Криопроте́кторы — вещества, защищающие живые объекты от повреждающего действия замораживания. Криопротекторы используют при криоконсервации — низкотемпературном хранении живых объектов (другими словами, при замораживании клеточных культур, крови, спермы, эмбрионов, изолированных органов и биологических объектов целиком ).
Витрификация имеет важное применение для сохранения эмбрионов, биологических тканей и органов для трансплантации . Стеклование также используется в крионике. для устранения повреждений от замерзания. Криозащитные свойства этих веществ заключаются в понижении температуры стеклования замороженного объекта ниже точки плавления. Таким образом, криопротекторы предотвращают эффективное замерзание, и система сохраняет некоторую гибкость в стеклообразной фазе, таким образом, ведя себя как аморфное твердое тело , которое затвердевает без образования кристаллов, что может повредить образец
В случае биологических образцов повреждение в основном вызвано не кристаллами льда (поскольку внутренняя часть клеток обычно не замерзает таким образом, если вообще не замерзает), а изменениями осмотического давления и ионной силы (содержание электролита в жидкости ячейки). При замораживании на живые объекты воздействуют два повреждающих фактора: формирование внутриклеточного льда и обезвоживание. Помещение живых объектов в растворы криопротекторов и замораживание в этих растворах снижает или исключает полностью формирование внутриклеточного льда и обезвоживание.
Многие криопротекторы также функционируют, образуя водородные связи с биологическими молекулами при замене молекул воды. Водородная связь в водных растворах важна для правильного функционирования белков и ДНК. Следовательно, когда криопротектор заменяет молекулы воды, биологический материал сохраняет свою естественную физиологическую структуру (и функцию), хотя он больше не погружаeтся в водную среду. Такая стратегия сохранения очень часто наблюдается при ангидробиозе. Замена обычной воды на тяжёлую усиливает действие криопротекторов, благодаря образованию более прочных водородных связей.
Существует большое количество веществ, обладающих криопротекторными свойствами, но в медицинской и лабораторной практике используют не более десятка соединений, которые будут перечислены ниже. Различают криопротекторы двух типов: проникающие и непроникающие.
Криопротекторы работают, увеличивая концентрацию растворенных веществ в клетках. Однако для того, чтобы быть биологически совместимыми, они должны (1) легко проникать в клетки и (2) не быть токсичными для самих клеток. После размораживания живые объекты необходимо освободить от криопротекторов.