Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации
С помощью метода термопластической деформации изучены фазовые превращения, происходящие в многокомпонентных криозащитных средах и их составляющих при замораживании-оттаивании. Исследованы криопротекторный раствор ДМСО (10 %) и компоненты криозащитных сред, наиболее часто используемых в качестве раст...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Проблемы криобиологии |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2012
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68680 |
| 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: | Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации / Т.М. Гурина, А.Л. Кирилюк // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 4. — С. 410-422. — Бібліогр.: 34 назв. — рос., англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-68680 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Гурина, Т.М. Кирилюк, А.Л. 2014-09-27T07:33:19Z 2014-09-27T07:33:19Z 2012 Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации / Т.М. Гурина, А.Л. Кирилюк // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 4. — С. 410-422. — Бібліогр.: 34 назв. — рос., англ. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68680 57.043:612.111:536.54 С помощью метода термопластической деформации изучены фазовые превращения, происходящие в многокомпонентных криозащитных средах и их составляющих при замораживании-оттаивании. Исследованы криопротекторный раствор ДМСО (10 %) и компоненты криозащитных сред, наиболее часто используемых в качестве растворителя при криоконсервировании биообъектов (дистиллированная вода, физиологический раствор и культуральные среды: среда 199, раствор Хенкса, среда ДМЕМ). Определены температурные интервалы кристаллизации (плавления) смеси эвтектической концентрации раствора ДМСО (от -87 до –67° С), эвтектической кристаллизации (плавления) физиологического раствора и культуральных сред (от -37 до -21° С), рекристаллизации перед плавлением основной массы льда (от -21 до -–15° С) и далее непосредственно плавление основной массы льда (от -15 до –4,5°С). У представленій роботі методом термопластичної деформації вивчали фазові перетворення, що відбуваються у багатокомпонентних кріозахисних середовищах та їх складових при заморожуванні-відтаванні. Досліджено кріопротекторний розчин ДМСО (10%) і компоненти кріозахисних середовищ, які найчастіше використовуються у якості розчинника при кріоконсервуванні біооб’єктів (дистильована вода, фізіологічний розчин і культуральні середовища: середовище 199, розчин Хенкса, середовище ДМЕМ). Визначені температурні інтервали кристалізації (плавлення) суміші евтектичної концентрації розчину ДМСО (від –87 до –67°С), евтектичної кристалізації (плавлення) фізіологічного розчину і культуральних середовищ (від –37 до –21°С), рекристалізації перед плавленням основної маси льоду (від –21 до –15°С) і далі безпосередньо плавлення основної маси льоду (від –15 до –4,5°С). Phase transformations in multicomponent cryoprotective media and their components were investigated during freeze-thawing using the method of thermoplastic deformation. The research objects included solution of cryoprotectant DMSO (10%) and the components of cryoprotective media being often utilized as a solvents for biologicals’ cryoprotective media (distilled water, physiological saline and the culture media: medium 199, Hanks’ solution, DMEM). The paper represents the temperature ranges of crystallization (melting) of eutectic concentration mixture for DMSO solution (from –87 to –67°C), eutectic crystallization (melting) of physiological solution and the culture media (from –37 to –21°C), recrystallization before melting of bulk ice (from –21 to –15°C) and following melting of bulk ice (from –15 to –4.5°C). ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии Теоретическая и экспериментальная криобиология Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации Temperature Ranges of Phase Transformations in the Cryoprotective Media Components Determined by Thermoplastic Deformation Method Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации |
| spellingShingle |
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации Гурина, Т.М. Кирилюк, А.Л. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title_short |
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации |
| title_full |
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации |
| title_fullStr |
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации |
| title_full_unstemmed |
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации |
| title_sort |
определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации |
| author |
Гурина, Т.М. Кирилюк, А.Л. |
| author_facet |
Гурина, Т.М. Кирилюк, А.Л. |
| topic |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблемы криобиологии |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Temperature Ranges of Phase Transformations in the Cryoprotective Media Components Determined by Thermoplastic Deformation Method |
| description |
С помощью метода термопластической деформации изучены фазовые превращения, происходящие в многокомпонентных криозащитных средах и их составляющих при замораживании-оттаивании. Исследованы криопротекторный раствор ДМСО (10 %) и компоненты криозащитных сред, наиболее часто используемых в качестве растворителя при криоконсервировании биообъектов (дистиллированная вода, физиологический раствор и культуральные среды: среда 199, раствор Хенкса, среда ДМЕМ). Определены температурные интервалы кристаллизации (плавления) смеси эвтектической концентрации раствора ДМСО (от -87 до –67° С), эвтектической кристаллизации (плавления) физиологического раствора и культуральных сред (от -37 до -21° С), рекристаллизации перед плавлением основной массы льда (от -21 до -–15° С) и далее непосредственно плавление основной массы льда (от -15 до –4,5°С).
У представленій роботі методом термопластичної деформації вивчали фазові перетворення, що відбуваються у багатокомпонентних кріозахисних середовищах та їх складових при заморожуванні-відтаванні. Досліджено кріопротекторний розчин ДМСО (10%) і компоненти кріозахисних середовищ, які найчастіше використовуються у якості розчинника при кріоконсервуванні біооб’єктів (дистильована вода, фізіологічний розчин і культуральні середовища: середовище 199, розчин Хенкса, середовище ДМЕМ). Визначені температурні інтервали кристалізації (плавлення) суміші евтектичної концентрації розчину ДМСО (від –87 до –67°С), евтектичної кристалізації (плавлення) фізіологічного розчину і культуральних середовищ (від –37 до –21°С), рекристалізації перед плавленням основної маси льоду (від –21 до –15°С) і далі безпосередньо плавлення основної маси льоду (від –15 до –4,5°С).
Phase transformations in multicomponent cryoprotective media and their components were investigated during freeze-thawing using the method of thermoplastic deformation. The research objects included solution of cryoprotectant DMSO (10%) and the components of cryoprotective media being often utilized as a solvents for biologicals’ cryoprotective media (distilled water, physiological saline and the culture media: medium 199, Hanks’ solution, DMEM). The paper represents the temperature ranges of crystallization (melting) of eutectic concentration mixture for DMSO solution (from –87 to –67°C), eutectic crystallization (melting) of physiological solution and the culture media (from –37 to –21°C), recrystallization before melting of bulk ice (from –21 to –15°C) and following melting of bulk ice (from –15 to –4.5°C).
|
| issn |
0233-7673 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68680 |
| citation_txt |
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в компонентах криозащитных сред методом термопластической деформации / Т.М. Гурина, А.Л. Кирилюк // Проблемы криобиологии. — 2012. — Т. 22, № 4. — С. 410-422. — Бібліогр.: 34 назв. — рос., англ. |
| work_keys_str_mv |
AT gurinatm opredelenietemperaturnyhintervalovfazovyhpreobrazovaniivkomponentahkriozaŝitnyhsredmetodomtermoplastičeskoideformacii AT kirilûkal opredelenietemperaturnyhintervalovfazovyhpreobrazovaniivkomponentahkriozaŝitnyhsredmetodomtermoplastičeskoideformacii AT gurinatm temperaturerangesofphasetransformationsinthecryoprotectivemediacomponentsdeterminedbythermoplasticdeformationmethod AT kirilûkal temperaturerangesofphasetransformationsinthecryoprotectivemediacomponentsdeterminedbythermoplasticdeformationmethod |
| first_indexed |
2025-11-25T23:50:50Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:50:50Z |
| _version_ |
1850586901036138496 |
| fulltext |
410
Для разработки эффективных протоколов крио-
консервирования и обеспечения максимальной
сохранности деконсервированного биоматериала
необходимо всесторонне и глубоко исследовать
процессы, сопровождающие процедуру заморажи-
вания-оттаивания, изучить их природу и кинетику
развития, поскольку они непосредственно связаны
с повреждением и гибелью клеток.
Существует ряд современных методов, позво-
ляющих исследовать фазовые и физические сос-
тояния замораживаемых образцов: рентгенострук-
турный анализ [18], криомикроскопия [20, 21], ра-
диоспектроскопия (ЯМР и ЭПР) [6, 9, 10, 13],
Development of effective cryopreservation proto-
cols and providing the maximum survival of thawed
biologicals should be accompanied with a thorough in-
vestigation of the processes accompanying the process
of freeze-thawing, as well as with assessment of their
nature and development kinetics, as they are directly
associated with cell damages and death.
