¿Cuál es la diferencia entre la crioconservación y la liofilización?

El diferencia principal entre crioconservación y liofilización es que la crioconservación es la conservación de tejido biológico a temperaturas criogénicas, normalmente a -80 °C o a -196 °C, mientras que la liofilización es la eliminación de la humedad de un material congelado mediante vacío.

La congelación es una transición de fase en la que el líquido se convierte en sólido cuando la temperatura desciende por debajo de su punto de congelación. La congelación generalmente se debe al enfriamiento. La energía promedio de las moléculas disminuye cuando un líquido se enfría. En cierto punto, la cantidad de calor eliminado es lo suficientemente grande como para que las fuerzas de atracción entre las moléculas las acerquen, haciendo que el líquido se congele. Entonces, incluso después de eliminar más calor, la temperatura de un líquido congelado permanece constante. El punto de fusión de un sólido o el punto de congelación de un líquido es la temperatura a la cual las fases sólida y líquida están en equilibrio. Tanto la crioconservación como la liofilización están asociadas a proteínas.

¿Qué es la criopreservación?

La crioconservación es la conservación de tejido biológico a temperaturas criogénicas, normalmente a -80 °C (hielo seco) o a -196 °C (nitrógeno líquido). Esta técnica conserva células vivas, tejidos y muestras biológicas. Algunos materiales biológicos que preservamos usando este método incluyen espermatozoides, ovocitos, tejidos ováricos, embriones preimplantados y órganos. La preservación ocurre sin afectar su viabilidad. Generalmente, las muestras necesitan una temperatura de -196°C. Ciertas moléculas pequeñas entran en las células y evitan la deshidratación y la formación de cristales de hielo intracelulares. Este es el principio básico de la crioconservación. Durante el proceso de congelación, esto puede provocar la destrucción de los orgánulos celulares e incluso la muerte celular.

En este proceso, el hielo puede romper la membrana celular. Sin embargo, la elección correcta y cuidadosa del medio de congelación y la regulación de la velocidad de congelación pueden evitarlo. Los pasos de la crioconservación incluyen la recolección y selección del material, la adición de crioprotectores, la congelación, el almacenamiento en nitrógeno líquido y la descongelación. Además, hay muchos beneficios de la crioconservación, como se muestra a continuación.

• Esta técnica es útil en tratamientos de fertilidad.
• Esta técnica requiere un trabajo y un espacio mínimos.
• Mantiene segura la información genética y la integridad de cepas valiosas.
• También garantiza que las muestras estén a salvo de contaminación genética.
• Esta técnica salvaguarda el germoplasma de especies en peligro de extinción.
• Además, conserva las muestras biológicas durante más tiempo.
• Diferentes campos utilizan este método, incluida la ecología, la biología molecular, la fisiología vegetal y la ciencia de los alimentos.
• Además, esta técnica es útil en transfusiones de sangre, bancos de semillas, bancos de genes, congelación de cultivos celulares, trasplantes de órganos, etc.

¿Qué es la liofilización?

La liofilización es la eliminación de la humedad de un material congelado mediante vacío. Otro nombre para este proceso es secar en frío o criodesecación. El proceso de deshidratación ocurre a bajas temperaturas donde el producto se congela y se reduce la presión. La sublimación se utiliza para eliminar el hielo. Este proceso es una contradicción a la deshidratación por métodos convencionales, donde el agua se evapora usando calor.

La liofilización ocurre en tres fases. Estas tres fases son la fase de congelación, la fase de sublimación y la fase de secado secundario. La primera fase es la fase de congelación. En esta fase, el producto se congela por varios métodos. Para asegurar la sublimación, los técnicos enfrían el material por debajo del punto triple en esta etapa. Esto también ayuda a preservar la forma física de la muestra. Además, en la fase de sublimación, que es la segunda etapa, los técnicos bajan la presión y añaden calor al material. Esto hace que el agua se sublime. Además, el proceso de sublimación se acelera por el vacío. En esta etapa, se elimina la mayor parte del agua (alrededor del 95%). Sin embargo, los técnicos deben tomar medidas para asegurarse de que no suministren demasiado calor. Esto se debe a que demasiado calor altera la estructura del material o de la muestra.

La etapa final es la etapa de adsorción o la etapa de secado secundario. Esto implica la eliminación de moléculas de agua unidas iónicamente elevando la temperatura por encima de la de la etapa de secado primario. Esto permite que se rompan los enlaces entre los materiales y las moléculas de agua. Por lo general, los materiales se secan hasta el punto en que solo se retiene del 1 al 5 % de la humedad.

Diferencia entre crioconservación y liofilización

Definición

La crioconservación es la conservación de tejido biológico a temperaturas criogénicas, normalmente a -80 °C o a -196 °C, mientras que la liofilización es la eliminación de la humedad de un material congelado mediante vacío.

Condiciones de almacenaje

Además, la crioconservación requiere temperaturas muy bajas, normalmente por debajo de los 130 °C, y suele implicar el uso de nitrógeno líquido u otros líquidos criogénicos. La liofilización permite el almacenamiento a largo plazo de materiales a temperatura ambiente, aunque aún deben almacenarse en un ambiente seco y protegido.

Preservación de Materiales Biológicos

La crioconservación se usa típicamente para conservar células vivas, tejidos y órganos, así como fluidos biológicos y muestras como espermatozoides y embriones, mientras que la liofilización se usa comúnmente para conservar proteínas, enzimas, vacunas y otras moléculas biológicas que son sensibles a la presión, el calor. u otras condiciones adversas.

Conclusión

La congelación es una transición de fase en la que el líquido se convierte en sólido cuando la temperatura desciende por debajo de su punto de congelación. La principal diferencia entre la crioconservación y la liofilización es que la crioconservación es la conservación de tejido biológico a temperaturas criogénicas, normalmente a -80 °C o a -196 °C, mientras que la liofilización es la eliminación de la humedad de un material congelado mediante vacío.

Referencia:

1. “Principios de la criopreservación.” publicado. Biblioteca Nacional de Medicina.
2. “Liofilización de Parenteral (7/93).” Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos.

Imagen de cortesía:

1. “Criopreservación Banco de genes USDAPor USDA Gene Bank - USDA Gene Bank (CC0) a través de Commons Wikimedia
2. “Viales liofilizados" Por clapstar (CC BY-NC 2.0) a través de Flickr

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