DE3148551C2 - - Google Patents

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DE3148551C2
DE3148551C2 DE19813148551 DE3148551A DE3148551C2 DE 3148551 C2 DE3148551 C2 DE 3148551C2 DE 19813148551 DE19813148551 DE 19813148551 DE 3148551 A DE3148551 A DE 3148551A DE 3148551 C2 DE3148551 C2 DE 3148551C2
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Description

Die Erfindung betrifft das im Anspruch 1 angegebene Verfahren zum Konservieren von Zellen oder anderen mikroskopischen oder kleinen biologischen Materialien. Die Ansprüche 2 bis 3 betreffen Ausgestaltungen dieses Verfahrens.The invention relates to the preservation method specified in claim 1 of cells or other microscopic or small biological materials. Claims 2 to 3 relate to configurations of this method.

Es ist bekannt, daß bei Temperaturen von weniger als ca. -70°C die meisten chemischen Reaktionen zum Stillstand kommen. Man weiß daher seit langem, daß es theoretisch möglich ist, Bio­ materialien über lange Zeiträume bei Temperaturen von -70°C oder niedriger zu konservieren. Es wurde jedoch gefunden, daß dadurch, daß die Zellen einem Temperaturzyklus ausgesetzt sind, in dem das in ihnen im Leben enthaltene Wasser gefroren und dann geschmolzen wird, z. B. die Zellmembranen beschädigt werden, so daß die Zellen absterben.It is known that at temperatures of less than about -70 ° C most chemical reactions come to a standstill. Man has therefore long known that it is theoretically possible to organic materials over long periods of time at temperatures of -70 ° C or lower to preserve. However, it was found that by exposing the cells to a temperature cycle, in which the water contained in them frozen and is then melted, e.g. B. the cell membranes are damaged, so that the cells die.

Darüber hinaus ist ein Verfahren bekannt (Chemical Abstracts Vol. 73, 1970, 74931), wonach Tumorzellen in Glyzerin und in Silikonöl rasch einge­ froren wurden. Es wurde gefunden, daß beim Einfrieren von bio­ logischen Materialien in Anwesenheit solcher Substanzen, die als Tieftemperaturschutzmittel bekannt sind, beim späteren Auftauen die Gefahr der Zellbeschädigung oder des Zellenab­ sterbens vermindert werden kann. Uner Einsatz solcher Tief­ temperaturschutzmittel wurden verschiedene Klassen von bio­ logischen Stoffen erfolgreich klinisch konserviert, z. B. Blut, Spermatozoen, Hornhaut (des Auges) und Haut. It is also a procedure known (Chemical Abstracts Vol. 73, 1970, 74931), after which tumor cells quickly in glycerin and in silicone oil were frozen. It was found that when freezing bio logical materials in the presence of such substances that are known as cryoprotectants, later  Thawing the risk of cell damage or cell defrost can be reduced. Unuse such a low Temperature protection agents have been different classes of bio logical substances successfully clinically preserved, e.g. B. blood, Spermatozoa, cornea (of the eye) and skin.  

Ganz allgemein gibt es zwei bekannte Arten von Tieftempe­ raturschutzmitteln:In general there are two known types of low temperature anti-aging agents:

Erstens sind dies Substanzen, die konventionell eingesetzt werden, z. B. Dimethylsulfoxid und Glyzerin, die die Zellenmembran durchdringen müssen, um wirksam zu werden. Ferner wird allgemein angenommen, daß solche Tieftemperaturschutzmittel dazu beitragen, die Zellenaustrocknung zu vermindern, indem sie als Wassersatz wirken. Ferner vermindern sie die während des Kühlens gebildete Eismenge.First, these are substances that be used conventionally, e.g. B. dimethyl sulfoxide and glycerin, which have to penetrate the cell membrane, to take effect. Furthermore, it is generally assumed that such cryoprotectants help reduce cell dehydration by acting as Water set act. Furthermore, they reduce the during the Amount of ice formed.