There is a number of modern techniques to study
phase and physical states of freezing samples: X-ray
analysis [18], cryomicroscopy [20, 21], radio spectro-
scopy (NMR and EPR) [6, 9, 10, 13], differential
scanning calorimetry [8, 15 , 28], the volumetric dilato-
metry [12, 19, 27].
problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
УДК 57.043:612.111:536.54
Т.М. ГУРИНА*, А.Л. КИРИЛЮК
Определение температурных интервалов фазовых преобразований в
компонентах криозащитных сред методом термопластической
деформации
UDC 57.043:612.111:536.54
T.M. GURINA*, A.L. KIRILYUK
Temperature Ranges of Phase Transformations in the Cryoprotective
Media Components Determined by Thermoplastic Deformation Method
В представленной работе методом термопластической деформации изучали фазовые превращения, происходящие в
многокомпонентных криозащитных средах и их составляющих при замораживании-оттаивании. Исследованы криопротекторный
раствор ДМСО (10%) и компоненты криозащитных сред, наиболее часто используемых в качестве растворителя при
криоконсервировании биообъектов (дистиллированная вода, физиологический раствор и культуральные среды: среда 199,
раствор Хенкса, среда ДМЕМ). Определены температурные интервалы кристаллизации (плавления) смеси эвтектической
концентрации раствора ДМСО (от –87 до –67°С), эвтектической кристаллизации (плавления) физиологического раствора и
культуральных сред (от –37 до –21°С), рекристаллизации перед плавлением основной массы льда (от –21 до –15°С) и далее
непосредственно плавление основной массы льда (от –15 до –4,5°С).
Ключевые слова: пластическая деформация, предел текучести, рекристаллизация, эвтектическая кристаллизация (плавление),
криопротектор.
У представленій роботі методом термопластичної деформації вивчали фазові перетворення, що відбуваються у
багатокомпонентних кріозахисних середовищах та їх складових при заморожуванні-відтаванні. Досліджено кріопротекторний
розчин ДМСО (10%) і компоненти кріозахисних середовищ, які найчастіше використовуються у якості розчинника при
кріоконсервуванні біооб’єктів (дистильована вода, фізіологічний розчин і культуральні середовища: середовище 199, розчин
Хенкса, середовище ДМЕМ). Визначені температурні інтервали кристалізації (плавлення) суміші евтектичної концентрації
розчину ДМСО (від –87 до –67°С), евтектичної кристалізації (плавлення) фізіологічного розчину і культуральних середовищ
(від –37 до –21°С), рекристалізації перед плавленням основної маси льоду (від –21 до –15°С) і далі безпосередньо плавлення
основної маси льоду (від –15 до –4,5°С).
Ключові слова: пластична деформація, межа текучості, рекристалізація, евтектична кристалізація (плавлення), кріопротектор.
Phase transformations in multicomponent cryoprotective media and their components were investigated during freeze-thawing
using the method of thermoplastic deformation. The research objects included solution of cryoprotectant DMSO (10%) and the
components of cryoprotective media being often utilized as a solvents for biologicals’ cryoprotective media (distilled water, physiological
saline and the culture media: medium 199, Hanks’ solution, DMEM). The paper represents the temperature ranges of crystallization
(melting) of eutectic concentration mixture for DMSO solution (from –87 to –67°C), eutectic crystallization (melting) of physiological
solution and the culture media (from –37 to –21°C), recrystallization before melting of bulk ice (from –21 to –15°C) and following
melting of bulk ice (from –15 to –4.5°C).
Key words: thermoplastic deformation, fluidity limit, recrystallization, eutectic crystallization (melting), cryoprotectant.
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61015; тел.: (+38
057) 373-41-11, факс: (+38 057) 373-30-84, электронная почта:
gladiolus_@mail.ru
* To whom correspondence should be addressed: 23,
Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373
4111, fax: +380 57 373 3084, e-mail: gladiolus_@mail.ru
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
Институт проблем криобиологии и криомедицины
НАН Украины, г. Харьков
411 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
дифференциальная сканирующая калориметрия [8,
15, 28], объемная дилатометрия [12, 19, 27].
В последние годы для исследования фазово-
структурных превращений в растворах, наряду с
калориметрией и дилатометрией, используется
термомеханический анализ, который также яв-
ляется разновидностью термического анализа [2,
5, 22–24, 29, 33, 34]. Термомеханический анализ
(ТМА) возник как метод исследования состояний
полимеров при наблюдении их деформации с
одновременным силовым и тепловым воздейст-
вием. Метод чаще всего применяется для наблю-
дения процесса перехода полимеров из стекло-
образного в высокоэластическое состояние, а за-
тем – в вязкотекучее [22], однако этим далеко не
исчерпываются его возможности. Указанный ме-
тод используется также для изучения фазовых и
структурных преобразований, которые происходят
в исследуемых образцах при изменении темпера-
туры [22, 34]. При этом изменение температуры
образца вызывает в нем процессы, характер, кине-
тика и степень неравновесности которых опреде-
ляются, с одной стороны, заданным режимом
изменения температуры, а с другой – молекулярной
структурой, термической предысторией образца и
релаксационной природой возникающих в нем про-
цессов [22].
Метод термопластической деформации (метод
ТПД) является частным случаем ТМА, который
предполагает большее разнообразие в выборе ре-
жимов приложения нагрузки к образцам (импульс-
ного или при постоянной нагрузке), температурного
режима (при постоянной температуре или при стро-
го регулируемых скоростях охлаждения-нагрева),
временного фактора (времени действия внешней
силы при определенной температуре) [22].
Цель работы – методом ТПД исследовать
фазовые преобразования в криопротекторном
растворе ДМСО (10%) и в наиболее часто ис-
пользуемых компонентах криозащитных сред (дис-
тиллированная вода, физиологический раствор и
культуральные среды) при криоконсервировании
биообъектов.
Материалы и методы
Объектами исследования служили дистиллиро-
ванная вода, физиологический раствор (0,9% NaCl),
10%-й раствор ДМСО (ОАО «Лубныфарм», Украи-
на), приготовленный на дистиллированной воде и
физиологическом растворе, а также наиболее час-
то используемые в практической криобиологии
культуральные среды: среда 199 («Sigma», США),
раствор Хенкса (ГУП ИПВЭ им. М.П.Чумакова
РАМН), среда ДМЕМ («РАА», Австрия).
Для исследования фазовых превращений в
вышеперечисленных растворах применяли метод
ТПД [4, 11, 16]. Установка для его реализации
Recently, the studies of phase and structure transi-
tions in solutions have been involved along with calo-
rimetry and dilatometry the thermomechanical analysis,
which is also a kind of thermal analysis [2, 5, 22–24,
29, 33, 34]. Thermomechanical analysis (TMA) has
emerged as a method for studying the states of poly-
mers by observing their deformation with simultaneous
application of force and heat. The method is most often
used to monitor the transition of polymers from the
glassy in highly elastic state, and thereafter in a thick-
flowing state [22], but this is far from being the limits
of its potential. The mentioned method is also used for
the study of phase and structure changes occured in
the samples along with changing the temperature [22,
34]. The changes in the temperature of the sample
induce the processes, which nature, kinetics and degree
of non-equilibrium are determined, on the one hand,
by given regime of changes in temperature, and on the
other hand, by molecular structure, thermal pre-history
of the sample and the relaxation nature of the occuring
processes [22].
Thermoplastic deformation method (TPD method)
is a special case of TMA, which involves a greater
variety in the choice of modes to apply the load to the
samples (impulse or constant load), temperature regi-
men (constant temperature or a strictly controlled rate
of cooling and heating), temporal factor (duration of
the external force application at a certain temperature)
[22].
The aim of this investigation was to study using
TPD method the phase transformations in the cryopro-
tective solution of DMSO (10%) and the components
of cryoprotective media (distilled water, physiological
saline, and culture media) being most frequently used
in cryopreservation of biologicals.
Materials and methods
The objects under study were distilled water, physio-
logical saline (0,9% NaCl), 10% solution of DMSO
(Lubnyfarm, Ukraine) prepared on the base of distilled
water or physiological saline, and the culture media,
being most frequently used in applied cryobiology:
medium 199 (Sigma, USA), Hank’s solution (Chuma-
kov Institute for Polymyelitis and Viral Encephalitis
of Russian Academy of Medical Scienes), DMEM
(PAA, Austria).
For the study of phase transformations in the above
mentioned solution we used TPD method [4, 11, 16].
The device for its implementation was developed at
the Institute for Problems of Cryobiology and Cryome-
dicine of the National Academy of Sciences of Ukraine
[25, 26]. In 1993, the complex underwent the internal
certification, and in 2008 it was certified by Institute
of Metrology (Attestation Certificate Nr. 435 of
28.01.2008). According to these documents, the abso-
lute error of temperature measurement by the TPD
method does not exceed 2.2°C.
412 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
разработана в Институте проблем криобиологии
и криомедицины НАН Украины [25, 26]. В 1993
году комплекс прошел внутреннюю аттестацию, а
в 2008 году – государственную метрологическую
аттестацию в ННЦ «Институт метрологии» (ат-
тестационное свидетельство № 435 от 28.01.2008 г.).
Согласно этим документам абсолютная погреш-
ность измерения температур методом ТПД не пре-
вышает 2,2°С.
По экспериментальным термопластическим
кривым (в дальнейшем – ТПД-кривые) определяли
характерные точки или температурные интервалы,
соответствующие тем или иным фазовым превра-
щениям в изучаемых образцах.
