Biologisen materiaalin kryogeeninen säilytys

Solut, veri, kudosnäytteet ja muut biologiset aineet tunnetusti muuttuvat ja heikentyvät ajan kuluessa. Erittäin matalissa lämpötiloissa tapahtuva kryogeeninen säilytys on tehokkain biologisten aineiden säilytystapa.

Useimpien biologisten aineiden kriittinen lämpötila eli lasittumislämpötila (Tg) on noin –130 °C. Biologiset näytteet säilyvät lähes loputtomasti hajoamatta, kun lämpötila on vähintään 10–30 astetta Tg-pisteen alapuolella eli –150…–160 °C.

Biologisten aineiden jäähdyttäminen ja jäädyttäminen on mutkikas prosessi. Kylmäsäilytys on ainoa säilytystapa, joka minimoi biologisen aineen muutokset. Kryosäilytyksen avulla on jo vuosikymmenien ajan varmistettu elävien solujen ja organismien säilyminen.

Biologisten aineiden pitkäaikaisen säilymisen kannalta kriittinen lämpötila on useimmissa tapauksissa huomattavasti alempi kuin nimellinen sulamispiste. Toisin sanoen näyte ei säily esimerkiksi pakastimessa –80 °C:n lämpötilassa.

Biologisia aineita on säilytettävä lämpötilassa, joka on riittävästi kriittistä lämpötilaa alempi. Siksi soluja säilytetään erikoispakastimissa, joiden jäähdytysaineena on nestemäinen typpi. Nestemäisen typen lämpötila on –196 °C, joten pakastimen lämpötila pysyy ihanteellisella –150…–196 °C:n alueella.

Soluja voidaan säilyttää nestemäiseen typpeen upotettuina tai höyryfaasissa.