Die zweite Art von Tieftempe­ raturschutzmitteln durchdringt die Zellenmembran nicht, und über ihre Wirkungsweise ist weniger bekannt; sie wurden bisher nur experimentell eingesetzt. Sie können jedoch in geringeren Konzentrationen als die Zellenmembran durch­ dringende Tieftemperaturschutzmittel eingesetzt werden. Es wurde gefunden, daß rote Blutkörperchen, nachdem sie in Anwesenheit eines nicht durchdringenden Tieftemperatur­ schutzmittels eingefroren und aufgetaut worden waren, erhebliche Änderungen ihrer inneren Elektrolytkonzentra­ tionen zeigen. Es wurde angenommen, daß derartige Tieftemperaturschutzmittel die Permeabilität der Zellmembranen steigern (wie dies auch bei Dimethylsulfoxid und Glyzerin der Fall ist) und somit die Herstellung eines osmotischen Gleichgewichtszustands während des Ge­ frierens schneller ermöglichen.The second type of low temperature Anti-saturants do not penetrate the cell membrane, and less is known about how they work; they were previously only used experimentally. However, you can in lower concentrations than the cell membrane urgent cryoprotectants are used. It was found that red blood cells after they in the presence of a non-penetrating low temperature preservatives had been frozen and thawed, significant changes in their internal electrolyte concentration shows. It was believed that such low temperature protection agents the permeability of Increase cell membranes (like this also with dimethyl sulfoxide and glycerin is the case) and thus the production an osmotic equilibrium state during Ge Freeze faster.

Die Wahl zwischen verschiedenen geeigneten Tieftemperatur­ schutzmitteln hat zwar die klinische Aufbewahrung von z. B. Blutkörpern grundsätzlich ermöglicht, der Einsatz dieser Mittel ist jedoch keineswegs vollständig zufriedenstellend. Erstens besteht dabei die Tendenz, daß das Auftreten einer Zellenbeschädigung nicht beseitigt, sondern nur verringert wird. Zweitens müssen Substanzen, wie Dimethyl­ sulfoxid (das für die Aufbewahrung von Blut eingesetzt wird), sehr gründlich z. B. aus dem Blut entfernt werden (was durch Dialyse, Waschen, Zentrifugieren usw. erfolgt). Sie sind teuer und haben einen unangenehmen Geruch; auch können sie genetische Mutation induzieren.The choice between various suitable low temperatures The clinical storage of e.g. B. basically allows blood cells, the use of these funds is by no means completely satisfactory. First, there is a tendency for the occurrence cell damage is not eliminated, but only is reduced. Second, substances like dimethyl sulfoxide (which is used for the storage of blood will), very thoroughly z. B. removed from the blood (what  by dialysis, washing, centrifuging, etc.). you are expensive and have an unpleasant smell; you can too induce genetic mutation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in einem verbesserten Kon­ servieren von Zellen mit einfachen Mitteln, bei der die Gefahr der Zellschädigung durch Lagern selbst bei sehr niedrigen Tem­ peraturen noch weiter vermindert ist.The object of the invention is an improved con serve cells with simple means at risk cell damage from storage even at very low temperatures temperatures is further reduced.

Das Verfahren nach der Erfindung zum Konservieren von Zellen oder anderen mikroskopisch kleinen oder kleinen biologischen Materialien ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Die wäßrige Aufschwemmung der Zellen bildet mit dem "Öl" aus der nicht­ toxischen hydrophoben Flüssigkeit eine Wasser-in-Öl(W/O)-Emulsion. Hierdurch wird die Temperatur, bei der das Wasser in den Zellen gefriert auf einen niedrigen Pegel verringert. Die Emulsion wird bei einer Temperatur von -70°C oder noch niedriger aufbe­ wahrt. Mit diesem Verfahren ist es möglich, Einzelzellen oder Zellenanhäufungen zu konservieren.The method according to the invention for preserving cells or other microscopic or small biological Materials is characterized in claim 1. The watery Flushing of the cells with the "oil" does not form toxic hydrophobic liquid a water-in-oil (W / O) emulsion. This will change the temperature at which the water in the cells freezes to a low level. The emulsion is stored at a temperature of -70 ° C or lower maintains. With this method it is possible to use single cells or Preserve cell clusters.