Образец объемом 0,5×10–6 м3 помещали в де-
формирующее устройство, охлаждали с заданной
постоянной скоростью до конечной температуры
–160…–180°С и выдерживали его при этой темпе-
ратуре в течение 10 мин. Затем к нему приклады-
вали постоянное внешнее деформирующее напря-
жение σ, величина которого не превышала предела
текучести исследуемого образца. Внешнее дефор-
мирующее напряжение σ – способ усиления сигна-
лов, соответствующих внутренним преобразова-
ниям в образце при изменении температуры с
заранее заданной скоростью, позволяет более точ-
но определить граничные значения этих темпера-
турных интервалов. Далее образец нагревали с по-
стоянной скоростью 1 град/мин и в режиме чистого
сдвига регистрировали ТПД-кривую в координатах
«деформация-температура». Температурные ин-
тервалы фазово-структурных превращений опре-
деляли по отклонению экспериментальной кривой
от касательных, проведенных к участкам ТПД-
кривой с постоянной скоростью течения.
Для изучения упругопластических свойств об-
разцов использовали методику последовательных
нагрузок через заданные промежутки времени [11,
17], которая позволяет определять различные
механические характеристики объектов, изна-
чально находящихся в жидком состоянии (в том
числе пределы текучести σтек и упругости σупр). Со-
гласно этой методике образцы охлаждали со
скоростью 4 град/мин до заданной температуры,
стабилизировали при конечной температуре в тече-
ние 10 мин, а затем осуществляли пластическую
деформацию образцов путем последовательного
приложения нагрузок. Промежутки времени между
последовательными приложениями нагрузок во
всех случаях были одинаковы и составляли 4 мин.
Регистрацию деформационных кривых проводили
при постоянной температуре. По полученным экс-
периментальным деформационным кривым строи-
ли кривые деформация-напряжение и определяли
механические характеристики исследуемых
объектов.
The experimental thermoplastic curves (hereinafter,
TPD curves) were used to determine the characteristic
points or temperature ranges, corresponding to various
phase transitions in the studied samples.
Sample of 0,5×10–6 m3 was placed in deforming
chamber, cooled with a given constant rate to a final
temperature of –160...–180°C and left for 10 minutes
at this temperature. Then it was applied to the constant
external deformation tension σ, the value of which did
not exceed the fluidity limit of the sample. External
deformation tension σ is used to enhance the signals
corresponding to the internal transformations in the
sample during temperature changes with a predeter-
mined rate, and allows to define more precisely the li-
mits of the temperature ranges. The sample was heated
thereafter with at a constant rate of 1 degree/min and
TPD curve was recorded in the mode of pure shear
in coordinates ‘deformation vs. temperature’. Tempe-
rature ranges of the phase and structure transfor-
mations were determined by the deviation of the expe-
rimental curve from tangents drawn to areas of TPD
curve with constant flow rate.
To study the elasto-plastic properties of the samples
we used the method of consecutive loads in a specified
time periods [11, 17], which allowed to determine
different mechanical properties of objects, being initially
in the liquid state (including the fluidity limits σfl and
elasticity limits σelast). According to this method, the
samples were cooled with a rate of 4 deg/min down to
a predetermined temperature, then stabilized at the final
temperature for 10 min, and thereafter the plastic
deformation of the samples was carried out by the
consecutive loads application. Time intervals between
consecutive loads applications were equal in all cases,
and made 4 minutes. Deformation curves were recor-
ded at a constant temperature. According to the obtai-
ned experimental deformation curves the deformation-
strain curves were plotted and mechanical properties
of the objects were determined.
Results and discussion
Fig. 1 shows the experimental TPD curves obtained
for distilled water by applying a series of consecutive
values of the deformation tension σ , kg/m2: 0.13×105;
0.4×105; 0.67×105; 1.33×105, 2.6×105; 4.0×105 and
6.6×105. The cooling rate of the samples, Vcool, was 4
deg/min and heating rate, Vheat, made 1 deg/min.
In the case of extremely small value of deformation
tension (σ <0.13×105 kg/m2) the ice starts to melt at
the temperatures close to 0°C, corresponding to the
equilibrium melting temperature of ice (Fig. 1, curve 1).
At relatively low values of the deformation tension
(0.13×105 kg/m2 < σ <1.33×105 kg/m2) the temperature
of structure changes corresponding to the start of the
ice melting is almost independent of σ (Fig. 1, curves
2–4). The higher the σ value the more clearly the
413 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
Результаты и обсуждение
На рис. 1 представлены экспериментальные
ТПД-кривые, полученные для дистиллированной
воды при приложении ряда последовательных
значений деформирующего напряжения σ , кг/м2:
0,13×105; 0,4×105; 0,67×105; 1,33×105; 2,6×105;
4,0×105 и 6,6×105. Скорость охлаждения образцов
Vохл составляла 4 град/мин, а скорость нагрева
Vнаг – 1 град/мин.
В случае предельно малого значения деформи-
рующего напряжения (σ < 0,13×105кг/м2) плавление
льда начинается при температурах, близких к 0°С,
что соответствует равновесной температуре плав-
ления льда (рис. 1, кривая 1). При относительно
небольших значениях деформирующего напря-
жения (0,13×105 кг/м2 < σ < 1,33×105 кг/м2) темпера-
тура структурных преобразований, соответствую-
щих началу процесса плавления льда, практически
не зависит от σ (рис. 1, кривые 2–4). Чем больше
значение σ, тем более четко на ТПД-кривых про-
слеживается описываемая зависимость от величи-
ны приложенного деформирующего напряжения σ
(рис. 1, кривые 5–7). Однако следует учитывать,
что такая закономерность свойственна только для
величины деформирующего напряжения, не превы-
шающей предела упругости льда при данной тем-
пературе.
Экспериментальные данные, представленные
на рис. 1, в дальнейшем будут использованы при
обсуждении ТПД-кривых для других растворов.
Так как живые организмы в основном состоят
из воды, то представления о механических харак-
теристиках льда дают возможность понять физи-
ко-механические свойства биообъектов при раз-
личных температурах, а также процессы, происхо-
дящие в них при замораживании.
Известно, что лед обладает как пластическими,
так и упругими свойствами, т. е. лед способен, с
одной стороны, течь, когда к нему приложена опре-
деленная внешняя нагрузка, а с другой – противо-
действовать внешней силе, стремясь сохранить
свою форму [7, 14, 31]. Наличие у льда жесткости
и упругих свойств обусловлено водородными свя-
зями, формирующими его кристаллическую струк-
туру. Например, при –10°С модуль Юнга для льда,
зависящий от упругих свойств, равен примерно
9×109 Па [14], что почти совпадает по величине
со значениями модуля Юнга для металлов. Однако
если приложенная сила превышает по величине не-
которое предельное значение (предел текучести),
то начинается пластическая деформация образца.
Криозащитные среды представляют собой
сложную гетерогенную систему. При температу-
рах, близких к температуре жидкого азота, они со-
стоят из двух твердых фаз: кристаллов льда и за-
described dependence on the applied deformation
tension σ is visible on the TPD curves (Fig. 1, curves
5–7). Of note is, however, that such a regularity is
only true for the values of the deformation tension
which do not exceed the elastic limit of the ice at the
given temperature.
The experimental data presented in Fig. 1, will be
used later in the discussion of the TPD curves for other
solutions.
Since living organisms are composed mainly of wa-
ter, the understanding of the mechanical properties of
ice allows to reveal the physical and mechanical pro-
perties of biologicals at different temperatures, as well
as the processes occuring inside them during freezing.
The ice is known to have both plastic and elastic
properties, i. e., on the one hand, the ice can flow, if it
is under certain external load, and on the other hand,
it can counteract the external force in order to maintain
its shape [7, 14 , 31]. The ice possess rigidity and elastic
properties due to the hydrogen bonds forming its crystal
structure. For example, at –10°C the Young’s modulus
of ice, depending on the elastic properties, makes ap-
proximately 9×109 Pa [14], which is almost equal to
the values of Young’s modulus of metals. However, if
the applied force exceeds the certain limit (fluidity limit),
the plastic deformation of the sample begins.
Cryoprotective media are a complex heterogeneous
systems. At the temperatures close to the temperature
0
100
200
300
400
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
1
2
3
4
5
6
7
Температура, °С Temperature, °C
Д
еф
ор
м
ац
ия
,
м
км
D
ef
or
m
at
io
n,
µ
m
Рис. 1. ТПД-кривые дистиллированной воды при скорос-
ти охлаждения 4 град/мин, скорости нагрева 1 град/мин
и различном внешнем напряжении σ (кг/м2): 1 – 0,13×105;
2 – 0,4×105; 3 – 0,67×105; 4 – 1,33×105; 5 – 2,6×105; 6 – 4×105;
7 – 6,6×105 (σ < σупр).
