当生物材料(细胞，血液，组织)被冷冻时，使用冷冻保护剂可防止在冷冻过程中与冰的形成有关的损害。新的聚合物防冻剂与成熟的防冻剂一起出现了，但是如何精确控制冰的形成和生长仍是未知的。对于PVA来说尤其如此，PVA是一种看似简单的合成聚合物，它通过在沃里克大学的研究人员的帮助下已在原子水平上揭示的机理与冰相互作用。

当冷冻生物材料以减少与冰形成有关的细胞损伤时，低温保护剂至关重要。冰的重结晶，即较大的冰晶以较小的冰晶为代价生长的过程，是影响当前冷冻保存规程的主要问题之一，对此仍然知之甚少。华威大学的研究人员已经研究了一种颇受欢迎的，具有潜在冷冻保存潜力的聚合物如何与正在生长的冰晶结合。

华威大学的研究人员在《自然通讯》杂志上发表的题为“ PVA的冰重结晶抑制活性的原子学细节”的论文中，与新兴共识相反，聚(乙烯醇(PVA)都与冰结合。

到目前为止，该社区一直在假设短聚合物与冰晶之间的结合力不足，但Sosso博士及其同事已证明，这是这些结合相互作用与冰晶之间的微妙平衡。聚合物在与冰的界面处占据的有效体积，决定了它们在阻止冰重结晶方面的有效性。

这项工作将冰再结晶抑制的实验测量结果与计算机模拟结合在一起。后者是无价的工具，可以从微观上洞悉冰的形成过程，因为它们能够看到非常快速或非常小的过程中正在发生的事情，即使通过最先进的实验技术也很难看到。

这项工作为制冰重结晶的核心原理提供了新的思路，指出了可以直接用于设计下一代冷冻保护剂的设计原理。这项成就证明了沃里克(Warwick)亲切的“团队冰”(Team Ice)的实力，这是一个不断发展的合作网络，具有对从大气科学到药物化学等众多冰层形成产生巨大影响的潜力。

Fabienne Bachtiger，博士学位 负责这项工作的化学系Sosso博士的研究小组的学生解释道：

“我们发现，即使只有10个聚合物单元的短链PVA也会与冰结合，而且PVA的小嵌段共聚物也能结合。对于实验界来说，了解这一点很重要，因为它们已经到现在为止，它都可以在不同的假设下工作。实际上，这意味着我们可以成功使用比以前认为的小得多的聚合物。这对于帮助开发新型的更具活性的防冻剂至关重要。

华威大学化学系的加布里埃勒·索索(Gabriele Sosso)博士正在领导大量的计算工作来研究生物物质中冰的形成。精确的聚合物防冻剂会与正在生长的冰晶相互作用，这是我小组正在进行的大量计算和理论工作的一部分，目的是了解防冻剂如何在分子水平上起作用，从而确定可直接探讨的设计原理。由我们的实验同事们所知。沃里克(Warwick)是加深我们对冰的理解的理想之地，这项工作展示了我的研究小组与吉布森小组之间非常激动人心的合作所产生的影响。”

华威大学化学和华威大学医学院的马修·吉布森教授说：“冰的重结晶是冷冻生物学的真正挑战，不仅会损害细胞，还会冷冻食品或基础设施。 “简单”的聚合物可以控制冰的重结晶，这是发现新的冷冻保护剂并最终在现实世界中使用它们的重要一步。”

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