牛肉高压冷冻过程中热变化和冰晶形态研究

以牛肉为研究对象，分别进行高压冷冻和传统冷冻试验，分析了冷冻过程中的热变化和形成的冰晶形态。高压冷冻试验在3个不同的压力下进行，分别为100MPa（-9℃）、150MPa（-15℃）和200MPa（-20％）；传统冷冻（空气冷冻和液体浸没冷冻）在0．1MPa和-20℃条件下进行。试验结果表明：传统冷冻形成的冰晶多数位于组织细胞外，冰晶粗大且不均匀，对组织细胞造成严重的压迫和机械损伤；高压冷冻形成的冰晶体积较小，在样品中分布较均匀，且压力越大，位于胞内的冰晶越多，对样品组织的破坏程度越小。空气冷冻的冻结时间最长（85min），液体浸没冷冻结冰速率较快（5．5min），高压冷冻的冻结时间在100、150和200MPa时分别为2．47、1．22和0．83min；压力越大，卸压时形成的超冷度越大，冰点越低，冻结所需时间越短。

高压冷冻及低温替代技术制备的拟南芥花蜜腺超微结构的研究

采用高压冷冻和低温替代技术对不同时期泌蜜前、泌蜜早期和泌蜜晚期的拟南齐(Arabidopsisthaliana L.)成熟花蜜腺的超微结构进行了研究。着重对小泡运输过程中是否与细胞质膜发生融合以及蜜腺组织中深色细胞与伴胞的区别等问题进行了讨论。拟南芥花中有一对较大的侧蜜腺以及2～4枚中蜜腺。中蜜腺位于2枚长雄蕊基部或它们之间,而侧蜜腺则位于两花瓣之间的短雄蕊附近。泌蜜前和泌蜜期,液泡的大小、高尔基体及内质网的数量、线粒体的分布以及质体内淀粉粒的大小都会发生一定的变化。当高尔基小泡从细胞内运输至细胞外时,并没有发生与细胞质膜融合的过程,与经典的“胞吐”假说不同。深色细胞在泌蜜期大量出现与筛分子旁的伴胞明显不同,前者与蜜腺顶端的气孔器相连,形成“通道”从而使蜜汁从蜜腺排出。

高压冷冻技术及其在植物细胞超微结构中的应用

冷冻固定技术可以将生物组织和细胞内所有结构和成分同时固定。因此避免了因化学渗透固定而引起的各种假象。通常 ,在常压下冷冻技术仅能使生物样品表面 10～ 30μm厚度得以充分固定 ,而高压冷冻技术则能使样品有效固定厚度增加至 6 0 0 μm。尽管植物组织细胞具有特殊的结构——厚壁和含大量水分的液泡 ,使冷冻固定较为困难 ,但利用高压冷冻技术仍能使 2 0 0 μm厚度的样品得到充分固定 ,而且能够捕获近似自然状态的细胞超微结构。本文对高压冷冻的理论和高压冷冻仪的原理作简单介绍。同时对高压冷冻技术在植物细胞超微结构研究中的应用进行了重点分析和讨论。

应用高压冷冻-冷冻替代技术研究Erastin对颗粒细胞超微结构的影响

为了探究铁死亡对颗粒细胞超微结构的影响,采用高压冷冻-冷冻替代法(high pressure freezing-freezing substitution,HPF-FS)和常规化学固定法(chemical fixation,CF)对Erastin诱导处理的牛颗粒细胞和猪颗粒细胞超微结构进行研究。结果发现,与对照组相比,经Erastin诱导处理48 h的牛颗粒细胞和猪颗粒细胞的增殖受到显著抑制,ATP含量显著降低,ROS水平显著升高,指示颗粒细胞出现了铁死亡;电镜观察发现两个处理组的细胞均出现空泡化,线粒体变小,嵴断裂甚至消失,且对照组猪颗粒细胞的内质网比处理组的结构更丰富。与CF处理相比,HPF-FS技术对细胞超微结构的保存具有显著优势,胞质均匀、细胞膜界限清晰,线粒体、高尔基复合体、自噬泡、细胞核等结构清晰完整,更加接近于细胞瞬时生理状态。结果表明,利用HPF-FS技术能更加真实、全面地展现细胞的超微结构,为进一步研究颗粒细胞的凋亡调控机制及介导卵泡发育等相关研究提供参考。