Es wird angenommen, daß dieses Verfahren die zufriedenstellende Konservierung wenigstens einiger Zellenarten ohne den Einsatz eines konventionellen Tieftemperaturschutzmittels ermöglicht. Da die nichttoxische hydrophobe Flüssigkeit die Zellen gar nicht wesentlich kontaktiert, da letztere in Tröpfchen von wäßrigem Nährmedium suspendiert sind, wirkt diese nicht­ toxische hydrophobe Flüssigkeit auch nicht als Tieftemperatur­ schutzmittel im herkömmlichen Sinn. Bei dem Verfahren nach der Erfindung enthält die Emulsion typischerweise eine Vielzahl von kleinen Tropfen oder Tröpfchen des wäßrigen Nährmediums. Typischerweise haben die Tröpfchen eine solche Größe, daß die wäßrige Phase einen dünnen wäßrigen Film um die Zelle oder die Zellen bildet (dabei können die Zellen eher in Form von Trauben anstatt in Form von Einzel- oder Doppelzellen je nach der Art der zu konservierenden Spezies vorhanden sein). Derartige Tröpfchen haben die Tendenz, unterkühlt zu werden, wenn die Temperatur der Emulsion auf gerade unter 0°C verringert wird; sie gefrieren erst bei einer weit unter dem Nullpunkt liegenden Temperatur, z. B. bei -25° oder -35°C. Es wird angenommen, daß dieses langsamere Gefrieren bei solchen niedrigeren Temperaturen zu weniger Schäden führt als das Gefrieren bei 0°V.This method is believed to be the most satisfactory Preservation of at least some types of cells without the use a conventional low-temperature protection agent. Since the non-toxic, hydrophobic liquid, the cells even not contacted significantly, as the latter in droplets of aqueous nutrient medium are suspended, this does not work toxic hydrophobic liquid also not as low temperature protective means in the conventional sense. In the procedure after In the invention, the emulsion typically contains a variety of small drops or droplets of the aqueous nutrient medium. Typically the droplets are of such a size that the aqueous phase a thin aqueous film around the cell or forms the cells (the cells can be in the form of  Grapes instead of in the form of single or double cells depending on the type of species to be preserved). Such Droplets tend to become hypothermic when the Temperature of the emulsion is reduced to just below 0 ° C; they only freeze at a level well below zero Temperature, e.g. B. at -25 ° or -35 ° C. It is believed that this slower freezing at such lower temperatures leads to less damage than freezing at 0 ° V.

Das wäßrige Nährmedium kann z. B. Saccharose als Kohlenstoff­ quelle enthalten. Es wurde zwar berichtet, daß Saccharose, wenn sie in ausreichend großen Mengen eingesetzt wird, ein Tieftemperaturschutzmittel ist. Der Anteil von Saccharose in einem konventionellen Nährmedium ist jedoch nicht so hoch, daß die Saccharose irgendeinen erheblichen Tieftemperatur- Schutzeffekt haben kann, und die Erfindung basiert daher nicht auf dem Einsatz von Saccharose im Nährmedium.The aqueous nutrient medium can e.g. B. sucrose as carbon source included. While it has been reported that sucrose, if used in sufficient quantities, a Low temperature protection agent is. The percentage of sucrose in a conventional nutrient medium is not so high that the sucrose has some significant low-temperature May have protective effect, and the invention is therefore not based on the use of sucrose in the nutrient medium.

Wenn möglich, kann die Emulsion so gebildet werden, daß die Zusammenballung großer Zellentrauben vermieden wird. Dies ist allerdings nicht immer möglich, da viele Zellen, die in Kulturen gezüchtet werden, in Trauben auftreten. Erwünschtenfalls kann die wäßrige Aufschwemmung von Zellen filtriert werden, um Trauben oder große Trauben (d. h. Trauben mit mehr als zehn Zellen) von Zellen zu entfernen.If possible, the emulsion can be formed so that the Agglomeration of large cell clusters is avoided. This is however not always possible, since many cells in cultures be grown in grapes. If desired, can the aqueous suspension of cells are filtered to Grapes or large grapes (i.e. grapes with more than ten Cells) from cells.

Die hydrophobe Flüssigkeit (oder das Öl) ist bevorzugt ein Lösungsmittel für Sauerstoff und Kohlendioxid. Geeignete Flüssigkeiten für das Verfahren sind Silikonöl und Glyzeride. The hydrophobic liquid (or oil) is preferably a Solvent for oxygen and carbon dioxide. Suitable Liquids for the procedure are silicone oil and glycerides.  

Die Viskosität dieses "Öls" ist für das Verfahren nicht kritisch, sie beträgt jedoch bevorzugt zwischen 1 mm²/s und 20 mm²/s.The viscosity of this "oil" is not for the process critical, but is preferably between 1 mm² / s and 20 mm² / s.

Typischerweise muß in der Emulsion ein Emulgator vorhanden sein, Es wird ein Emulgator mit niedrigem HLB-Wert, der im Öl löslich ist, eingesetzt. Zum Beispiel kann der Emulgator Sorbitantristearat sein. Bei der Zubereitung der Emulsion wird der Emulgator dem Öl zugesetzt, und die erhaltene Flüssigkeit wird in einem Homogenisator mit einer wäßrigen Aufschwemmung der Zellen (typischerweise in deren Nährmedium), die zu konservieren sind, vermischt. Dabei ist sorgfältig darauf zu achten, daß die Zellen nicht zerstört werden.Typically, an emulsifier must be present in the emulsion It will be a low HLB emulsifier that is soluble in the oil. For example, the emulsifier Be sorbitan tristearate. When preparing the emulsion the emulsifier is added to the oil and the resultant Liquid is mixed with an aqueous in a homogenizer Suspension of cells (typically in their nutrient medium), that have to be preserved, mixed. It is careful make sure that the cells are not destroyed.

