycerol
solution of the same concentration. The amount
of a vitrified phase during placenta freezing,
exposed to 60% 1,2-PD solution for 24 hrs
nearly 2.5 times exceeds the same value for
placenta, exposed in 1,2-PD solution for 20 min
and in 60% glycerol solution for 24 hrs.
Thus, the amount of a vitrified phase, formed
during placenta freezing after equilibration is
much higher in 1,2-PD solutions than in glycerol
ones.
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №2
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №2
151
Using the 1H-NMR spectroscopy method we
determined CP concentrations in placenta samples after
their equilibration in the mentioned mixtures. Tables 3
and 4 show the values of initial CP concentration in
equilibration media and the final one in placenta after
exposing them for 20 min and 24 hrs in 10, 40 and
60% 1,2-PD and glycerol solutions, correspondingly.
The results demonstrate that during 20 min exposure
a considerable saturation of placenta tissue with 1,2-
PD occurs and its concentration in 24 hrs practically
achieves the value of initial solution concentration. The
equilibration of placenta samples in 60% 1,2-PD
solution for 1 day results in a gradual placenta tissue
saturation with CP up to 37% (w/w). During
equilibration in 10% glycerol solution placenta tissue
saturation occurs more slowly. In 20 min glycerol
concentration makes just 2% of saturating solution
initial concentration, but it is 3% after 24 hrs. In 40
and 60% glycerol solutions the tissue saturation reaches
higher values for the same time period, but lower than
during equilibration in 1,2-PD solutions (Tables 3, 4).
Conclusions
Combined researches using DSC and NMR
methods of placenta samples’ capability to be CP
saturated demonstrated, that in placenta tissue there
were formed the 1,2-PD solutions of higher
concentrations for all 1,2-PD-contained saturating
solutions, in comparison with those glycerol-containing.
In placenta for the same equilibration time a big amount
of vitrified phase is formed in 1,2-PD-containing
medium, that is explained by a higher 1,2-PD vitrifying
capability in comparison with glycerol.
поглощения. Этот факт указывает на рост
концентрации глицерина и 1,2-ПД в плаценте и
соответственно на увеличение количества
стеклующейся массы. Однако наблюдается
некоторое отличие в характере проникновения в
ткань плаценты молекул глицерина и 1,2-ПД от
времени, что видно по значениям скачка тепло-
поглощения ∆CP (рис. 3 и 4). Так, для плаценты,
выдержанной в растворах, содержащих 60%
1,2-ПД в течение 20 мин, количество застекло-
вавшегося материала при охлаждении прибли-
зительно соответствовало такому же значению для
плаценты, находившейся 24 ч в растворе глицерина
той же концентрации. Количество стеклообразной
фазы при замораживании плаценты, выдержанной
в 60%-м растворе 1,2-ПД в течение 24-х часов,
приблизительно в 2,5 раза превышает это же
значение для плаценты, выдержанной в растворе
1,2-ПД 20 мин и в 60%-м растворе глицерина в
течение 24-х часов.
Таким образом, количество стеклообразной
фазы, образующейся при замораживании плаценты
после эквилибрации в растворах 1,2-ПД, значи-
тельно больше, чем в растворах глицерина.
Методом 1Н-ЯМР спектроскопии определяли
концентрации КП в образцах плаценты после
эквилибрации их в указанных смесях. В табл. 3 и
4 приведены значения исходной концентрации КП
в средах эквилибрации и конечной – в плаценте
после экспозиции их в течение 20 мин и 24-х часов
в 10-, 40- и 60%-х растворах 1,2-ПД и глицерина
соответственно. Как видно из приведенных
результатов, в течение 20 мин экспозиции
С
ка
чо
к
те
пл
оп
ог
ло
щ
ен
ия
, у
сл
. е
д.
H
ea
t
ab
so
rp
tio
n
ju
m
p,
r
el
.
un
its
С
ка
чо
к
те
пл
оп
ог
ло
щ
ен
ия
, у
сл
. е
д.
H
ea
t
ab
so
rp
tio
n
ju
m
p,
r
el
.
un
its
Концентрация глицерина, %
Glycerol concentration, %
Концентрация глицерина, %
Glycerol concentration, %
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 40 60
0
5
10
15
20
25
30
35
40
10 40 60
Рис. 3. Скачок теплопоглощения ∆Cр при стекловании в
образцах плаценты (по данным ДСК) после экспозиции
в растворах глицерина:
12
12 – 20 мин; – 1 ч; – 24 ч.
Fig. 3. Heat absorption jump ∆Cр during vitrification in
placenta samples (by the DSC data) after exposure in
glycerol solutions:
123
123
123 – 20 min; – 1 hr; – 24 hrs.
Рис. 4. Скачок теплопоглощения ∆Cр при стекловании в
образцах плаценты (по данным ДСК) после экспозиции
в растворах 1,2-ПД:
123
123 – 20 мин; – 1 ч; – 24 ч.
