Two critical factors for obtaining high viable biological samples after cryopreservation by vitrification method are cryoprotectant glass-forming ability while cooling and the stability of its amorphous state during warming. The present work is devoted to the study of the amorphous state stability of plant vitrification solutions (PVS) by differential scanning calorimetry method. The objects of the study were PVS1 modified, PVS2, PVS3 modified, PVS4 and PVSN. The thermograms of PVSs, frozen in liquid nitrogen, were recorded at a warming rate of 0.5 deg/min. The glass transition temperatures of PVS1, PVS2 and PVS3 were –109.0°C, –115.3°C, and –93.9°C, respectively. Neither exo- nor endothermic peaks have been recorded, indicating no crystallization, at the cooling and the warming stages. PVS4 and PVSN thermograms, besides glass transition (–111.5°C and –110.0°C, correspondingly), showed crystallization from the amorphous state (devitrification) and ice melting peaks. Crystallization enthalpy of PVSN was 2.8 times higher compared to PVS4. This fact testifies that the crystalline phase was larger in PVSN compared to PVS4. It should be noted that crystallization in PVS4 and PVSN may be related to the low warming rate used during the experiment. At higher warming rates, this crystallization is likely to be avoided. Thus, PVS1, PVS2 and PVS3 have a high glass-forming ability and a stabile amorphous state. The amorphous state stability of PVS4 and PVSN is significantly lower compared to PVS1, PVS2, and PVS3.

Реферат: У роботі представлено дані вивчення впливу низькотемпературного зберігання плаценти людини на антиоксидантну дію її водно-сольових екстрактів по відношенню до еритроцитів у стані окисного стресу, викликаного нітритом натрію. Захисну дію екстрактів визначали у двох серіях експериментів: в умовах одночасної експозиції еритроцитів із екстрактами і нітритом та експозиції еритроцитів із нітритом натрію, які були попередньо експоновані з екстрактами. Рівень окисного стресу оцінювали за концентрацією метгемоглобіну у еритроцитах, антирадикальну активність-за здатністю екстрактів відновлювати ABTS +-радикал. Виявлено, що захисну дію по відношенню до еритроцитів у стані окисного стресу екстракти плаценти проявляють тільки після попередньої експозиції з ними. Показано, що водно-сольові екстракти зберігають захисну дію по відношенню до еритроцитів у стані окисного стресу за умов зберіганні плаценти впродовж 3-х місяців (-20°С) і 6 місяців (-80°С). Встановлено, що екстракти, отримані з плаценти, яка зберігалася впродовж 6 місяців за температури-20°С, втрачають антиоксидантну дію, при цьому їх антирадикальна активність знижується на 50% по відношенню до свіжотриманих екстрактів. Найбільш активна фракція водно-сольових екстрактів з м. м. 10-12 кДа зберігає свою антиоксидантну дію після зберігання плаценти впродовж 3 (-20°С) і 6 (-80°С) місяців. Ключові слова: кріоконсервування, екстракт плаценти людини, антиоксидантна дія, антирадикальна активність, окисний стрес, нітрит натрію. Реферат: В работе представлены данные изучение влияния низкотемпературного хранения плаценты человека на антиоксидантное действие ее водно-солевых экстрактов по отношению к эритроцитам в состоянии окислительного стресса, вызванного нитритом натрия. Защитное действие экстрактов определяли в двух сериях экспериментов:в условиях одновременной экспозиции эритроцитов с экстрактами и нитритом, а также экспозиции эритроцитов с нитритом натрия, которые были предварительно экспонированы с экстрактами. Уровень окислительного стресса оценивали по концентрации метгемоглобина в эритроцитах, антирадикальную активность-по способности экстрактов восстанавливать ABTS +-радикал. Выявлено, что защитное действие по отношению к эритроцитам в состоянии окислительного стресса экстракты плаценты проявляют только после предварительной экспозиции с ними. Показано, что водно-солевые экстракты сохраняют защитное действие по отношению к эритроцитам в состоянии окислительного стресса при условии хранения плаценты в течение 3 (-20°С) и 6 месяцев (-80°С). Установлено, что экстракты, полученные из плаценты, которая сохранялась в течение 6 месяцев при температуре-20°С, утрачивают антиоксидантное действие, при этом их антирадикальная активность снижается на 50% по отношению к свежеполученным экстрактам. Наиболее активная фракция водно-солевых экстрактов с м. м. 10-12 кДа сохраняет свое антиоксидантное действие после хранении плаценты в течение 3 (-20°С) и 6 (-80°С) месяцев. Ключевые слова: криоконсервирование, экстракт плаценты человека, антиоксидантное действие, антирадикальна...

EFFECT OF FREEZING ON ANTI-INFLAMMATORY EFFICIENCY OF HUMAN PLACENTAL EXTRACTS

Cryotherapy of shoot tips can effectively eliminate the sweet potatoes pathogens, such as viruses and phytoplasm, and is impossible without the development of effective cryopreservation techniques. At the same time, cryopreservation allows a long-term germplasm storage. In this study, we developed and compared different methods for sweet potatoes’ meristems treatment for optimized preservation. The meristems of Admiral variety up to 1–2 mm were isolated from in vitro growth plants. In one group the specimens were dehydrated for 120 min with sterile air flow and immersed into liquid nitrogen at a needle tip. The meristems of other groups were dehydrated with plant vitrification solutions (modified PVS 1, PVS 2, 88% PVS 3, and PVS N). The samples were immersed into liquid nitrogen either in 1.8 mL cryovials or 50 µL hermetically sealed aluminum pans for differential scanning calorimetry. It was shown that the survival rates of meristems were 55% after 88% PVS 3 treatment and 83 and 85% after PVS 2 and PVS N exposure. The highest percentage of preserved specimens was found after dehydration with air-flow and modified PVS 1 (89–95%). After cryopreservation in 1.8 mL cryovials the highest post-thaw preservation was noted after pretreatment with modified PVS 1 (60–75%) and the lowest one was observed with 88% PVS 3 (35–40%). Meristems treated with PVS 2 and PVS N provided 45–55% survival rates. After cryopreservation in aluminum pans the highest post-thaw preservation was detected for dehydration with modified PVS 1 (81–84%) and the lowest one was found with 88% PVS 3 (40–51%). Meristems treated with PVS 2 and PVS N revealed of 68–78% post-thaw survival respectively. The meristems cryopreservation method based on dehydration with sterile air flow is of special interest, since no cryoprotectant use is needed.