Die relativen Anteile des Öls und der wäßrigen Phase in der Emulsion sind nicht kritisch. Typischerweise werden 2 Volumenteile Öl zu einem Volumenteil wäßriger Phase verwendet.The relative proportions of the oil and the aqueous phase in the Emulsions are not critical. Typically 2 parts by volume of oil to one part by volume of aqueous phase used.

Die Temperaturverminderungsgeschwindigkeit der Emulsion von +5°C auf die Gefriertemperatur beträgt typischerweise weniger als 1°C/min. Dabei kann ein Kühlgerät, das die erforderliche Gefrierrate und -temperatur erreicht, eingesetzt werden. Typischerweise wird die Emulsion in einem oder mehreren geeigneten Behältern in das Gefrier­ gerät eingebracht. Nachdem das wäßrige Medium und das Zellplasma in den Zellen im Behälter erfolgt ist, können die Emulsionsbehälter zu einem Lagerbehälter überführt werden, in dem eine Temperatur von -70°C oder niedriger herrscht. Typischerweise enthält dieser Behälter flüssigen Stickstoff mit einer Temperatur von -196°C.The rate of temperature decrease of the emulsion from + 5 ° C to the freezing temperature is typically less than 1 ° C / min. A cooling device, that reaches the required freezing rate and temperature, be used. Typically the emulsion is in one or more suitable containers in the freezer device introduced. After the aqueous medium and Cell plasma can be made in the cells in the container the emulsion container is transferred to a storage container be in a temperature of -70 ° C or lower prevails. Typically this container contains liquid Nitrogen with a temperature of -196 ° C.

Das angegebene Verfahren eignet sich insbesondere zum Einfrieren der Zellen von Pflanzen oder anderen botanischen Gattungen. Die zu konservierenden Zellen können in einem konventionellen wäßrigen Kulturmedium mit konventionellen Methoden gezüchtet werden. Typischerweise enthält das wäßrige Nährmedium Saccharose als Kohlenstoffquelle. Die Konservierung von Zellen botanischer Gattungen mit dem angegebenen Verfahren bietet eine Möglichkeit zur Konservierung wertvollen genetischen Materials für die Zucht von Pflanzen, Gemüsen, Getreiden und anderen botanischen Gattungen. Es wird angenommen, das sich das angegebene Verfahren auch zur Konservierung von Stücken von differenziertem (pflanzlichem) Gewebe und von Mikro­ organismen eignet.The specified method is particularly suitable for Freeze the cells of plants or other botanical Genera. The cells to be preserved can be in one  conventional aqueous culture medium with conventional Methods are bred. Typically that contains aqueous nutrient medium sucrose as a carbon source. The conservation of cells of botanical genera with the specified procedure offers a possibility for Preservation of valuable genetic material for the Growing plants, vegetables, cereals and others botanical genera. It is believed that this specified method also for the preservation of pieces of differentiated (vegetable) tissue and of micro organisms.

Das Verfahren ist nicht auf die Konservierung von Zellen botanischer Gattungen beschränkt. Es kann z. B. auch für die Konservierung von Säugetierzellen eingesetzt werden (dabei handelt es sich allgemein um solche Zellen, die durch konventionelle Tieftemperaturverfahren konservierbar sind). Zum Beispiel kann das Verfahren für die Konservierung von Vollblut, roten oder weißen Blutkörperchen oder anderen mikroskopischen Blutkörpern angewandt werden. Rote oder weiße Blutkörperchen können aus Vollblut durch konventionelle Methoden abgetrennt werden, wonach sie mit einer geeigneten wäßrigen Flüssigkeit versetzt werden, um die wäßrige Phase für die Emulsion vorzubereiten. Es wird angenommen, daß das angegeben Verfahren sehr vorteilhaft ist, wenn es in Verbindung mit roten oder weißen Blutkörperchen angewandt wird, da dann die Notwendigkeit für konventionelle Tief­ temperaturschutzmittel wie Dimethylsulfoxid entfällt.The procedure is not based on cell preservation botanical genres limited. It can e.g. B. also for the conservation of mammalian cells can be used (These are generally cells that can be preserved by conventional low-temperature processes are). For example, the procedure for preservation of whole blood, red or white blood cells or others microscopic blood cells are applied. Red or White blood cells can be obtained from conventional whole blood Methods are separated, after which they can be used with a suitable aqueous liquid are added to the aqueous phase prepare for the emulsion. It is believed that specified method is very advantageous if it is in Applied with red or white blood cells then because of the need for conventional lows temperature protection agents such as dimethyl sulfoxide are not required.