Fig. 4. Heat absorption jump ∆Cр during vitrification in
placenta samples (by the DSC data) after exposure in 1,2-PD
solutions:
12
12
12 – 20 min; – 1 hr; – 24 hrs.
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №2
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №2
152
происходит значительное насыщение ткани
плаценты 1,2-ПД и концентрация его через сутки
практически достигает значения концентрации
исходного раствора. Эквилибрирование образцов
плаценты в 60%-м растворе 1,2-ПД в течение
суток приводит к постепенному насыщению ткани
плаценты КП до 37 масс %. При эквилибрации в
10%-м растворе глицерина насыщение ткани
плаценты происходит более медленно. Через 20
мин концентрация глицерина составляет всего 2%
от исходной концентрации насыщающего раствора,
а через 24 ч – 3%. В 40- и 60%-х растворах
глицерина за это же время насыщение ткани
достигает более высоких значений, однако они
меньше, чем при эквилибрации в растворах 1,2-ПД
(табл. 3, 4)
Выводы
Комплексные исследования методами ДСК и
ЯМР способности образцов плаценты насыщаться
КП показали, что в ткани плаценты образуются
растворы 1,2-ПД более высоких концентраций для
всех насыщающих растворов, содержащих 1,2-ПД,
по сравнению с аналогичными растворами,
содержащими глицерин. В плаценте за одно и то
же время эквилибрации в среде с 1,2-ПД образует-
ся большее количество стеклообразной фазы, что
объясняется более высокой стеклообразующей
способностью 1,2-ПД по сравнению с глицерином.
ямерВ
иицарбиливкэ
emiterusopxE
%,ПKяицартнецноK
%,noitartnecnocPC
едерсв
muidemni
инактв
eussitni
nim/ним02 2,0±01 5,0±9
srh/ч42 2,0±01 5,0±01
nim/ним02 5,0±04 7,0±51
srh/ч42 5,0±04 7,0±91
nim/ним02 7,0±06 1±92
srh/ч42 7,0±06 1±73
ямерВ
иицарбиливкэ
emiterusopxE
%,ПKяицартнецноK
%,noitartnecnocPC
едерсв
muidemni
инактв
eussitni
nim/ним02 3,0±01 5,0±2
srh/ч42 3,0±01 5,0±3
nim/ним02 7,0±04 1±41
srh/ч42 7,0±04 1±51
nim/ним02 1±06 3,1±91
srh/ч42 1±06 3,1±23
Таблица 3. Значения концентраций, полученные
методом ЯМР в образцах плаценты после
эквилибрации в растворах 1,2-ПД.
Table 3. Values of concentrations obtained using NMR
method in placenta samples after equilibration in 1,2-PD
solutions
Таблица 4. Значения концентраций, полученные
методом ЯМР в образцах плаценты после
эквилибрации в растворах глицерина
Table 4. Values of concentrations obtained using NMR
method in placenta samples after equilibration in glycerol
solutions
Литература
Зинченко А.В. Исследование фазовых переходов и
физических состояний водных растворов многоатомных
спиртов в диапазоне температур –196÷0°C: Автореф.
дис. … канд. физ-мат.наук.– Харьков, 1983.– 22 с.
А. с. № 1642342 МКИ 0124/08,33/483. Способ оценки
проникновения веществ в клеточные суспензии /
В.Д. Зинченко, М.И. Щетинский, В.И. Мусатов, В.А.
Моисеев. Заявлено 08.01.88. Опубл. 15.04.91. Бюл.№14.–
С. 171.
Pegg D.E., Wusteman M.C., Boylan S. Fractures in
cryopreserved elastic arteries // Cryobiology.– 1999.– Vol. 4.–
P. 183-192.
Rubinsky B., Cravalho E.G., Mikis B. Thermal stress in frozen
organs // Cryobiology.– 1980.– Vol. 17.– P. 66-73.
Поступила 06.12.2004
1.
2.
3.
4. References
Zinchenko A.V. Study of phase transitions and physical
states of aqueous solutions of polyatomic alcohols within
temperature range of –196÷0°C: Author’s abstract of thesis
for candidate’s degree obtaining (physics and mathematics).-
Kharkov, 1983.– 22 p.
Author’s Certificate N 1642342 ICI 601 N 24/08. Way for
estimating substances penetrations into cell suspensions /
V.D. Zinchenko, M.I. Schetinsky, V.I. Musatov, V.A. Moiseyev
Applied 08.01.88. Published 15.04.91. Bull N14.- P.171.
Pegg D.E., Wusteman M.C., Boylan S. Fractures in
cryopreserved elastic arteries // Cryobiology.– 1999.– Vol. 4.–
P. 183-192.
Rubinsky B., Cravalho E.G., Mikis B. Thermal stress in frozen
organs // Cryobiology.– 1980.– Vol. 17.– P. 66-73.
Accepted in 06.12.2004
1.
2.
3.
4.
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №2
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №2
|