Thermodynamic Theory and Experimental Validation of a Multiphase Isochoric Freezing Process
Notice bibliographique
Résumé
Freezing of the aqueous solutions that comprise biological materials, such as isotonic physiological saline, results in the formation of ice crystals and the generation of a hypertonic solution, both of which prove deleterious to biological matter. The field of modern cryopreservation, or preservation of biological matter at subfreezing temperatures, emerged from the 1948 discovery that certain chemical additives such as glycerol, known as cryoprotectants, can protect cells from freeze-related damage by depressing the freezing point of water in solution. This gave rise to a slew of important medical applications, from the preservation of sperm and blood cells to the recent preservation of an entire liver, and current cryopreservation protocols thus rely heavily on the use of additive cryoprotectants. However, high concentrations of cryoprotectants themselves prove toxic to cells, and thus there is an ongoing effort to minimize cryoprotectant usage while maintaining protection from ice-related damage. Herein, we conceive from first principles a new, purely thermodynamic method to eliminate ice formation and hypertonicity during the freezing of a physiological solution: multiphase isochoric freezing. We develop a comprehensive thermodynamic model to predict the equilibrium behaviors of multiphase isochoric systems of arbitrary composition and validate these concepts experimentally in a simple device with no moving parts, providing a baseline from which to design tailored cryopreservation protocols using the multiphase isochoric technique.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».