Wenn die Zellen wieder der Verwendung zugeführt werden sollen, werden die Emulsionsbehälter aus dem Lagerbehälter, der z. B. flüssigen Stickstoff enthält, entnommen, und die wäßrige Phase wird so schnell wie möglich aufgetaut. When the cells are to be used again, the Emulsion container from the storage container, the z. B. liquid Contains nitrogen, removed, and the aqueous phase thawed as soon as possible.  

Das angegebene Verfahren wurde für die Konservierung von Kulturen von Sojabohnenzellen und Hefepilzen angewandt.The specified procedure was for the preservation of Cultures of soybean cells and yeasts are applied.

Wenn die Tiefkühlzellen nach längerer Lagerzeit bei -196°C auf Umgebungstemperatur zurückgebracht wurden, wurde ge­ funden, daß die Ertragskraft eines großen Teils der Zellen erhalten geblieben war, so daß positive Ergebnisse erhalten wurden bei der Durchführung der Fluoreszenzdiacetat-, Anilinblau-, zytoplasmischen Strömungs- und Zellteilungs­ tests.When the freezer cells are stored at -196 ° C for a long time were brought back to ambient temperature found that the earning power of a large part of the cells had been preserved so that positive results were obtained were performing fluorescent diacetate, Aniline blue, cytoplasmic flow and cell division Testing.

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to illustrate the invention.

Beispiel 1Example 1

100 ml Sojabohnenzellensuspension in Millerschem Nährmedium A (C. O. Miller, Ann. N. Y. Acad, Sci 144, 251 (1967)) wurden bei 25°C unter ständigem Schütteln im Dunkeln gehalten. Die Zellen wurden eine Woche nach dem Abimpfen geerntet. 20 ml der Zellenaufschwemmung wurden in ein steriles Glas verbracht und für 2 min zentrifugiert. Das Glas wurde bei Raumtemperatur aufbewahrt.100 ml soybean cell suspension in Miller's nutrient medium A (C.O. Miller, Ann. N.Y. Acad, Sci 144, 251 (1967)) kept at 25 ° C in the dark with constant shaking. The cells were harvested one week after inoculation. 20 ml of the cell suspension was placed in a sterile Glass is placed and centrifuged for 2 min. The glass was kept at room temperature.

40 ml Silikonöl (Dow-Corning, Viskosität 1 mm²/s) wurden durch Bestrahlen mit UV-Strahlen sterilisiert. 2 g Sorbitan­ tristearat wurden zugefügt, und das Gemisch wurde langsam erwärmt, bis eine klare Lösung resultiert. Der Kopf eines Polytron-Homogenisators wurde in das Öl eingebracht, und bei Motoreinstellung 4 wurde die überstehende Flüssigkeit aus der Zellenaufschwemmung dem Öl tropfenweise während 5 min zugefügt. Der Homogenisator wurde abgeschaltet, und das nasse Zellenpellet wurde in die Emulsion gerührt, die dann weiter homogenisiert wurde (Motoreinstellung 2), um die Zellen zu dispergieren. Eine Probe der Emulsion wurde dem Fluoreszeindiacetat-Test (FDA-Test) B (J. M. Widholm, Stain Technol. 47, 189/1972)) unterworfen, um zu prüfen, daß die Zellen nach der Emulgierungsbehandlung ertrags­ fähig waren. 2 mg FDA wurde in 1 ml Aceton gelöst und in einer dunklen Flasche aufbewahrt. 2-3 Tropfen wurden 5 ml steilem Nährmedium zugefügt. Ein Tropfen dieser Lösung wurde einem Tropfen Zellenaufschwemmung auf einem Mikroskopobjektträger zugefügt und 10 min stehengelassen, wonach der Objektträger unter dem Fluoreszenzmikroskop bei 380 und 430 nm untersucht wurde. Eine hellgrüne Fluoreszenz der Phasenmembran und der Organellen wurde als Beweis für die Ertragskraft der Zellen angesehen.40 ml of silicone oil (Dow-Corning, viscosity 1 mm² / s) were sterilized by exposure to UV rays. 2 g sorbitan tristearate was added and the mixture became slow warmed until a clear solution results. The head of one Polytron homogenizer was placed in the oil, and at engine setting 4 the excess liquid became drop of oil from the cell Added 5 min. The homogenizer was turned off, and the wet cell pellet was stirred into the emulsion which was then further homogenized (engine setting 2) to disperse the cells. A sample of the emulsion was made  the fluorescein diacetate test (FDA test) B (J.M. Widholm, Stain Technol. 47, 189/1972)) to check that the cells yield after the emulsification treatment were capable. 2 mg FDA was dissolved in 1 ml acetone and in kept in a dark bottle. 2-3 drops were made 5 ml of steep nutrient medium was added. A drop of this Solution was dropped into a drop of cell suspension Microscope slide added and left for 10 min, after which the slide under the fluorescence microscope was examined at 380 and 430 nm. A light green Fluorescence of the phase membrane and the organelles was observed regarded as proof of the profitability of the cells.