Fig. 1. TPD-curves of distilled water at cooling rate of 4 deg/
min, heating rate of 1 deg/min and various external deforma-
tion tension σ (kg/m2): 1 – 0.13×105; 2 – 0.4×105; 3 – 0.67×105;
4 – 1.33×105; 5 – 2.6×105; 6 – 4×105; 7 – 6.6×105 (σ < σelast).
414 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
стекловавшейся аморфной фазы. Эти структурные
составляющие обладают различными механи-
ческими свойствами, которые зависят от соотно-
шения кристаллической и аморфной фаз. При ма-
лых концентрациях криопротекторного вещества
в растворе основной вклад в его упругоплас-
тические свойства вносят кристаллы льда. С рос-
том концентрации криопротектора увеличивается
вклад стеклообразной фазы.
Поскольку принципы определения параметров,
характеризующих упругопластические свойства
как для кристаллических, так и аморфных тел, оди-
наковы, то они применимы и для изучения меха-
нических характеристик солевых и криопротек-
торных растворов [1, 2]. Эти характеристики отра-
жают суммарные свойства замороженных образ-
цов, которые имеют и кристаллическую, и аморф-
ную фазы.
С помощью методики определения механи-
ческих свойств образцов путем последовательных
нагрузок [11, 17] получена графическая зависи-
мость пределов текучести от температуры для
льда (рис. 2, кривая 1) и замороженных растворов:
физиологического (кривая 2), среды 199 (кривая
3) и 10%-го водного раствора ДМСО (кривая 4).
По абсолютной величине предел упругости
льда всегда меньше предела его текучести при
одной и той же температуре (на рис. 2 пунктирной
линией показан предел упругости льда, полученный
по методике последовательных нагрузок).
Таким образом, если в эксперименте исполь-
зуется деформирующее напряжение σ < σупр, об-
разец находится в области упругих деформаций,
что исключает возможность пластического тече-
ния льда. В этом случае изменение величины де-
формации на ТПД-кривых может быть вызвано
только процессами, связанными с фазовыми прев-
ращениями, происходящими в межкристалличес-
ких прослойках льда. Это является основным кри-
терием для выбора деформирующих напряжений
при определении температурных интервалов
возможных фазовых переходов и структурных
превращений, в которых необходимо варьировать
скорости охлаждения-нагрева для получения эф-
фективного режима криоконсервирования клеточ-
ных суспензий. Предел упругости льда определяет
максимальное значение деформирующего напря-
жения, при превышении которого имеется вероят-
ность неадекватной трактовки перегибов на ТПД-
кривой.
Еще одним критерием выбора величины дефор-
мирующего напряжения при получении экспери-
ментальных ТПД-кривых является конкретный вид
исследуемого фазового превращения, поскольку
каждому структурному преобразованию в криоза-
щитном растворе сложного состава соответствует
of liquid nitrogen, they consist of two solid phases: ice
crystals and glassy amorphous phase. These structural
elements have different mechanical properties that
depend on the ratio of the crystal and amorphous pha-
ses. At low concentrations of cryoprotective agents in
the solution the main contribution to its elastoplastic
properties is made by ice crystals. Along with the rise
of cryoprotectant’s concentration the contribution of
glassy phase increases.
Since the principles of determining the parameters
that characterize the elastoplastic properties of both
crystal and amorphous materials are the same, they
are applicable to the study of the mechanical properties
of both salines and cryoprotective solutions [1, 2].
These characteristics reflect the combined properties
of frozen samples that contain both crystalline and
amorphous phases.
Using the method for determining the mechanical
properties of the samples by consecutive loads appli-
cation [11, 17], we obtained the graphical dependence
of fluidity limits vs. temperature for ice (Fig. 2, curve 1)
and the frozen solutions: physiological saline (curve 2),
medium 199 (curve 3) and 10% aqueous solution of
DMSO (curve 4).
The absolute value of the elastic limit of the ice is
always less than the limit of its fluidity at the same
temperature (in Fig. 2 the dashed line shows the elastic
limit of the ice obtained by the method of consecutive
loads).
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
1
2
3
4
Температура, °С Temperature, °C
П
ре
де
л
те
ку
че
ст
и
×1
0–5
, к
г/м
2
Fl
ui
di
ty
li
m
it
×1
0–5
, k
g/
m
2
Рис. 2. Зависимости пределов текучести от температуры:
1 – для льда; замороженных растворов: 2 – физиологичес-
кого раствора; 3 – среды 199; 4 – 10%-го водного раствора
ДМСО. Скорость охлаждения образцов 4 град/мин.
Пунктирная линия соответствует пределу упругости льда.
Fig. 2. Dependence of fluidity limit vs. temperature: 1 – for
ice; frozen solutions: 2 – physiological saline, 3 – medium
199, 4 – 10% aqueous solution of DMSO. Samples cooling
rate was 4 deg/min. Dashed line corresponds to the elastic
limit of ice.
415 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
вполне определенный температурный интервал на
ТПД-кривой.
Для изучения фазовых превращений и структур-
ных преобразований, которые происходят на этапе
нагрева образца в межкристаллических прослой-
ках при температурах ниже –40…–50°С (расстек-
лование межкристаллических прослоек, плавление
смеси эвтектической концентрации раствора крио-
протектора и рекристаллизация перед плавлением
смеси эвтектической концентрации раствора крио-
протектора [30]), деформирующее напряжение со-
гласно рис. 1 должно быть не более 6,6×105 кг/м2.
Конкретное значение деформирующего напряже-
ния σ для криопротекторного раствора зависит от
вида криопротектора, его концентрации и опреде-
ляется по зависимости предела текучести от тем-
пературы для этого раствора, полученной анало-
гично кривой 4 на рис. 2.
Для исследования фазовых превращений, кото-
рые происходят в процессе нагрева образца в
температурной области выше температуры эвтек-
тики криопротектора (эвтектическое плавление
физиологического раствора или культуральной сре-
ды, плавление основной массы льда, рекристал-
лизация, предшествующая этим двум видам плав-
ления [30]), деформирующее напряжение должно
быть 2,6×105 кг/м2 и ниже, вплоть до 0,13×105 кг/м2.
Таким образом, изменяя величину деформи-
рующего напряжения σ, по ТПД-кривым можно
исследовать кинетику фазовых превращений, про-
исходящих в процессе замораживания-оттаивания,
и определять соответствующие им температурные
интервалы для каждой составляющей многокомпо-
нентной криозащитной среды.
Если криозащитная среда представляет собой
водный раствор криопротектора, то при охлажде-
нии (нагреве) имеют место такие процессы, как
стеклование (расстеклование) межкристалличес-
ких прослоек, кристаллизация (плавление) смеси
эвтектической концентрации раствора криопротек-
тора и рекристаллизация, предшествующая плав-
лению. Если в качестве основы для криопротектор-
ного раствора используется физиологический раст-
вор или культуральная среда, то к вышеуказанным
процессам следует добавить фазовые преобразо-
вания, связанные с наличием солевых компонен-
тов. На этапе охлаждения это эвтектическая крис-
таллизация, а на этапе нагрева – эвтектическое
плавление и рекристаллизация перед ним. Для всех
растворов необходимо учитывать кристаллизацию
основной массы воды при охлаждении и плавление
основной массы льда с предшествующей рекрис-
таллизацией при нагреве.
Для примера на рис. 3 представлены ТПД-кри-
вые растворов криопротектора ДМСО 10%-й кон-
Thus, if the experiment utilizes the deformation
tension σ < σelast, the sample is in the region of elastic
deformation, which excludes the possibility of plastic
flow of the ice. In this case, the changes in the de-
formation values on the TPD curves can be caused
solely by processes associated with phase transitions
occurring in ice intercrystal layers. This is the main
criterion for the selection of the deformation tension
for determining the temperature ranges of possible
phase transitions and structure transformations, where
the cooling-heating rates should be varied to get an ef-
fective regimen for cryopreservation of cell suspen-
sions. The elastic limit of the ice determines the maxi-
mum value of deformation tension, with exceeding of
which there is a possibility of inadequate interpretation
of kinks on the TPD curve.
Another criterion for selecting the deformation
tension values to obtain experimental TPD curves is a
certain pattern of studied phase transformation, as each
structural transformation in the complex cryoprotective
solution corresponds to a specific temperature range
on TPD curve.
Investigation of phase transformations and structure
changes occuring during rewarming of the sample in
the intercrystal layers at the temperatures below –40...
–50°C (devitrification of intercrystal layers, melting of
the eutectic concentation mixture of cryoprotectant so-
lution and recrystallization prior to melting of the eutec-
tic concentration mixture of cryoprotectant solution
[30]) should be conducted with deformation tension va-
lues not be higher than 6.6×105 kg/m2 according to Fig. 1.
The specific value of the deformation tension σ for
cryoprotective solution depends on the type of cryopro-
tectant, its concentration and is determined from the
dependence of the fluidity limit vs. the temperature for
this solution, obtained in similar way as curve 4 in Fig. 2.
