マイクロプレート・イン・ア・ボックス:冷凍保存における速度制御の強化のための冷凍貯蔵高通量マイクロプレート設計の熱物理的探査
B M Guerreiro1, J C Lima2, J C Silva3
1UCIBIO - Applied Molecular Biosciences Unit, Department of Chemistry, School of Science and Technology, NOVA University Lisbon, Caparica, Portugal; Associate Laboratory i4HB - Institute for Health and Bioeconomy, School of Science and Technology, NOVA University Lisbon, Caparica, Portugal.
Cryobiology
|September 3, 2025
まとめ
この研究では,96wellのマイクロプレートで複数のサンプルを冷凍保存するための新しい装置を導入し,スループットと再現性を向上させます. このシステムは 最適な冷却速度を保証し,冷凍保存中の細胞損傷を最小限に抑えます
科学分野:
- バイオテクノロジー
- 細胞生物学
- クリオバイオロジー
背景:
- 細胞冷凍保存は高通量スクリーニングに不可欠ですが,単一サンプル冷凍液と96穴のマイクロプレートを使用する現在の方法では課題に直面しています.
- 既存の方法は,マイクロリットルの超冷却,熱圧縮性,および長期の冷凍保護剤の曝露により,細胞の生命力に影響を及ぼします.
- 現在の研究は冷却精度を向上させるのではなく,冷凍保護剤の配方と氷核器に焦点を当てています.
研究 の 目的:
- 96穴のマイクロプレートで複数のサンプルを冷凍保存するための新しい装置の開発と検証.
- 細胞活性を高めるため,生物学的に最適で再現可能な冷却速度 (1-3°C/分) を達成する.
- 細胞冷凍保存実験の処理量と手順の均一性を高めるため
主な方法:
- 一般的な実験用材料を用いた"マイクロプレート・イン・ア・ボックス"の冷蔵装置の設計と製造を繰り返す.
- 容器の寸法,断熱 (スタイロフォーム),および -80°Cでの予備均衡プロトコルの最適化.
- 赤外線温度測定を用いた冷却速度,熱遅延,熱交換メカニズムの評価
主要な成果:
- 最適な装置の設計では,最小の変動率 (±0.2°C/min) と非線形熱遅延で -1.2°C/minの線形冷却速度を達成しました.
- シングル・マイクロプレート・セットアップは5.3倍,ダブル・マイクロプレート・セットアップは10.7倍に増加した.
- 制御された冷却に寄与する主な特徴は,受容体とマイクロプレートの熱前均衡,スタイロフォームの断熱,受容体壁の厚さの増加,およびマイクロプレートの高さであった.
結論:
- 開発された装置は,精密で再現可能で,高通量マイクロプレートでの冷凍保存を可能にします.
- この方法では,溶解後の細胞活力に対する非生物学的要因の影響を最小限に抑えることができます.
- 簡単に作れる装置は 細胞ベースの研究とスクリーニングに 重要な進歩をもたらします