3 ml Zellenemulsionsproben wurden in sterile Kunststoff­ röhren verbracht und in ein thermostatgeregeltes Bad getaucht, dessen Temperatur um 5°C niedriger als die Umgebungstemperatur war. Die Proben wurden mit einer Ge­ schwindigkeit von weniger als 1°C/min auf -28°C abge­ kühlt. Eine Probe wurde entnommen, aufgetaut und mit FDA auf Ertragskraft untersucht; die übrigen Röhren wurden für drei Tage in ein Tiefkühlgerät bei -90°C verbracht, wonach sie zur Aufbewahrung in flüssiger Stickstoff ver­ bracht wurde.3 ml cell emulsion samples were placed in sterile plastic tubes spent and in a thermostatically controlled bath immersed, the temperature of which is 5 ° C lower than that Ambient temperature was. The samples were with a Ge speed reduced from less than 1 ° C / min to -28 ° C cools. A sample was taken, thawed and with FDA examined for profitability; the remaining tubes were placed in a freezer at -90 ° C for three days, after which they are stored in liquid nitrogen was brought.

Nach einer Woche wurde eine Probe durch Eintauchen der Röhre in lauwarmes Wasser für 3 min aufgetaut, und die Zellenertragskraft wurde sofort mit FDA untersucht.After a week a sample was made by immersing the Tube thawed in lukewarm water for 3 min, and the Cellular yield was immediately examined with the FDA.

Um die Emulsion zu brechen und die Zellen rückzugewinnen, wurde der Inhalt des Röhrchens in ein steriles Becherglas verbracht, ein gleiches Volumen steriles Medium wurde zugefügt, und das Gemisch wurde geschüttelt, bis die Phasentrennung erfolgte. Die wäßrige Phase wurde entfernt und zentrifugiert. Die überstehende Flüssigkeit wurde ent­ fernt, die Zellen wurden in frischem Medium erneut auf­ geschwemmt, und eine letzte FDA-Ertragskraftuntersuchung sowie eine Zählung der Zellen wurde durchgeführt. Nach dem Fluoreszenzkriterium überlebten mehr als 60% der Zellen die Tiefgefrier-/Auftau-Behandlung. Wenn der Emulgierungsschritt weggelassen wurde und der sonstige Verlauf des Experiments derselbe war, überlebte keine der Zellen.To break the emulsion and recover the cells the contents of the tube were placed in a sterile beaker spent an equal volume of sterile medium added and the mixture was shaken until the Phase separation took place. The aqueous phase was removed and centrifuged. The supernatant liquid was removed  the cells were re-opened in fresh medium washed up, and a recent FDA profitability study and the cells were counted. To the fluorescence criterion survived more than 60% of the Cells freeze / thaw treatment. If the Emulsification step was omitted and the other Course of the experiment was the same, none survived of the cells.

Beispiel 2Example 2

100 ml Sojabohnenzellenaufschlemmung in Millerschem Nährmedium A (C. O. Miller, Ann. N. Y. Acad, Sci. 144, 251 (1967)) wurden bei 25°C unter ständigem Schütteln im Dunkeln gehalten. Die Zellen wurden eine Woche nach dem Abimpfen geerntet. 4 ml der Zellenaufschwemmung wurden in ein steriles Röhrchen verbracht und für 2 min zentri­ fugiert. Das Röhrchen wurde bei Raumtemperatur gelagert.100 ml soybean cell slurry in miller Culture medium A (C.O. Miller, Ann. N.Y. Acad, Sci. 144, 251 (1967)) were at 25 ° C with constant shaking kept in the dark. The cells became one week after harvested from vaccination. 4 ml of the cell suspension were placed in a sterile tube and centrifuged for 2 min fugated. The tube was stored at room temperature.