For the study of phase transformations occuring
during rewarming of the sample at the temperatures
above the eutectic temperature of the cryoprotectant
(eutectic melting of physiological saline or culture me-
dium, melting of the bulk ice, recrystallization prior to
these two types of melting [30]), deformation tension
should be 2.6×105 kg/m2 and less, down to 0.13×105 kg/m2.
Thus, by changing the value of the deformation ten-
sion σ, one could use the TPD curves for studying the
kinetics of phase transformations occurring in the pro-
cess of freeze-thawing, and to determine the corres-
ponding temperature ranges for each component of a
multicomponent cryoprotective media.
If cryoprotective media is an aqueous solution of
cryoprotectant, the cooling (heating) is accompanied
with the processes such as vitrification (devitrification)
of intercrystal layers, crystallization (melting) of eutec-
tic mixture of cryoprotectant solution and recrystalliza-
tion prior to melting. If the basis for the cryoprotective
416 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
центрации на дистиллированной воде (кривая 1) и
на физиологическом растворе (кривая 2), получен-
ные при одних и тех же условиях эксперимента:
Vохл = 4 град/мин; Vнаг = 1 град/мин; σ = 0,13×105 кг/м2.
При такой величине деформирующего напряже-
ния σ на обеих ТПД-кривых перегибы, отвечающие
расстеклованию межкристаллических прослоек и
плавлению смеси эвтектической концентрации
раствора криопротектора, не видны в интервалах
температур, соответствующих этим процессам.
Резкое увеличение скорости деформации образ-
ца на кривой 1 (рис. 3) при –45°С связано с запоз-
давшим плавлением смеси эвтектической концент-
рации раствора криопротектора. Причем это имен-
но сместившееся плавление смеси эвтектической
концентрации раствора криопротектора в межкрис-
таллической прослойке, так как согласно рис. 2
(кривая 4) предел текучести этого раствора при
данной температуре имеет значительно большее
значение.
На кривой 2 (рис. 3) отчетливо прослеживается
процесс эвтектического плавления физиологичес-
кого раствора в температурном диапазоне от –37
до –21°С, что согласуется со справочными данны-
ми для температуры эвтектики водного раствора
NaCl соответствующей концентрации [3]. Солевой
раствор эвтектической концентрации в области
заэвтектических температур (ниже –21°С), нахо-
дясь в твердофазном состоянии, в межкристалли-
ческих прослойках играет роль «армирующей сет-
ки» и этим полностью нивелирует эвтектическое
плавление раствора криопротектора.
Наличие температурного интервала, обуслов-
ленного эвтектической кристаллизацией водного
раствора NaCl, отличает ТПД-кривую для криопро-
текторного раствора на основе физиологического
раствора или культуральной среды от ТПД-кривой
solution is a physiological saline or culture medium,
the stated above processes are supplemented with pha-
se transformation due to the presence of salt compo-
nents. At the stage of cooling this is eutectic crystalliza-
tion, and at the stage of heating this is eutectic melting
and recrystallization prior to this. For all the solutions
one should take into account the crystallization of bulk
water during cooling and the melting of bulk ice with
preceding recrystallization during rewarming.
Fig. 3 shows the examples of the TPD curves for
10% DMSO cryoprotectant solutions based on distilled
water (curve 1) and physiological saline (curve 2) ob-
tained at the same experimental conditions: Vcool =
4 deg/min; Vheat = 1 deg/min; σ = 0,13×105 kg/m2.
With this value of the deformation tension σ the
kinks in both TPD curves which reflect devitrification
of intercrystal layers and melting of eutectic mixture
of cryoprotectant solution are not present in the tempe-
rature ranges corresponding to these processes.
The sharp increase in the rate of deformation of
the sample on the curve 1 (Fig. 3) at –45°C is due to
the belated melting of eutectic mixture of cryoprotec-
tant solution. Moreover this is namely the shifted melting
of the eutectic mixture of the cryoprotectant solution
in intercrystal layers, since according to Fig. 2 (curve 4)
the fluidity limit of the solution at a given temperature
has the higher value.
On the curve 2 (Fig. 3) we can clearly see the pro-
cess of eutectic melting of the physiological saline in a
temperature range of –37...–21°C, which is consistent
with reference data for the eutectic temperature of
NaCl aqueous solution of corresponding concentration
[3]. The saline of eutectic concentration, being in the
solid state at the temperatures lower than eutectic
point (below –21°C) acts as a ‘reinforcement mesh’
in intercrystal layers and in this way completely masks
the eutectic melting of the cryoprotectant solution.
0
50
100
150
200
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
1
2
Температура, °С Temperature, °C
Д
еф
ор
м
ац
ия
,
м
км
D
ef
or
m
at
io
n,
µ
m Рис. 3. ТПД-кривые раствора ДМСО 10% концентрации
на основе: 1 – дистиллированной воды; 2 – физиологичес-
кого раствора при одних и тех же условиях эксперимента:
Vохл = 4 град/мин; Vнаг = 1 град/мин; σ = 0,13×105 кг/м2.
Fig. 3. TPD curves of 10% DMSO solution based on: 1 –
distilled water; 2 – physiological saline in the same experi-
mental conditions: Vcool = 4 deg/min; Vheat = 1 deg/min; σ =
0.13×105 kg/m2.
417 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
для соответствующего водного раствора этого
криопротектора.
После плавления эвтектики физиологического
раствора в температурном интервале от –21 до
–15°С происходит рекристаллизация перед плавле-
нием основной массы льда и далее непосредствен-
но ее плавление (от –15 до –4,5°С).
Аналогичные экспериментальные кривые
(рис. 4), но при значениях σ = 4×105 кг/м2, позволя-
ют наблюдать процесс плавления смеси эвтекти-
ческой концентрации раствора ДМСО (кривые 1 и
2) в интервале температур от –87 до –67°С, что
соответствует известной в литературе эвтектичес-
кой температуре для водного раствора ДМСО [18].
Перегибы на ТПД-кривой при температурах ниже
–67°С связаны с процессами расстеклования меж-
кристаллических прослоек и рекристаллизации пе-
ред плавлением смеси эвтектической концентрации
раствора криопротектора. Процессы, связанные с
фазовыми превращениями выше –67°С, на этих
экспериментальных кривых не видны из-за слиш-
ком большого значения деформирующего напря-
жения σ.
При значении деформирующего напряжения σ =
0,67×105 кг/м2 на одной ТПД-кривой можно увидеть
плавление обеих эвтектик: и смеси эвтектической
концентрации раствора криопротектора, и физиоло-
гического раствора. На рис. 5 в температурной об-
ласти А на обеих кривых виден перегиб, связанный
с плавлением смеси эвтектической концентрации
раствора ДМСО, а на кривой 2 в температурной
области В – еще и с эвтектическим плавлением
водного раствора NaCl.
Как правило, фазовому переходу, соответствую-
щему плавлению образца, предшествует процесс
рекристаллизационной перестройки его структуры
[32]. Известно, что интенсивность рекристаллиза-
ции перед плавлением зависит от скорости охлаж-
дения образца. Для подтверждения правомерности
трактовки результатов по определению темпе-
ратурного интервала рекристаллизации на ТПД-
кривых был проведен соответствующий экспери-
мент. На рис. 6 представлены ТПД-кривые физио-
логического раствора, полученные с разными ско-
ростями охлаждения: кривая 1 – Vохл = 4 град/мин,
кривая 2 – Vохл = 25 град/мин. В то же время зна-
чения деформирующего напряжения и скорости
нагрева для обеих кривых были одинаковыми: σ =
0,4×105 кг/м2 и Vнаг = 1 град/мин.
Представленные экспериментальные ТПД-кри-
вые позволяют определить температурный интер-
вал протекания процесса рекристаллизации. Интен-
сивность рекристаллизации, следовательно, и
степень выраженности её на ТПД-кривой, зависит
от скорости охлаждения, т. е. от степени неравно-
весности структуры образца, получаемой в про-
The presence of the temperature range reflecting
the eutectic crystallization of NaCl aqueous solution,
distinguishes the TPD curve for cryoprotective solution
based on physiological saline or culture medium from
the TPD curve for the corresponding aqueous solution
of this cryoprotectant.
After the eutectic melting of physiological saline in
the temperature range of –21...–15°C the recrystal-
lization before melting of the bulk ice and finally its
melting (–15 to –4.5°C) occur.
Similar experimental curves (Fig. 4), but for values
of σ = 4×105 kg/m2 allow the observation of the melting
of the eutectic mixture of DMSO solution (curves 1
and 2) in the temperature range of –87...–67°C, which
corresponds to the reported eutectic temperature for
DMSO aqueous solution [18]. The kinks on the TPD
curve at temperatures below –67°C are related to the
processes of intercrystal layers devitrification and re-
crystallization prior to melting of the eutectic mixture
of the cryoprotectant solution. The processes associa-
ted with phase transitions above –67°C are not visible
on these experimental curves due to the high deforma-
tion tension σ.
