Kryokonservierung

Konservierung von Pflanzenproben

Unter Kryokonservierung (von griech. κρύος, krýos „Kälte“ und lat. conservare „erhalten, bewahren“) versteht man das Aufbewahren von Zellen oder Gewebe durch Einfrieren in flüssigem Stickstoff. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, die Vitalität der Zellen nahezu unbegrenzt aufrechtzuerhalten, obgleich das biologische System in den Aggregatzustand eines Festkörpers übergeht. Kryokonservierung kann sowohl bei Pflanzenzellen als auch bei tierischen Zellen angewandt werden, beim Menschen zum Beispiel auch bei Blut, Spermien, Eizellen und Embryonen. Die Lagerung findet in sogenannten Kryobanken statt.

Die konservierten Zellen können so über einen sehr langen Zeitraum in einer Art Kältestarre erhalten werden, in der alle Stoffwechselvorgänge nahezu zum Stillstand kommen. Nach dem Auftauen können die Zellen ihre normalen physiologischen Prozesse wieder aufnehmen. Embryonen können dann zum Beispiel in die Gebärmutterhöhle transferiert werden.

Einzelne Zellen können so schnell eingefroren werden, dass das Wasser nur kleine Eiskristalle bildet. Bei größeren, mehrzelligen Organismen bilden sich beim Einfrieren jedoch aufgrund der zu geringen Temperaturabsenkung im Kern Eiskristalle, die so groß werden, dass sie die Zellwände durchbrechen und damit irreparabel zerstören. Das Einfrieren von Erdbeeren im Gefrierschrank verdeutlicht die Zellschädigungen beim Einfrieren anschaulich: Nach dem Auftauen wirken die Erdbeeren matschig – sie haben Wasser verloren, das aus den beschädigten Zellen ausgetreten ist.

Kryokonservierung funktioniert heutzutage bei Zellproben bis hin zu kleinen Organen, wenn man bei vorheriger Präparation der Proben mit richtig abgestimmten Gefrierschutzmitteln zur Behinderung des Wachstums von Eiskristallen diese dann sehr schnell einfriert, also zum Beispiel mit flüssigem Stickstoff auf 77 K (−196 °C) abkühlt (verglasen).

Siehe auch

• Kryokonservierung - Artikel in der deutschen Wikipedia

Literatur

• H. M. Schumacher: Vollständig erstarrt, aber nicht tot: Kryolagerung von Pflanzen bei ultratiefen Temperaturen. In Nicole C. Karafyllis: Theorien der Lebendsammlung. Pflanzen, Mikroben und Tiere als Biofakte in Genbanken. Karl Alber, Freiburg 2018, S. 137–168, ISBN 978-3-495-48975-8.
• R. Frankham, J. D. Ballou, D. A. Briscoe: Introduction to Conservation Genetics. Cambridge University Press, 2002, ISBN 0-521-63985-9.
• S. Schmitz: Der Experimentator: Zellkultur. Spektrum Akademischer Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1564-6.