4 ml Silikonöl (Dow-Corning, Viskosität 1 mm²/s) wurden durch Bestrahlen mit UV-Strahlung sterilisiert. 0,2 g Sorbitantristearat wurden zugefügt, und das Gemisch wurde langsam erwärmt, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Der Kopf eines Polytron-Homogenisators wurde in das Öl getaucht, und bei Motoreinstellung 3 wurden 2 ml der überstehende Flüssigkeit aus der Zellenaufschwemmung tropfenweise während 5 min dem Öl zugefügt. Der Homo­ genisator wurde abgeschaltet, und nach dem Zentrifugieren wurde die konzentrierte Zellenaufschwemmung (2 ml) tropfenweise der Emulsion zugefügt, die dann weiter homogenisiert wurde (Motoreinstellung 2,5), um die Zellen zu dispergieren. Dieser Vorgang wurde innerhalb einer Minute nach dem Beginn der Zugabe der konzentrierten Zellenaufschwemmung beendet. Eine Probe der Emulsion wurde einen Anilinblau-Fluoreszenztest unterworfen, um fest­ zustellen, ob die Zellen nach der Emulgierungsbehandlung ertragskräftig waren.4 ml of silicone oil (Dow-Corning, viscosity 1 mm² / s) were sterilized by exposure to UV radiation. 0.2 g Sorbitan tristearate was added and the mixture was warmed slowly until a clear solution was obtained. The head of a Polytron homogenizer was placed in the oil immersed, and with engine setting 3, 2 ml of the supernatant liquid from the cell suspension added dropwise to the oil over 5 minutes. The homo genizer was turned off and after centrifugation the concentrated cell suspension (2 ml) added dropwise to the emulsion, which then continues was homogenized (motor setting 2.5) to the cells to disperse. This was done within one Minute after the start of adding the concentrated  Flooding of cells ended. A sample of the emulsion was made subjected to an aniline blue fluorescence test to determine deliver the cells after the emulsification treatment were profitable.

Proben der Zellenemulsion wurden in sterile Kunststoff­ röhrchen überführt und in ein thermostatgeregeltes Bad bei 10°C getaucht. Die Proben wurden mit einer Geschwin­ digkeit von weniger als 1°C/min auf -28°C abgekühlt. Eine Probe wurde entnommen, aufgetaut und auf Ertragskraft mit einem Anilinblau-Fluoreszenzverfahren untersucht; die übrigen Röhrchen wurden für 3 Tage in ein Gefriergerät bei -90°C verbracht, wonach sie in flüssigem Stickstoff gelagert wurden.Samples of the cell emulsion were placed in sterile plastic transferred to a tube and placed in a thermostatically controlled bath submerged at 10 ° C. The samples were taken at a speed cooled from less than 1 ° C / min to -28 ° C. A sample was taken, thawed and found to be profitable examined with an aniline blue fluorescence method; the remaining tubes were placed in a freezer for 3 days spent at -90 ° C, after which they are in liquid nitrogen were stored.

Nach einer Woche wurde eine Probe durch Eintauchen des Röhr­ chens in lauwarmes Wasser für 3 min aufgetaut, und die Zellenertragskraft wurde sofort mit Anilinblau untersucht.After a week, a sample was made by immersing the tube chens in lukewarm water for 3 min, and the Cell yield was immediately examined with aniline blue.

Um die Emulsion zu brechen und die Zellen zurückzugewinnen, wurde ein Nährmediumüberschuß zugefügt, und der Homogeni­ sator wurde zum Rühren der resultierenden Flüssigkeit während 2 min auf Stellung 3 verwendet. Eine Endunter­ suchung mit Anilinblau wurde dann durchgeführt. Gemäß dem Fluoreszenzkriterium überlebten mehr als 60% der Zellen die Gefrier-/Auftau-Behandlung. Wenn der Emulgie­ rungsschritt weggelassen und das übrige Experiment wie beschrieben durchgeführt wurde, überlebte keine der Zellen.To break the emulsion and recover the cells an excess of nutrient medium was added and the homogeni sator was used to stir the resulting liquid used in position 3 for 2 min. An end sub Search with aniline blue was then carried out. According to the fluorescence criterion survived more than 60% of the Cells the freeze / thaw treatment. If the emulgy omitted and the rest of the experiment as described, none of the survived Cells.