If the value of the deformation flow tension σ =
0,67×105 kg/m2 one TPD curve can contain the infor-
mation about melting of both eutectics: eutectic mix-
tures of cryoprotectant solution and physiological saline.
In Fig. 5 the temperature range A of both curves has
the kink associated with the melting of the eutectic
mixture of the DMSO solution, and the temperature
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-160 -140 -120 -100 -80 -60 -40
12
Температура, °С Temperature, °C
Д
еф
ор
м
ац
ия
,
м
км
D
ef
or
m
at
io
n,
µ
m
Рис. 4. ТПД-кривые раствора ДМСО 10% концентрации
на основе: 1 – дистиллированной воды; 2 – физиологи-
ческого раствора при одних и тех же условиях экспери-
мента: Vохл = 4 град/мин; Vнаг = 1 град/мин; σ = 4×105 кг/м2.
Fig. 4. TPD curves of 10% DMSO solution based on: 1 –
distilled water; 2 – physiological saline in the same experi-
mental conditions: Vcool = 4 deg/min; Vheat = 1 deg/min; σ =
4×105 kg/m2.
418 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
range B in the curve 2 has also the kink associated
with the eutectic melting of NaCl aqueous solution.
As a rule, the phase transition corresponding to the
melting of the sample is preceded by recrystallization
restructuring of its structure [32]. It is known that the
recrystallization intensity before melting depends on
the cooling rate of the sample. To confirm if the inter-
pretation of the results of determining the temperature
range of recrystallization from the TPD curves is
eligible another experiment was conducted. Fig. 6
shows the TPD curves of physiological saline, obtained
with different cooling rates: curve 1 with Vcool =
4 deg/min, curve 2 with Vcool = 25 deg/min. At the
same time the values of the deformation tension and
the rewarming rate for both curves are the same: σ =
0,4×105 kg/m2 and Vheat = 1 deg/min.
Presented experimental TPD curves allow to deter-
mine the temperature range of the crystallization pro-
cess. The intensity of recrystallization, and accordingly,
the degree of its expression on the TPD curve depend
on the cooling rate, i. e., on the degree of nonequilibrium
of sample structure, formed in the process of freez-
ing. Curves 1 and 2 have different deformation incre-
ments (∆ε1 and ∆ε2) after eutectic melting, which cor-
respond to a plastic flow of the sample under the in-
fluence of the deformation tension during rewarming
with a constant rate. The more non-equilibrium the
structure the smaller is the value ∆ε due to sample
hardening that results from the started growth of larger
crystals at the expense of smaller ones, but the tempe-
цессе его замораживания. На кривых 1 и 2 видны
различные величины приращения деформации (∆ε1
и ∆ε2) после эвтектического плавления, соответ-
ствующие пластическому течению образца под
действием деформирующего напряжения в режи-
ме нагрева с постоянной скоростью. Чем более
неравновесна структура, тем меньше величина ∆ε
из-за упрочнения образца вследствие начала роста
более крупных кристаллов за счет мелких, однако
температурный интервал протекания процесса
остается неизменным. Для физиологического раст-
вора температурный интервал рекристаллизации
перед плавлением основной массы льда находится
в интервале от –21 и до –15°С.
Рекристаллизацию перед эвтектическим плав-
лением солевого раствора мы не рассматриваем,
так как в связи с малой концентрацией NaCl в раст-
воре величина этого процесса, по всей видимости,
настолько мала, что не может вносить сущест-
венного вклада в криоповреждения при заморажи-
вании биообъектов. Однако при правильно подо-
бранном значении деформирующего напряжения
ТПД-кривые дают возможность регистрировать
и этот вид рекристаллизации.
В практике криобиологии для криопротекторных
растворов в качестве основы часто используют
не только воду и физиологический раствор, но и
различные культуральные среды. Данные по эвтек-
тическим температурам таких сред в справочной
литературе отсутствуют. Поэтому мы посчитали
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10
A
B
1
2
Температура, °С Temperature, °C
Д
еф
ор
м
ац
ия
,
м
км
D
ef
or
m
at
io
n,
µ
m
Рис. 5. ТПД-кривые раствора ДМСО 10% концентрации
на основе: 1 – дистиллированной воды; 2 – физиологичес-
кого раствора при одних и тех же условиях эксперимента:
Vохл = 4 град/мин; Vнаг = 1 град/мин; σ = 0,67×105 кг/м2.
Fig. 5. TPD curves of 10% DMSO solution based on: 1 –
distilled water; 2 – physiological saline in the same experi-
mental conditions: Vcool = 4 deg/min; Vheat = 1 deg/min; σ =
0.67×105 kg/m2.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
1
2∆ε1
∆ε2
Температура, °С Temperature, °C
Д
еф
ор
м
ац
ия
,
м
км
D
ef
or
m
at
io
n,
µ
m
Рис. 6. ТПД-кривые физиологического раствора при раз-
ных скоростях охлаждения: 1 – 4 град/мин, 2 – 25 град/мин
и одних и тех же значениях деформирующего напряже-
ния σ = 0,4×105 кг/м2 и Vнаг = 1 град/мин.
Fig. 6. TPD curves of physiological saline after using vari-
ous cooling rates: 1 – 4 deg/min, 2 – 25 deg/min and the same
deformation tension σ = 0.4×105 kg/m2 and Vheat = 1 deg/min.
0
50
100
150
200
250
300
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
12
3
4
5
419 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
необходимым, использовав метод ТПД, опреде-
лить температурный интервал эвтектической крис-
таллизации (плавления) для наиболее часто ис-
пользуемых культуральных сред: среда 199, раст-
вор Хенкса, среда ДМЕМ. Во-первых, для того,
чтобы показать наличие эвтектического перехода
как такового для таких сложных по составу раст-
воров, во-вторых, определить температурные ин-
тервалы эвтектической кристаллизации (плавле-
ния) для практического использования при разра-
ботке протоколов криоконсервирования.
Экспериментальные ТПД-кривые для вышепе-
речисленных культуральных сред показаны на
рис. 7. Условия проведения эксперимента: Vохл =
4 град/мин (рис. 7, A), Vохл = 25 град/мин (рис. 7,
B), Vна г= 1 град/мин, σ = 0,4×105 кг/м2. Для данных
культуральных сред, как и для физиологического
раствора (см. рис. 6), более высокая скорость ох-
лаждения (рис. 7, б) повышает интенсивность ре-
кристаллизации перед плавлением основной массы
льда и, как следствие, выраженность этого процес-
са на экспериментальных ТПД-кривых. Это позво-
ляет более точно определить температурный ин-
тервал рекристаллизации.
В рассматриваемых культуральных средах
основное вещество, водному раствору которого
свойственна эвтектическая кристаллизация в про-
цессе охлаждения, является NaCl. Поэтому темпе-
ратурный интервал, соответствующий процессу
эвтектической кристаллизации (плавления) культу-
ральных сред, практически не будет отличаться
от такового интервала для физиологического раст-
rature range of the process remains the same. For the
physiological saline the temperature range of recrys-
tallization prior to melting of bulk ice is between –21
and –15°C.
Recrystallization prior to eutectic melting of saline
is not under consideration since due to the low con-
centration of NaCl in the solution the value of the pro-
cess is apparently so small that it can not make any
significant contribution to cryodamages during freezing
of biologicals. However, the properly selected defor-
mation tension values allow to see this kind of recrystal-
lization on TPD curves too.
In cryobiological practice, the cryoprotective solu-
tions are usually based not only on water and physiolo-
gical saline, but also on the different culture media.
There are no reported data on the eutectic temperatu-
res of such media. Therefore, we considered as useful
to apply the TPD method for determining the tempera-
ture range of the eutectic crystallization (melting) of
the most commonly used culture media: medium 199,
Hanks’ solution, DMEM. Firstly, it is nessessary to
see if there is a eutectic transition at large for such a
complex solutions, and secondly, to determine the tem-
perature ranges of eutectic crystallization (melting) for
practical application when develop the cryopreservation
protocols.
Experimental TPD curves for the mentioned culture
media are shown in Fig. 7. Experimental conditions
were as follows: Vcool = 4 deg/min (Fig. 7A), Vcool =
25 deg/min (Fig. 7B), Vheat = 1 deg/min, σ = 0.4×105 kg/m2.
For the given culture media, as well as for physiological
saline (see Fig. 6), the higher cooling rate (Fig. 7B)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
1
2
3
4
5
Температура, °С Temperature, °C
Д
еф
ор
м
ац
ия
,
м
км
D
ef
or
m
at
io
n,
µ
m
Рис. 7. ТПД-кривые дистиллированной воды (1), физиологического раствора (2), среды 199 (3), раствора Хенкса (4),
среды ДМЕМ (5) (Vнаг = 1 град/мин, σ = 0,4×105кг/м2) при скоростях охлаждения 4 град/мин (A); 25 град/мин (B).