高压冷冻技术在拟南芥细胞微结构研究中的应用

高压冷冻技术是指以高压冷冻固定为主要内容的一种电镜技术。该技术可以充分、快速固定样品的同时,避免引入操作干扰,使得电镜结构更接近样品生活状态。本文利用拟南芥为材料,比较了高压冷冻固定及冷冻替代制备的电镜样品同常规化学固定、室温梯度脱水方法所制备样品的差异。结果显示,在拟南芥根及叶片中,高压冷冻技术可以有效地避免常规制备样品中的细胞壁收缩,细胞质不均匀分布,高尔基体及质体收缩,细胞膜及液泡膜皱缩甚至断裂等现象,使细胞结构更接近其生活时的状态。

高压冷冻-冷冻替代技术在神经组织超微结构中的应用

采用高压冷冻-冷冻替代技术对小鼠和线虫这两种模式生物的神经组织进行了样品制备、超薄切片和电镜观察,并在取材方式上进行了摸索,旨在比较化学固定法(CF)、高压冷冻固定法(HPF)和化学-高压冷冻联合固定法(CF+HPF)三种不同方式对神经组织超微结构的影响,促进高压冷冻-冷冻替代技术在神经生物学中的应用。透射电镜观察结果显示:与传统的化学固定相比,高压冷冻固定对神经组织样品具有较好的优势,能够减少化学处理所产生的人工假象;另一方面,对于不同动物的神经组织而言,所适用的固定方式也不相同,鼠脑适用于活检枪(biopsy gun)取样后直接进行HPF固定,所得结构比较完整,神经组织微观结构清晰。而在高压冷冻之前选用CF进行预固定,能加大样品结构保存的完整性,但在膜的细腻程度上不如直接进行高压冷冻制样的结果。线虫样品由于存在较厚的体壁保护,它更适于直接进行HPF处理,从而缩短了固定前的滞留时间,可有效保留腹部神经元超微结构。

应用高压冷冻-冷冻置换技术研究受Potyvirus侵染的寄主细胞超微结构

应用高压冷冻-冷冻置换技术(HPF-FS)制备了马铃薯Y病毒属的小西葫芦黄花叶病毒(ZYMV)和大豆花叶病毒(SMV)侵染寄主植物叶细胞的超薄切片样品,并与传统化学固定方法进行比较。透射电镜观察结果显示:病毒粒子和内含体的形态分布在两种方法处理的样品中无明显差异,但高压冷冻样品的细胞超微结构精细,细胞壁与细胞质之间边界清晰,质膜平滑而完整,细胞基质丰富;细胞核和叶绿体、线粒体等形态饱满,高尔基体潴泡结构及分泌小泡清晰,在ZYMV感染细胞的叶绿体中观察到囊泡结构。而化学处理的样品普遍存在细胞结构的收缩和变形,特别是质膜褶皱,与细胞壁分离,叶绿体呈梭形,片层结构发生改变,高尔基体潴泡结构及分泌小泡相当少见。实验结果有利于正确区别病毒所引起的细胞病理变化和化学处理而产生的人工假象。

一种用于标记蓝宝石盘的高压冷冻制样辅助装置

高压冷冻技术(high pressure freezing,HPF)是近年来出现的一种可以更有效保存样品原始结构的制样方法。本文介绍了针对高压冷冻制样过程中,无法区分用于培养细胞的蓝宝石盘正反两面的问题,使用3D打印技术制作模具进行喷涂特殊样式的碳膜标记,从而得以区分蓝宝石盘正反面,提高制样成功率。

高压冷冻和冷冻替代技术制备的酵母细胞超微结构

高压快速冷冻技术可以使生物样品快速冷冻固定,其组织、细胞结构接近于生理状态,有效减少了样品制备过程中化学试剂对细胞结构的破坏,并能够观察到细胞器近似自然状态下的超微结构。本文应用高压冷冻和冷冻替代技术进行酵母细胞的电镜样品制备,观察到了清晰的细胞壁、细胞核、液泡、线粒体及内质网等亚细胞器的超微结构,为酵母细胞的电镜样品制备提供了更多的方法和手段。

