基于硬件和软件的开源冷显微镜系统用于研究冷生物学研究中的相位过渡

科学领域:

• 低温生物学 低温生物学
• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 廉价的设备对于冷生物学研究至关重要.
• 了解冷保存期间的物理过程是改善细胞存活的关键.
• 目前的冷保护介质往往含有有毒成分,如血清.

研究的目的:

• 开发一种低成本的显微镜系统,用于观察冷保存过程.
• 研究丸间歇细胞 (ICs) 中的冷保护和冷损伤机制.
• 评估一种新的无血清冷保护介质,用于ICs.

主要方法:

• 利用一个开源的Arduino平台为一个简单的显微镜系统.
• 在冷保存的样本中观察到细胞内和细胞外水晶化和盐形成.
• 测试了含有二甲基硫氧化物 (Me2SO),血清和聚合物 (德克斯,基乙烯粉,聚乙烯甘醇) 的冷保护介质.

主要成果:

• 在Arduino的显微镜系统有效地检测了冷保存期间的物理过程.
• 一种含有0.7M Me2SO和100 mg/mL德克斯的无血清/无异介质降低了细胞内冰结晶.
• 这种介质改变了细胞外冰结构,减少了盐的浸透和再结晶,从而改善了IC的存活率.

结论:

• 开发的显微镜系统足够灵敏,可以用于冷生物学应用.
• 这种新型无血清介质通过减轻破坏性物理事件来增强IC冷保存.
• 这项研究为开发低毒,无血清的冷保护剂为临床和实验室使用铺平了道路.