Fig. 7. TPD curves of distilled water (1), physiological saline (2); medium 199 (3); Hanks’ solution (4); DMEM (5) (Vheat =
1 deg/min, σ = 0.4×105 kg/m2) at cooling rates of 4 deg/min (A); 25 deg/min (B).
Температура, °С Temperature, °C
Д
еф
ор
м
ац
ия
,
м
км
D
ef
or
m
at
io
n,
µ
m
A B
420 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
вора. При этом для одной и той же скорости охлаж-
дения степень выраженности на ТПД-кривой про-
цесса рекристаллизации перед плавлением основ-
ной массы льда зависит от состава культуральной
среды (рис. 7, A и B). Полученные эксперименталь-
ные данные имеют и сугубо практическое значение.
При определении температурных интервалов фа-
зовых переходов в растворах криопротекторов на
различных культуральных средах можно использо-
вать данные для физиологического раствора, а
именно диапазон температур от –37 до –21°С.
Выводы
Фазовые превращения в многокомпонентных
криозащитных средах и их составляющих, со-
провождающие процедуру замораживания-оттаи-
вания, оказывают непосредственное влияние на
сохранность криоконсервируемых биологических
объектов. В работе методом ТПД исследованы
фазовые превращения, протекающие при замора-
живании-оттаивании в дистиллированной воде,
физиологическом растворе и некоторых культу-
ральных средах (среда 199, раствор Хенкса, среда
ДМЕМ), которые являются неотъемлемой частью
многокомпонентных криозащитных растворов. На
примере криопротекторного раствора ДМСО
(10%) показана возможность изучить методом
ТПД фазовые превращения, связанные с присутст-
вием в криозащитном растворе как криопротектор-
ного вещества, так и других компонентов раствора.
Определены температурные интервалы эвтекти-
ческой кристаллизации (плавления), кристалли-
зации (плавления) основной массы льда в образце
и рекристаллизации на этапе нагрева перед соот-
ветствующими видами плавления для каждого
составляющего многокомпонентной криозащитной
среды. Дальнейшие исследования будут направ-
лены на использование полученных результатов
для оптимизации протоколов охлаждения-нагрева
криоконсервируемых биообъектов.
increases the recrystallization intensity before melting
of bulk ice and, consequently, the expression of this
process on the experimental TPD curves. This allows
to determine the temperature range of recrystallization
more precisely.
In these culture media, the main substance, which
aqueous solution is characterized by eutectic crystalli-
zation during cooling, is NaCl. Therefore, the tempera-
ture range corresponding to the process of eutectic
crystallization (melting) of culture media, would have
almost no differences from the interval for physiological
saline. Moreover, for the same cooling rate the degree
of expression on the TPD curve of recrystallization
process prior to the melting of bulk ice depends on the
composition of the culture medium (Fig. 7A and B).
The obtained experimental data are also of practival
importance. When determine the temperature ranges
of phase transitions in cryoprotectant solutions based
on various culture media one could use the data for
physiological saline, namely the range of temperatures
of –37...–21°C.
Conclusions
Phase transformations in multicomponent cryopro-
tective media and their constituents during freeze-thaw-
ing, have a direct impact on the survival of the biological
objects being cryopreserved. This study dealed with
the phase transformations assessed by TPD method,
which occur during freeze-thawing in distilled water,
physiological saline, and several culture media (medium
199, Hanks’ solution, DMEM) as an integral part of
multicomponent cryoprotective solutions. On the
example of cryoprotective solution of DMSO (10%)
we demonstrated the possibility to investigate by TPD
method the phase transformations associated with the
presence of cryoprotectant in the solution, as well as
other components. The temperature ranges of eutectic
crystallization (melting), crystallization (melting) of bulk
ice in the sample and recrystallization during heating
prior to the corresponding types of melting of each
component of the multicomponent cryoprotective me-
dium were established. Further research will be direc-
ted to application of the results in the optimizing the
protocols of cooling-heating of biological objects being
cryopreserved.
Литература
1. Бартенев Г.М., Френкель С.Я. Физика полимеров. – Л.:
Химия, 1990. – 432 с.
2. Вигли Д.А. Механические свойства материалов при низких
температурах. – М.: Мир, 1974. – 373 с.
3. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некрач Е.Ф. Краткий
справочник по химии. – Киев: Наук. думка, 1987. – 833 с.
4. Гурина Т.М. Исследование фазового состояния заморо-
женных растворов криопротекторов, клеточных суспен-
зий и тканей методом термопластической деформации:
Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Харьков, 1993. – 18 с.
5. Егунов В.П. Введение в термический анализ: Монография. –
Самара, 1996. – 270 с.
6. Загибалова Т.Д., Манк В.В. Состояние воды в биологи-
ческих объектах при криоконсервировании по данным
ЯМР // Криобиология. – 1985. – №1. – С. 19–23.
References
1. Bartenev G.M., Frankel P.J. Polymer physics. – Leningrad:
Khimiya, 1990. – 432 p.
2. Wigley D.A. The mechanical properties of materials at low
temperatures. – Moscow: Mir, 1974. – 373 p.
3. Goronovsky I.T., Nazarenko Y.P. Nekrach E.F. Short reference
book in chemistry. – Kiev: Nauk. Dumka, 1987. – 833 p.
4. Gurina T.M. Investigation of the phase state of frozen solutions
of cryoprotectants, cell suspensions and tissues using thermo-
421 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
7. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды. –
М.: Изд-во МГУ, 1998. – 184 с.
8. Зинченко А.В. Исследование фазовых переходов и физи-
ческих состояний водных растворов многоатомных
спиртов в диапазоне температур –150°С–0°С: Автореф.
дис. … канд. физ.-мат. наук. – Киев, 1983. – 20 с.
9. Зинченко В.Д. Исследование межмолекулярных взаимо-
действий в водных растворах полиэтиленгликолей,
некоторых белков и аминокислот методом ЯМР: Авто-
реф. дис. … канд. физ.-техн. наук. – Харьков, 1978. – 16 с.
10.Зинченко В.Д., Манк В.В., Моисеев В.А., Овчаренко Ф.Д.
Исследование водных смесей полиэтиленгликолей мето-
дом ЯМР // Коллоидный журнал. – 1977. – Т. 39, №1. –
С. 30–35.
11.Кирилюк А.Л. Влияние криопротекторов и режимов замо-
раживания на механическое повреждение клеток в облас-
ти субэвтектических температур: Автореф. дис…канд.
биол. наук. – Харьков, 2008. – 21 с.
12.Кирилюк Г.Л. , Рєзников В.І., Гуріна Т.М. Теоретичне та
експериментальне дослідження процесу льодоутворення
в розчинах кріопротекторів методом тензодилатометрії //
Біофізичний вісник. – 2006. – Вип.17(1). – С. 95–102.
13.Лихтенштейн Г.И. Метод спиновых меток в молекуляр-
ной биологии. – М.: Наука, 1974. – 256 с.
14.Маэно Н. Наука о льде. – М.: Мир, 1988. – 229 с.
15.Моисеев В.А. Молекулярные механизмы криоповреж-
дения и криозащиты белков и биологических мембран:
Автореф. дис. … д-ра биол. наук. – Харьков, 1984. – 47 с.
16.Осецкий А.И. Кирилюк А.Л., Гурина Т.М. Изучение кинетики
расстеклования водных растворов криопротекторов ме-
тодом термопластической деформации // Проблемы крио-
биологии. – 2005. – Т.15, № 2. – С. 137–146.
17.Осецкий А.И., Кирилюк А.Л. Экспериментальное опреде-
ление пороговых концентраций криопротекторных ве-
ществ, обеспечивающих ингибирование механических
повреждений криоконсервируемых биообъектов // Проб-
лемы криобиологии. – 2005. – Т.15, № 3. – С. 245–247.
18.Пушкарь Н.С., Белоус А.М., Иткин Ю.А. Низкотемпе-
ратурная кристаллизация в биологических системах. –
Киев: Наук. думка, 1977. – 243 с.
19.Пушкарь Н.С., Осецкий А.И., Аненко В.И. Макаренко Б.И.
Тензодилатометрия охлаждаемых растворов криопротек-
торов и тканей // Док. АН УССР, Сер. Б. – 1990. – №3. –
С. 74–78.
20.Репин Н.В. Изучение вне– и внутриклеточной кристалли-
зации в эритроцитах человека при различных условиях
охлаждения // Криобиология. – 1986. – №3. – С. 31–36.
21.Розанов Л.Ф. Криомикроскопическое изучение процессов
замораживания и отогрева клеточных суспензий: Авто-
реф. дис. … канд. биол. наук. – Харьков, 1977. – 23 с.
22.Тейтельбаум Б.Я. Термомеханический анализ полиме-
ров. – М.: Наука,1979. – 236 с.
23.Уэндландт У. Термические методы анализа: Пер. с англ.
