新方法讓液體在極低溫下不凝固
日前，來自馬薩諸塞州總醫院醫學工程中心（MGH-CEM）的研究人員研發出一種簡單的方法，可以使水和水基溶液在遠低于“冰點”的溫度下能夠很長時間保持液態。雖然這項實驗是僅僅使用幾盎司的水完成的，但正像他們在學術期刊《自然—通訊》中描述的一樣，這種方法可能有一天能夠延長血液細胞、組織和器官以及食品的保存期。
“通常各種水及其他水溶液在0℃以下時會凍結，由于液體溶液中的各種雜質接觸空氣，冰晶隨機形成。然而使用我們稱之為‘極度過冷’的方法，就可以讓液體保持長時間液態。”該中心的O. Berk Usta博士表示，這種方法就是用一種不與水融合的溶液覆蓋在液體的表面，以阻止水和空氣之間的接觸，操作極為簡單、實用，而且成本極低。
研究人員表示，采用這一方法可以降低任何生物材料的溫度，并減緩代謝和其他反應，例如易腐食品和移植器官的冷藏。
該團隊主要研究人員Haishui Huang博士指出，該團隊首先在實驗中發現，當使用1毫升的水樣通過碳氫化合物油（如礦物油、橄欖油或石蠟油）密封后，在低至-13℃的溫度下形成冰層長達一周。同時通過接下來的一系列實驗，他們成功地使用1毫升水和細胞懸浮液樣品通過構成元素更加復雜、更純的碳氫化合物油（如醇類和烷烴），在-20℃的溫度下可以保持液態100天。如果使用100毫升樣品在同等溫度下可以保持一周。
此外，該團隊還展示了他們使用“極度過冷”的方法應用在延長紅細胞保存之中。雖然紅細胞通常在4℃的溫度下可儲存長達42天，但根據最新的報告顯示，在該溫度下儲存的紅細胞質量約在14天后開始下降，在28天后會出現不可逆的細胞損傷。而采用他們的“極度過冷”方法，可以使100毫升的紅細胞懸液在-13℃的溫度下安全地保存長達100天。
“我們目前正在進行實驗，將紅細胞儲存樣本的體積增加到300～500毫升的范圍。”哈佛醫學院外科助理Usta教授說，“我們現在也正在努力將這種方法應用于其他細胞，并將其轉化為大型組織和整個器官，如肝臟。隨著這種‘極度過冷’的方法在醫學和食品保存中的潛在應用，此項研究結果可以在今后沒有昂貴而又復雜的高壓設備下，用于進行低溫下的液態化學研究。”（馬晨）
相關論文信息：DOI:10.1038/s41467-018-05636-0
《中國科學報》 (2018-08-17 第3版 科普)
