凍結保存プロセスの方法と保管ソリューションを調べる

凍結保存プロセス

凍結保存プロセスでは、生体物質 (細胞、組織、器官など) を非常に低い温度に冷却することで保存します。このプロセスは通常の細胞機能を停止し、サンプルを一時停止状態に保ちます。サンプルを解凍する時期が来ると、通常の生物学的機能が再開されます。
凍結保存プロセスの手順

冷凍保存プロセスは 5 つのステップに分かれています。

隔離材料: 凍結保存に適した材料を選択するときは、体積、密度、pH、サンプルがすでに受けている損傷の程度など、特定の特性を考慮する必要があります。

凍結保護剤 (CPA) の使用: 凍結保存プロセスを助けるために特定の化学物質を使用できます。CPA はサンプルの凝固点を下げ、冷却速度を遅くするためにサンプルに添加されます。これにより、損傷につながる可能性のあるサンプル内での氷形成のリスクが軽減されます。

凍結: サンプルと CPA に応じて、さまざまな凍結方法を使用できます。極低温凍結では、ガラス化プロセスと液体窒素を使用した凍結が一般的に使用されます。

極低温保管: 一部のサンプルは -80 °C で保管できますが、最も一般的なサンプルは液体窒素貯蔵タンクで -196 °C で保管されます。

CPA の除去と解凍: サンプルを解凍する準備ができたら、材料をゆっくりと温め、CPA を除去して通常の機能を再開します。

極低温冷凍の凍結保存方法

極低温冷凍にはいくつかの凍結保存方法があります。一般的な 2 つの方法は、ガラス化と徐冷です。どちらの方法にも長所と短所があり、考慮する必要があります。

ガラス化

ガラス化凍結保存法とは、試料をガラス状の状態で保存する方法です。ガラス化は非常に速く、サンプルをほぼ瞬時に凍結して氷結晶の形成を防ぎ、低コストです。ガラス化にはある程度の技術が必要ですが、技術が不十分で、使用される高濃度の CPA による毒性の可能性により、サンプルが汚染される危険があります。

急速冷凍

低速凍結はガラス化よりもはるかに簡単であり、同じ技術スキルを必要としません。より低い濃度の CPA が必要であり、毒性のリスクは軽減されますが、サンプル内での氷の結晶の形成による細胞への損傷のリスクが高くなります。緩速冷凍は専門の冷凍設備が必要となるため、コストが高くなる可能性もあります。

冷凍保存の用途

医療業界および研究業界では、いくつかの凍結保存アプリケーションがあります。これらのアプリケーションの一部を以下に概説します。

不妊治療: 卵子、精子サンプル、胚はすべて凍結保存して不妊治療に役立てることができます。これは、寄付のため、出産を遅らせるために生殖サンプルを保管するため、または子供を持ちたいと考えている性腺毒性の治療を受けている個人のために使用される場合があります。

バイオバンク: バイオバンクは、ヘルスケアおよび製薬研究においてより一般的になりつつあります。これらは、遺伝学、病気のバイオマーカー、個別化医療の研究を支援するために人間の生体サンプルを保管するために使用されます。

生物多様性の保全: 他の動物、植物、細菌などのヒト以外のサンプルも凍結保存できます。この目的は、将来の研究に向けて、何千もの種が絶滅の危機に瀕している中で生物多様性を保全しようとすることです。凍結保存されたサンプルがあるということは、今後数十年後には、技術が進歩するにつれて、絶滅した種、またはそれに非常に近い種を復活させることができるかもしれないことを意味します。

Biobase の極低温保管および保全ソリューション