под ред. В. А. Степанова и В. А. Берштейна. – М.: Мир,
1978. – 526 с.
24.Шестак Я. Теория термического анализа: Физико–хими-
ческие свойства твёрдых неорганических веществ: Пер.
с англ. – М.: Мир, 1987. – 456 с.
25.Пат. України №17624А, МПК5 G01 № 33/448. Спосіб визна-
чення фізичного стану розчину кріопротектора в процесі
заморожування-відігріва / О.І. Осецький, Т.М. Гуріна;
Заявлено 01.10.1996; опубл. 06.05.1997; Бюл. № 5.
26.Пат. України №26502 МПК G 01 N 25/02. Спосіб дослідження
розчинів кріопротекторів при заморожуванні / О.І. Оcець-
кий, Г.Л. Кирилюк, Т.М.Гуріна; Заявлено 14.05.07; опубл.
25.09.07; Бюл. №15.
27.Пат. України №18660, МПК G 01 N 25/02. Спосіб досліджен-
ня розчинів охолоджуваних кріопротекторів / В.І. Рєзніков,
Г.Л. Кирилюк; Заявлено 22.05.06; опубл. 15.11.06; Бюл.
№11.
plastic deformation: Authors abstract of thesis ... Candidate.
biol. sciences. – Kharkov, 1993. – 18 p.
5. Egunov V.P. Introduction to thermal analysis: monograph. – Sa-
mara, 1996. – 270 p.
6. Zagibalova T.D., Mank V.V. State of water in biological objects
during cryopreservation studied by NMR // Kriobiologiya. –
1985. – N1. – P. 19–23.
7. Zatsepin G.N. Physical properties and structure of the water. –
Moscow: Moscow State University, 1998. – 184 p.
8. Zinchenko A.V. The study of phase transitions and physical
states of aqueous solutions of polyols in the temperature range
of –150°C–0°C: Authors abstract of thesis ... Candidate. phys.-
math. sciences. – Kyiv, 1983. – 20 p.
9. Zinchenko V.D. The study of molecule-molecule interactions in
aqueous solutions of polyethylene glycols, some proteins and
amino acids by NMR methos: Authors abstract of thesis ...
Candidate. phys.tech. sciences. – Kharkov, 1978. – 16 p.
10.Zinchenko V.D., Mank V.V., Moiseev V.A., Ovcharenko F.D.
Investigation of aqueous mixtures of polyethylene glycols by
NMR // Kolloidnyi Zhurnal. – 1977. – Vol. 39, N1. – P. 30–35.
11.Kirilyuk A.L. Influence of cryoprotectants and freezing
regimens on mechanical damage of cells within subeutectic
interval of temperatures: Authors abstract of thesis ...
Candidate. biol. sciences. – Kharkov, 2008. – 21 p.
12.Kirilyuk G.L. , Reznikov V.І., Gurіna T.M. Theoretical and ex-
perimental research to process of ice formation in cryopro-
tectant solutions using a method of tensodylatomerty // Bіo-
physical Bulletin. – 2006. – Issue 17 (1). – P. 95–102.
13.Liechtenstein G.I. The method of spin labels in molecular
biology. – Moscow: Nauka, 1974. – 256.
14.Maeno N. Science of ice. – Moscow: Mir, 1988. – 229 p.
15.Moiseev V.A. Molecular mechanisms of cryodamage and cryo-
protection of proteins and biological membranes: Authors
abstract of thesis ... Doctor of biol. sciences. – Kharkov,
1984. – 47 p.
16.Osetskiy A.I., Kirilyuk A.L., Gurina T.M. Study of devitrification
kinetics of cryoprotectant aqueous solutions using thermo-
plastic deformation method // Problems of Cryobiology. –
2005. – Vol. 15, N2. – P. 137–146.
17.Osetskiy A.I., Kirilyuk A.L. Experimental determination of the
threshold concentrations of cryoprotective agents providing
the inhibition of mechanical damage in cryopreserved biological
objects // Problems of Cryobiology. – 2005. – Vol.15, N3. –
P. 245–247.
18.Pushkar N.S., Bilous A.M., Itkin Yu.A. Low-temperature crys-
tallization in biological systems. – Kiev: Nauk. Dumka, 1977. – 243 p.
19.Pushkar N.S., Osetskiy A.I., Anenko V.I., Makarenko B.I.
Tensodylatometry of cooled solution of cryoprotectants and
tissues // Doklady Ukrainian Academy of Sciences, Series B.–
1990. – N3. – P. 74–78.
20.Repin N.V. The study of extra- and intracellular crystallization
in human erythrocytes under different conditions of cooling //
Kriobiologiya. – 1986. – N3. – P. 31–36.
21.Rozanov L.F. Cryomicroscopic investigation of the processes
of freezing and thawing of cell suspensions: Authors abstract
of thesis ... Candidate. biol. sciences. – Kharkov, 1977. – 23 p.
22.Teitelbaum B.J. Thermomechanical analysis of polymers. –
Moscow: Nauka, 1979. – 236 p.
23.Wendlandt W. Thermal methods of analysis. – Moscow: Mir,
1978. – 526 p.
24.Sestak J. Thermophysical properties of solids: their measurements
and theoretical thermal analysis. – Moscow: Mir, 1987. – 456 p.
25. Patent of Ukraine Nr.17624A, IPC5 G01 N 33/448. The way of
determining of physical state of cryoprotectant solution during
freeze-thawing / O.I. Osetsky, T.M. Gurіna; Filed 01.10.1996,
Publ. 05/06/1997; Bull. Nr. 5.
26. Patent of Ukraine Nr. 26502 IPC G01 Nr 25/02. The way of
studying the cryoprotectant solutions during freezing /
O.І. Osetsky, G.L. Kirilyuk, T.M. Gurіna; Filed 05/14/07, Publ.
25.09.07; Bull. Nr. 15.
422 problems
of cryobiology
Vol. 22, 2012, №4
проблемы
криобиологии
Т. 22, 2012, №4
28. Bryant G. DSC measurement of cell suspensions during suc-
cessive freezing runs: implications for the mechanisms of int-
racellular ice formation // Cryobiology. – 1995. – Vol. 32, № 2. –
P. 114–128.
29.Ehrerstein G. W., Riedl G., Trawiel P. Thermal analysis of
plastics: theory and practice. – Munich: Hanser, 2004. – 368 p.
30.Gurina T.M., Pakhomov A.V., Kyryliuk A.L., Bozhok G.A.
Developing protocol of testicular interstitial cell cryopreser-
vation with consideration of determining temperature intervals
for controlled cooling below –60°С // Cryobiology. – 2011. –
Vol. 62, №2. – P. 107–114.
31.Hobbs P.V. Ice physics. – Oxford: Univ. Press, 1974. – 864 p.
32.Luyet B.J., Sager D., Gehenio P.M. The phenomenon of "pre-
melting recryctallization" // Biodynamika. – 1967. – Vol. 10,
№205. – P. 133–136.
33.Menczel J.D., Prime R.B. Thermal analysis of polymers, funda-
mentals and applications. – Hoboken, NJ: J. Wiley & Sons,
2009. – 688 p.
34. Oetjen G.-W., Haseley P. Freeze-drying. – Weinheim: Wiley–
VCH, 2004. – P. 70–73.
Поступила 17.07.2012
27.Patent of Ukraine Nr. 18660, IPC G 01 Nr. 25/02. The way of
studying of cooling cryoprotectant solutions / V.І. Reznіkov,
G.L. Kiriluk; Filed 5/22/06, Publ. 15.11.06; Bull. Nr. 11.
28. Bryant G. DSC measurement of cell suspensions during suc-
cessive freezing runs: implications for the mechanisms of int-
racellular ice formation // Cryobiology. – 1995. – Vol. 32, N2. –
P. 114–128.
29.Ehrerstein G. W., Riedl G., Trawiel P. Thermal analysis of
plastics: theory and practice. – Munich: Hanser, 2004. – 368 p.
30.Gurina T.M., Pakhomov A.V., Kyryliuk A.L., Bozhok G.A.
Developing protocol of testicular interstitial cell cryopreser–
vation with consideration of determining temperature intervals
for controlled cooling below –60°С // Cryobiology. – 2011. –
Vol. 62, N2. – P. 107–114.
31.Hobbs P.V. Ice physicP. – Oxford: Univ. Press, 1974. – 864 p.
32.Luyet B.J., Sager D., Gehenio P.M. The phenomenon of "pre-
melting recryctallization" // Biodynamika. – 1967. – Vol. 10,
N205. – P. 133–136.
33.Menczel J.D., Prime R.B. Thermal analysis of polymers, funda-
mentals and applicationP. – Hoboken, NJ: J. Wiley & Sons,
2009. – 688 p.
34. Oetjen G.-W., Haseley P. Freeze-drying. – Weinheim: Wiley–
VCH, 2004. – P. 70–73.
Accepted 17.07.2012
|