高压冷冻及冷冻替代样品制备方法在体扫描电镜中的应用

高压冷冻及冷冻替代技术是一种利用高压和低温对含水组织样品进行瞬间冷冻固定和低温脱水的电镜样品制备技术,它因可以保存更加真实的细胞超微结构而常应用于透射电镜观察和分析。本文利用模式动物小鼠为材料,将这种技术应用于体扫描电镜的样品制备,并与常规化学固定的样品制备进行比较。结果显示在小鼠心肌组织中,高压冷冻及冷冻替代技术可以有效避免常规制备样品中的细胞器膜结构皱缩、细胞质分布不均匀、细胞核膜收缩形成锯齿状、甚至局部断裂等现象,使细胞超微结构更接近其生活时的状态。

高压冷冻及冷冻替代技术在不同生物样品超微结构中的应用

高压冷冻仪在固定样品时,高压和冷冻基本是同步发生的,使得生物样品在数毫秒的时间内被瞬时固定,保证其内部结构接近于生理状态,有效减少了化学固定法中的化学试剂对细胞结构的破坏,极大程度保存了细胞在近似自然状态下的超微结构。本文分别采用化学固定法(CF)和高压冷冻固定法(HPF)对小鼠的睾丸组织、Hela细胞和酵母进行了样品制备,旨在比较这两种方法对不同生物样品超微结构的影响,促进高压冷冻-冷冻替代(HPF-FS)技术在生物学中的应用。透射电镜(TEM)观察结果显示:与传统的化学固定相比,高压冷冻固定可以清晰、完整地保存生物样品的膜结构和亚细胞器结构,细胞形态更加接近自然。

高压冷冻水机组和低压变频冷冻水机组供电方案的比较

本文主要针对数据中心的高压冷冻水机组和低压变频冷冻水机组的供电方案进行了比较。并在此基础之上,对其各自的优势和问题进行了较为深入的分析。文章共分为四大部分,其中,第三部分为本文的重点。通过对不同供电方案优势及问题的分析,力求找出一种最为经济、安全、有效的供电方案,从而进一步提高数据中心的冷冻水机组运行水平。

高压冷冻技术——一种观察机体结构的新方法

在使用电镜观察形态的方法中，冷冻技术是一种可取代用化学性固定剂制作标本材料的优良方法，但人们一直采用的快速冷冻法却有很大缺陷，即不易得到合适厚度的透明冷冻标本，于是出现了高压冷冻技术。一、快速冷冻和高压冷冻表１示快速冷冻法和高压冷冻的差异。快速冷冻法...

冷冻高压区域熔炼萃取技术与GC-MS联用检测水中有机污染物

将区域熔炼与高压溶剂萃取技术结合,发展了用于样品前处理的冷冻高压区域熔炼技术。该方法富集倍数达19.5倍,与传统的液-液萃取方法相比,具有更高的富集效率且操作更加简便。将此冷冻高压区域熔炼方法应用于河水中污染物的富集,成功检测出水样中苯乙酸甲酯、2-己基-1-正辛醇、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)4种有机污染物。

高压快速冷冻技术在两种培养细胞超微结构中的应用

高压快速冷冻(high-pressure freezing,HPF)能使样品在高压下毫秒内从室温降到液氮温度,所有分子瞬间固定在原位,随后启用冷冻置换(freeze substitution,FS),在低温下缓慢固定的同时用有机溶剂替代样品中的水分,从而保存样品的细微结构接近自然状态。本文使用高压快速冷冻/冷冻置换方法对草地贪夜蛾细胞(sf9细胞)和感染沙眼衣原体的小鼠成纤维细胞(McCoy细胞)进行电镜制样观察,同时对比传统化学固定两种细胞超微结构的差异。结果发现,利用HPF/FS技术,两种细胞中的膜结构、细胞骨架结构更能良好地保存,核膜、高尔基体和囊泡膜平滑完整,无皱缩或断裂,细胞形态更接近自然状态。

