Mesurer les densités des verres aqueux aux températures cryogéniques

Résumé

L'invention concerne un protocole pour déterminer les densités de phase vitreuse de gouttes de taille micro-à pico-litre de mélanges aqueux à des températures cryogéniques.

Résumé

Nous démontrons une méthode pour déterminer les densités de température cryogénique de la phase vitreuse des mélanges aqueux et d'autres échantillons nécessitant un refroidissement rapide, pour préparer la phase de température cryogénique souhaitée. Les gouttes de Microlitre à picolitre sont refroidies par projection dans un mélange liquide d'azote-argon (N2-Ar). La phase de température cryogénique de la goutte est évaluée à l'aide d'un essai visuel qui est en corrélation avec les mesures de diffraction des rayons X. La densité du mélange liquide de N ₂ -Ar est ajustée en ajoutant N ₂ ou Ar jusqu'à ce que la goutte soit neutre. La densité de ce mélange et donc de la goutte est déterminée à l'aide d'une masse d'essai et du principe d'Archimède. Avec les soins appropriés pour la préparation des gouttes, la gestion des gaz au-dessus du mélange liquide de cryogène pour minimiser le givrage et un mélange régulier du mélange cryogénique pour éviter la stratification de la densité et la séparation des phases, des densités précises jusqu'à <0,5% de gouttes aussi petites que 50 pL peuventFacilement déterminé. Les mesures sur les mélanges cryoprotecteurs aqueux donnent un aperçu de l'action des cryoprotecteurs et fournissent des données quantitatives pour faciliter la contraction thermique dans la cryoconservation biologique.

Introduction

Les propriétés physiques de l'eau et des mélanges aqueux dans leurs différentes phases sont d'un intérêt fondamental et sont importantes pour la compréhension in vivo et in vitro des systèmes biologiques. Dans la cryobiologie contemporaine et la cryoconservation biologique, les phases vitreuses ou amorphes des mélanges cryoprotecteurs aqueux présentent un intérêt particulier ^{1 , 2} . La nucléation et la croissance des cristaux de glace peuvent perturber les cellules et les tissus et favoriser la dénaturation et l'agrégation des protéines, de sorte que les protoco....

Protocole

ATTENTION: Veuillez consulter toutes les fiches signalétiques pertinentes (fiche signalétique) avant utilisation. Veuillez utiliser toutes les pratiques de sécurité appropriées lors de l'utilisation de gaz comprimés, y compris les régulateurs et soupapes de gestion de gaz calibrés appropriés, ainsi que des tubes à gaz approuvés. Le contact avec des cryogènes liquides peut provoquer des gelures sévères et une nécrose. Utilisez un équipement de protection individuelle approprié (écran facial, gants, blouse de laboratoire, pantalons complets, chaussures fermées), qui doivent être imperméables à l'azote liquide. Restez debout et assurez-vous un chemin de sortie d....

Résultats

Les mesures de densité à T = 77 K pour des gouttes vitrifiées de glycérol aqueux et d'éthylène glycol par rapport à la concentration de cryoprotecteurs sont indiquées respectivement à la figure 1 A et à la figure 1 B et à la variation correspondante du volume spécifique entre T = 298 K et 77 K, calculée au préalable Déterminé T = 298 K densités, est montré à la

Discussion

L'appareil et les méthodes actuels, développés principalement par les étudiants de premier cycle avec un accès limité aux outils et aux machines de construction d'instruments, offrent néanmoins des mesures de densité très précises pour des gouttes liquides individuelles aussi petites que 50 pL. Dans la plage de concentration proche et supérieure à 50% p / p, où de petites vitesses de refroidissement sont suffisantes pour obtenir des échantillons vitrifiés, les densités concordent avec celles obtenues lors de mes.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
tube à centrifuger	Falcon	6029236	15 mL tube à centrifuger conique
glycérol, >99,5 %	Sigma  ;	G9012-100 mL
d’éthylène glycol, >99,8 %	Sigma	324558-100 mL
	Mettler	AE240	résolution de 0,01 mg, avec crochet sur le fond pour peser sous la balance.
vortexer	Scientific Industries	SI-0236	Vortex-Genie 2
Enceinte d’appareil encadrement	Unistrut  ;	Charpente métallique de 1-5/8 »	48 » de large x 24 » de profondeur x 40 » de hauteur  ;
Appareil boîtier pare-air			toute feuille de plastique transparent
en caoutchouc			» de diamètre, 1/8 »
d’épaisseur flacon de dewar	Scilogix Dilvac	SS333	4,5 litres flacon de dewar avec boîtier en acier et couvercle à pince
chambre en cuivre			Cette pièce fabriquée est composée d’un tube en cuivre de 1,43 » de diamètre et d’une épaisseur de paroi de 0,017 » avec une base cylindrique solide en cuivre soudée pour sceller une extrémité. La base en cuivre mesure 0,87 » de haut et la hauteur totale de la chambre est de 7 ».
azote gazeux	Airgas	NI HP300	99,998 % pur N2 gaz
argon gaz	Airgas	AR HP300	99,998 % pur Ar
gaz rotamètre	Omega	FL3692ST	2,52 L/min 2,52 L/min débit maximal
couvercle			Cette pièce est fabriquée à partir de mousse de polyéthylène réticulé de 4 lb/pi3 (fournie par Technifab, 1355 Chester Industrial Parkway, Avon, OH), et a un diamètre extérieur de 2,42 », et un diamètre intérieur de 1,52 », et une épaisseur de 0,79 ».   ;   ;   ;
Masse d’essai			Cette pièce fabriquée est un cylindre de 0,246 » de diamètre, 0,580 » de hauteur avec un trou de 0,060 » de diamètre perpendiculaire à l’axe du cylindre et le coupant à ~0,10 » d’une extrémité.
Plate-forme de microbalance	Unistrut	1-5/8 » cadre métallique 11 »	de large x 24 » de long x 24 » de haut cadre rectangulaire avec une feuille d’aluminium supérieure contenant un trou pour le monofilament et une masse d’essai suspendue
Ligne monofilament de 2 mil (50 um)	Berkley	NF1502-CM	Ligne de pêche Nanofil
Tube de bobine de pré-refroidissement à l’argon	VWR	60985-512	Tube PVC
1/8 » ID x 1/4 » ODMélangeur			1,4 po de diamètre, disque de cuivre de 35 microns d’épaisseur, coupé à partir d’une feuille de cuivre de 1 once/pi2 et perforé avec des trous à l’aide d’un poinçon ou d’un autre outil pointu et tranchant. Insérez une tige rigide isolante thermique (plastique ou bois) de 1 à 2 mm de diamètre au centre et fixez-la à l’aide d’époxy si nécessaire.
seringue	BD	309628	1 mL Luer-Lok embout seringue
générateur de vide	Gast	VG-015-00-00	venturi à air comprimé générateur de vide mono-étagé
spray de revêtement hydrophobe	RainX	620036	plastique hydrofuge
longue focale stéréomicroscope	Bausch and Lomb Stereozoom 6		0,67-4 x pod zoom avec oculaires 20X, distance de travail de 10 cm& nbsp ;
Illuminateur annulaire LED	Amscope	LED144S
Illuminateur spot LED	Newhouse Lighting	NHCLP-LED	3W Lampe à pince à col de cygne LED
1,8 ml flacon cryogénique	Nunc	V7634-500EA	N’importe quel flacon cryogénique de 1,8 ou 2 ml est adéquat

Microbalance analytique , disque néoprène 4 isolant en PTFE de feuille de cuivre perforée de