Microplata en una caja: exploración termofísica de diseños de microplata de alto rendimiento de almacenamiento en...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología celular
• Criobiología

Sus antecedentes:

• La criopreservación celular es crucial para el cribado de alto rendimiento, pero se enfrenta a desafíos con los métodos actuales que utilizan criovial de una sola muestra y microplacas de 96 pozos.
• Los métodos existentes sufren de sobreenfriamiento de microlitros, compresibilidad térmica y exposición extendida al crioprotector, lo que afecta la viabilidad celular.
• La investigación actual se centra en formulaciones crioprotectoras y nucleadores de hielo, en lugar de mejorar la precisión del enfriamiento.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un nuevo aparato para la criopreservación por congelación lenta de muestras múltiples en microplacas de 96 pozos.
• Lograr velocidades de enfriamiento biológicamente óptimas y reproducibles (1-3°C/min) para mejorar la viabilidad celular.
• Aumentar el rendimiento y la uniformidad del procedimiento en los experimentos de criopreservación celular.

Principales métodos:

• Diseño iterativo y construcción de 16 aparatos de almacenamiento en frío "microplata en caja" utilizando materiales de laboratorio comunes.
• Optimización de las dimensiones del recipiente, el aislamiento (espuma de poliestireno) y los protocolos de preequilibrio a -80°C.
• Evaluación de las velocidades de enfriamiento, el retraso térmico y los mecanismos de intercambio de calor mediante termografía infrarroja.

Principales resultados:

• El diseño óptimo del aparato logró una velocidad de enfriamiento lineal de -1,2 °C/min con una variabilidad mínima (±0,2 °C/min) y sin retraso térmico no lineal.
• El rendimiento aumentó significativamente: 5,3 veces para las configuraciones de microplacas individuales y 10,7 veces para las configuraciones de microplacas dobles.
• Las características clave que contribuyen al enfriamiento controlado incluyen el preequilibrio térmico del recipiente y la microplaca, el aislamiento de poliestireno, el aumento del grosor de la pared del recipiente y la elevación de la microplaca.

Conclusiones:

• El aparato desarrollado permite una criopreservación precisa, reproducible y de alto rendimiento en microplacas de 96 pozos.
• Este método minimiza el impacto de los factores no biológicos en la viabilidad celular posterior al deshielo.
• El aparato, de fácil construcción, ofrece un avance significativo para la investigación y el cribado basados en células.