超高压协同冷冻辅助脱壳对南美白对虾肌原纤维蛋白理化性质的影响

为研究超高压协同冷冻(FT-HHP)对虾仁品质的影响,采用不同超高压(200～400 MPa,1～5 min)协同冷冻处理南美白对虾,通过感官评定、肌原纤维蛋白含量、羰基含量、总巯基含量等分析,探究FT-HHP在辅助脱壳的同时对虾仁肌肉蛋白生化特性的影响。结果表明,FT-HHP有助于南美白对虾脱壳,300 MPa、1 min协同处理后脱壳效果较单一冷冻辅助脱壳显著提高24.31%。200 MPa(1～3 min)、300 MPa(1 min)协同处理组肌原纤维蛋白含量及羰基、总巯基含量较新鲜对照组无显著变化;而压力≥300 MPa、保压时间≥3 min时,肌原纤维蛋白氧化现象显著增加,虾仁呈现熟化外观。随着压力及保压时间的上升,Ca2+-ATPase活性下降,肌原纤维蛋白表面疏水性上升。综合脱壳效果及蛋白理化特性指标,300 MPa、1 min协同冷冻处理可有效提高脱壳效果,并保持虾仁的良好品质。研究结果为超高压协同冷冻辅助南美白对虾脱壳技术的应用提供了理论依据。

几种冷冻新技术对食品冻结过程中冰晶形成的影响

冷冻技术在现代食品加工工业中起着十分重要的作用,水结晶是冷冻过程的关键步骤。文章介绍几种冷冻新技术对食品冻结过程中水结晶的影响的研究进展,包括高压冷冻、超声波冷冻、渗透脱水冷冻、抗冻蛋白、冰核活性蛋白以及其它冷冻新技术。并阐述这些新技术对冰晶的影响机制,旨在能够更好地了解、预测及控制水结晶的过程,并进一步改进冷冻过程和提高冷冻食品的品质。

果蔬冷冻新技术的研究进展

概述了几种果蔬冷冻新技术,即高压冷冻、超声波联合冷冻、电磁场辅助冷冻(磁场辅助冷冻和脉冲电场冷冻处理),这些技术主要通过缩短冷冻时间(6%~24%)、形成较小的冰晶(直径≤80μm)以提升冷冻产品品质。高压冷冻形成冰晶具有瞬时性,能应用于体积较大的水果,但不适合质地过软的果蔬;超声波冷冻通过超声波空穴效应,形成更小的冰晶并能一定程度灭酶,缺点是冷冻过程需要包装以隔绝冷冻液;磁场辅助冷冻是最先应用于生产中(日本CAS冷冻设备),能缩短果蔬冷冻相变时间;脉冲电场冷冻虽能显著缩短冷冻时间,但易造成细胞膜穿孔,需要配合冷冻保护剂和组织改进剂。因此,应该根据果蔬体积、质地等因素选择合适的冷冻新技术,以提高果蔬冷冻品质。

冷冻电镜含水超薄切片技术观察大鼠胰岛素瘤细胞(INS-1)的超微结构

冷冻电镜含水切片技术(CEMOVIS)作为冷冻厚生物样品制备技术,包括生物样品的快速冷冻、冷冻切片和低温电镜观察过程,能够获得完全含水状态的生物样品的超微结构。本文应用冷冻含水切片技术观察到了大鼠胰岛素瘤细胞(INS-1)内细胞器的高分辨超微结构。

多尺度生命材料高压低温保存研究进展

低温环境能够延缓生物体内新陈代谢进而抑制一系列生化反应的发生与进行,是诸多生物样本得以长期储存的重要手段。近年来,低温保存技术的成功应用,已直接、有效地推动了细胞、组织、器官、药物、食品等诸多领域的发展和进步,创造了显著的经济与社会效益,但实现高效健康的低温保存仍存在诸多挑战。非接触式的物理性压力增强技术是根据液态水的热力学和动力学性质改变其相转变行为,不会引入任何外源性物质,有望解决当前低温保存所存在的诸多难题。本文通过对高压冷冻以及定容冷冻两种低温保存方式进行综述,从其基本原理、研究进展、未来发展趋势进行总结概述,旨在促进高效、绿色、经济的生物低温保存技术。