Jeder Versuch mit Anilinblau zeigte, daß ein erheblicher Anteil (mindestens 60%) der Zellen ertragskräftig und in der Teilungsphase war. Bei jedem Versuch wurde ein Tropfen Anilinblaulösung (0,005% in M/15 K₂H PO₄, wobei der pH auf einen Wert zwischen 8 und 10 eingestellt war) einem Tropfen Zellenextrakt zugefügt. Wenn der Zellenextrakt unter einem Fluoreszenzmikroskop unter­ sucht wurde, wurde in jedem Fall eine blaugrüne Fluoreszenz beobachtet, was ein Zeichen dafür war, daß sich die Zellen im Zellteilungszustand befanden.Every attempt with aniline blue showed that a considerable Proportion (at least 60%) of the cells profitable and was in the division phase. With every attempt, a Drop of aniline blue solution (0.005% in M / 15 K₂H PO₄, where  the pH is adjusted to a value between 8 and 10 was) added to a drop of cell extract. If the Cell extract under a fluorescence microscope in each case there was a blue-green fluorescence observed what was a sign that the Cells were in the state of cell division.

Bei einem weiteren Versuch wurde eine weitere Aufschwemmung von Sojabohnenzellen hergestellt und mit dem angegebenen Verfahren unter sterilen Bedingungen konserviert. Nach Lagerung über mehrere Tage bei -20°C in flüssigem Stick­ stoff wurde eine Probe wie erläutert aufgetaut und auf Agar verteilt. Wachstum der Zellenkultur wurde be­ obachtet. Wenn der Emulgierungsschritt weggelassen wurde, überlebte keine der Zellen.In another attempt, there was another flood made from soybean cells and with the specified Procedure preserved under sterile conditions. To Storage for several days at -20 ° C in liquid stick a sample was thawed as explained and distributed on agar. Cell culture growth was observed takes care. If the emulsification step has been omitted, none of the cells survived.

Rote Blutkörperchen wurden mit einer Methode analog der­ jenigen nach Beispiel 2 emulgiert, und es wird angenommen, daß ein erheblicher Anteil der Blutkörperchen einen Gefrier-/Auftau-Zyklus entsprechend Beispiel 2 überlebt. Ferner wird angenommen, daß bei der Emulgierung roter Blutkörperchen das Verhältnis der wäßrigen Phase zur Ölphase, wie sie in Beispiel 2 eingesetzt wird, verringert werden sollte.Red blood cells were analyzed using a method similar to that emulsified according to example 2, and it is believed that a significant proportion of blood cells have a Freeze / thaw cycle according to example 2 survived. It is also believed that red emulsification Blood cells the ratio of the aqueous phase to Oil phase, as used in Example 2, reduced should be.

Claims (3)

1. Verfahren zum Konservieren von Zellen oder anderen mikrosko­ pischen oder kleinen biologischen Materialien, dadurch gekennzeichnet,
daß aus einer wäßrigen Aufschwemmung der Zellen und einer nichttoxischen hydrophoben Flüssigkeit (dem "Öl") eine Wasser- in-Öl-Emulsion unter Verwendung eines Emulgators gebildet wird, wobei die Zellen in der wäßrigen Phase der Emulsion enthalten sind,
daß die Temperatur der Emulsion auf einen Wert im Bereich von -25 bis -35°C verringert wird, bei dem das Wasser in den Zellen gefriert, und
daß die Emulsion bei einer Temperatur von -70°C oder niedriger aufbewahrt wird.
1. A method for preserving cells or other microscopic or small biological materials, characterized in that
that a water-in-oil emulsion is formed from an aqueous suspension of the cells and a non-toxic hydrophobic liquid (the "oil") using an emulsifier, the cells being contained in the aqueous phase of the emulsion,
that the temperature of the emulsion is reduced to a value in the range of -25 to -35 ° C at which the water in the cells freezes, and
that the emulsion is stored at a temperature of -70 ° C or lower.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Emulsion mit einer Geschwindigkeit von weniger als 1°C/min auf die Gefriertemperatur verringert wird. 2. The method according to claim 1, characterized, that the temperature of the emulsion at a rate reduced to below freezing temperature by less than 1 ° C / min becomes.   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Emulsion mit einem Verhältnis von 2 Volumenteile Öl zu einem Volumenteil wäßriger Phase hergestellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that an emulsion with a ratio of 2 parts by volume Oil is made into a volume of aqueous phase.
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