生体組織の凍結過程におけるミクロ/マクロ熱・物質移動に関する研究

生物组织冷冻过程中微观/宏观传热传质研究

基本信息

批准号：
09305017
负责人：
棚澤一郎
金额：
$ 17.79万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,8つの分担課題を2年度にわたって研究した.ここではその成果の概要をそれぞれの課題について述べる.1.生体の凍結・解凍における輸送現象論と損傷機序の解明(林,多田)では,小麦プロトプラストを用いた凍結・解凍実験とin vivoな浸透圧実験及び生体組織におけるミクロ輸送現象のシミュレーションを行い,マクロな伝熱現象と細胞の生存との関連を明らかにした.2.含水多孔性食品の過冷却の能動的制御による凍結保存の熱工学的検討(稲葉)では,含水性食品の凍結において重要な因子である過冷却について,各種の無機・有機水溶液による実験を行い,水溶液の体積と限界過冷却度の関係その他を明らかにした.3.熱物性値による凍結過程のマクロ的評価とミクロ的構造の対応(谷下)では,神経系クローン細胞であるPC12細胞をマイクロカプセル化したものについて凍結実験を行い,色素排除試験・ドーパミン放出量測定・示差熱分析などにより生存率と氷晶生成の関係を明らかにし,マイクロカプセルの有効性を立証した.4.高分子ゲル中における氷晶形成とガラス化(村勢)では,架橋高分子ゲルを用いた示差走査熱量測定により,冷却時の水のガラス化を観測し,またSEMによるゲルビーズ構造の観察を行った.5.細胞膜透過係数の測定と凍結前処理プロセスの設計(西尾,白樫)では,ガラス化による凍結保存を目指した細胞内への凍結防御剤の浸透プロセスについて,人の内皮細胞を用いた実験を行い,膜透過係数を測定するとともに凍結前処理プロセスについての提案を行った.6.組織細胞の凍結過程における熱・物質移動の微視的観察研究(鶴田)では,タマネギの表皮細胞を用いた方向性凝固の顕微鏡観察を行い,水の膜透過率と細胞の脱水収縮の関係を明らかにし,また細胞内凍結における凍結温度と凍害防御剤濃度との関係を求めた.7.マクロ凍結条件に対する生体細胞懸濁液の凍結過程における氷結晶と細胞のミクロ挙動特性(石黒)では,冷却速度や温度勾配伝播速度が細胞懸濁液の凍結過程での氷結晶の形態や細胞との相互作用などに及ぼす影響を明らかにし,また凍結過程の3次元ミクロ構造の実時間計測を行った.8.総括,生体組織の凍結保存の研究(棚澤)では,これまでの国内外の研究結果の検討から,生体組織の凍結保存の成否を支配する諸因子を整理して体系化を行い,今後さらに研究が必要になる課題を明確化した.

在这项研究中，两年内研究了八项差异任务。在这里，我们将概述这些任务的结果。 1。在冻结和解冻生物体以及阐明损伤机制（Hayashi，TADA）中的运输现象学理论，以及使用小麦原生质体和静脉通胀的冻结实验。我们进行了生物组织中微转运现象的渗透压实验和模拟，并揭示了大热传热现象与细胞存活之间的关系。2。在对冷冻保存的热工程研究中，通过积极控制含水多孔食品（Inaba）的超冷，我们使用各种无机和有机水溶液在过冷的方法上进行了实验，这是冻结含水量的食物的重要因素，并揭示了含水量的溶液和液化溶液之间的关系，并揭示了含水液的溶液和limitife supering supering supercition.33。在热物理特性和微观结构之间的对应关系（Tanishita）对冰点过程的宏观评估中，我们进行了神经系统的研究。对孤独细胞的微封装的PC12细胞进行了冻结实验，生存率与冰晶形成之间的关系通过染料排除测试，多巴胺释放量测量，差分热分析以及微胶囊的有效性揭示了4。在聚合物凝胶（Murasetsu）中的冰晶形成和玻璃化中，通过使用交联聚合物凝胶进行差异扫描量热法观察到在冷却过程中的玻璃化，并使用SEM.5观察到凝胶珠结构。5。测量细胞膜渗透系数和冻结预处理过程的设计（Nishio，Shirakashi），我们使用人体内皮细胞进行了一项实验，以测量膜渗透系数，并提出了预先冻结过程。6。在组织细胞（Tsuruta）冻结过程中热量和质量转移的显微镜观察研究中，我们使用洋葱表皮细胞对方向性凝血进行了微观观察，以阐明水的膜通透性与细胞的脱水相关者之间的关系，并确定频繁的温度之间的频率之间的关系。在活细胞悬浮液相抵触条件下（Ishiguro）的冰晶体和细胞的微生物疗法特征（Ishiguro），冷却速率和温度梯度传播速率对冰晶体形态的影响以及使用细胞悬浮液的冻结过程中的3D微观的冰点，对冰晶晶体形态的相互作用以及与细胞相互作用的冰晶悬浮液的影响也澄清了3D微观的冰点，冰晶晶体形态与细胞的相互作用阐明了3D微观的冰点，这还阐明冻结过程8。总而言之，在研究生物组织的冷冻保存研究（塔济泽）时，已经检查了先前的国内和国际研究结果的结果，并系统化了有关生存组织冷冻保存成功或失败的因素，并在未来阐明了进一步的研究。