沃里克大学 聚乙烯醇和冰之间相互作用的分子水平细节(来自分子动力学模拟)
学分:华威大学 当生物材料(细胞、血液、组织)被冷冻时，防冻剂被用来防止在冷冻过程中与冰的形成相关的损害
除了现有的防冻剂外，新的聚合防冻剂正在出现，但是它们究竟是如何控制冰的形成和生长的还很不清楚
这对于聚乙烯醇来说尤其如此，聚乙烯醇是一种看似简单的合成聚合物，它通过原子级的机制与冰相互作用，这要归功于华威大学的研究人员
冷冻生物材料时，防冻剂至关重要，以减少与冰的形成有关的细胞损伤
冰的再结晶，即以牺牲较小冰晶为代价来生长较大冰晶的过程，是影响当前冷冻保存方案的主要问题之一，目前仍知之甚少
沃里克大学的研究人员研究了一种非常受欢迎的聚合物是如何与正在生长的冰晶结合的，这种聚合物有可能用于冷冻保存
在《自然通讯》杂志上发表的题为“聚乙烯醇抑制冰再结晶活性的原子细节”的论文中，华威大学的研究人员发现，与正在出现的共识相反，聚乙烯醇的更短或更长的聚合物链都与冰结合
到目前为止，该团体一直在假设短聚合物与冰晶结合不够强的情况下工作
Sosso及其同事已经证明，正是这些结合相互作用与聚合物在与冰的界面上所占据的有效体积之间的微妙平衡，决定了它们阻碍冰再结晶的有效性
这项工作将冰重结晶抑制的实验测量和计算机模拟结合在一起
后者是从微观上洞察冰的形成等过程的宝贵工具，因为它们能够看到非常快或非常小的过程中发生的事情，即使通过最先进的实验技术也很难看到
这项工作揭示了冰再结晶核心的基本原理，指出了可直接用于设计下一代防冻剂的设计原则
这一成就证明了沃里克被亲切地称为“冰队”的力量，这是一个不断发展的合作网络，有潜力对冰形成的许多方面产生巨大影响，从大气科学到药物化学
法比安·巴赫泰格博士
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在博士研究小组工作的学生
领导这项工作的索索(化学系)解释说: “我们发现，即使是相当短的聚乙烯醇链，只含有十个聚合单元，也能与冰结合，聚乙烯醇的小块共聚物也能结合
重要的是实验团体要知道这一点，因为他们到目前为止一直在不同的假设下工作
事实上，这意味着我们可以成功地使用比以前想象的小得多的聚合物
这是帮助开发新的更有效的冷冻保护剂的重要信息
" 医生
华威大学化学系的加布里埃尔·索索领导了一项研究生物物质中冰的形成的重大计算工作，他说:“通过这一贡献，我们为聚合物防冻剂如何与不断生长的冰晶相互作用的难题增加了一个关键部分
这是我的团队正在进行的大量计算和理论工作的一部分，目的是了解低温保护剂在分子水平上是如何工作的，从而确定可以由我们的实验同事直接探索的设计原则
沃里克是加深我们对冰的理解的最佳场所，这项工作展示了我的研究小组和吉布森小组之间非常激动人心的合作的影响
" 沃里克大学化学系和沃里克医学院的马修·吉布森教授说:“冰的再结晶在低温生物学中是一个真正的挑战，不仅会对细胞造成损害，也会对冷冻食品或基础设施造成损害
了解这种“简单”的聚合物是如何控制冰的再结晶的，是发现新的防冻剂并最终在现实世界中使用它们的重要一步
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