一种增强红细胞冷冻保存的降维策略

正如在德国应用化学杂志上撰文的一组研究人员发现的那样，少量纳米级薄的金属有机层在冷冻和解冻过程中有效地保护了红细胞。由基于金属铪的金属有机框架制成的纳米层可防止在极低浓度下形成冰晶。这种有效的新型冷冻保护模式可用于为生物科学开发新的和更有效的冷冻保护剂。

冷冻保护剂可防止样品冷冻时形成冰晶。生长的晶体会损坏脆弱的细胞膜和细胞成分，并破坏细胞的完整性。一些溶剂或聚合物是很好的冷冻保护剂;它们通过结合水分子并在冰形成过程中破坏它们的有序组装来控制冰晶的形成。

合成化学还有更多技巧可以更有效地瞄准和影响冰的形成。金属有机骨架 (MOF) 是由有机配体连接的金属离子的三维结晶网络。这些配体可以被定制以结合小分子，例如水，从而使水分子组装成冰晶的过程非常精确。

来自广州(中国)华南理工大学的 Wei Zhu 及其同事现在发现，随着基于铪和有机配体的 MOF 变得更薄，它们结合和影响水分子的能力增加，这主要是因为有更多的配体位点可用。因此，该团队开发了一种可控解构三维金属有机框架的方法，直到只剩下二维薄纳米层。

为了测试他们的铪-MOLs(MOL 代表金属有机层，以区别于三维 MOFs)作为冷冻保护剂的适用性，该团队冷冻了红细胞，一种需要大量储存的细胞医疗用途，但很容易被冰晶形成破坏。与通常用作冷冻保护剂的羟乙基淀粉 (HES) 相比，铪 MOL 在低于 0.1% 的最低浓度下显示出出色的冷冻保护作用，而 HES 溶液通常以高达 30% 的浓度使用。

Zhu 和团队解释说，MOL 之所以如此有效，是因为与水分子结合的配体的不规则二维结构阻止了规则冰晶核的形成。该团队认为，MOF 的降维是获得高效冷冻保护剂的一个有趣的新视角。