Хіміки з США, Австралії та Японії з'ясували, що барвник сафорін О здатний запобігати кристалізацію (замерзання) води навіть при невеликих концентраціях. Ця здатність ставить його в один ряд з білками-антифризами, що дозволяють рибам та іншим організмам існувати при екстремально низьких температурах. Разом з тим, молекули сафранина в 10-100 разів менше цих білків. Традиційно цей барвник використовується біологами для забарвлення клітинних ядер.Дослідження опубліковано в, коротко про нього повідомляє.
Білки-антифризи - спеціальні речовини, необхідні для виживання тварин, які живуть в умовах низьких температур. Вони здатні до самоорганізації: впорядкованому «склеюванню» один з одним, що змушує їх створювати протяжні структури. Їх будова нагадує кристалічну структуру льоду, тому якщо розчин таких білків починає замерзати, вони оточують невеликі кристали льоду, немов би продовжуючи їх структуру. Цей процес швидко зупиняє зростання кристалів, підтримуючи їх розмір постійним аж до деякої критичної температури. Завдяки цьому всередині клітин організмів не виникає великих кристалів з гострими краями - подібні об'єкти можуть розірвати клітинну стінку, тим самим знищивши клітку.
Ці з "єднання були відкриті ще 1969 року Артуром де Фрізом під час дослідження костистих полярних риб. Нещодавно група хіміків припустила, що аналогічні властивості можуть мати і деякі органічні барвники - їхні молекули, також як і молекули білків, здатні до самоорганізації в протяжні ланцюжки. Автори нової роботи досліджували 27 різних барвників у спробі знайти серед них «антифриз». Шуканою речовиною виявився сафорін О, діазиновий барвник, який часто використовують у лабораторній практиці.
Виявилося, що всього 150 міліграм сафранина в літрі води було достатньо для того, щоб зупинити укрупнення кристалів, що виникали при температурі замерзання розчину. За словами хіміків, активність сафранина порівнянна з білком-антифризом AFGP8, виявленим у гололобих нототінь (), але поступалася деяким іншим відомим речовинам. При цьому, молекули AFGP8 майже в 10 разів масивнішими, ніж сафорін, що потребуватиме пропорційно більше речовини в розчині для досягнення того ж ефекту.
Цікаво, що через самоорганізацію сафоріну на поверхні кристалів льоду змінювалася і їхня форма. Замість звичних шестикутних платівок утворювалися голки з шестикутним перерізом.
Знахідка може знайти медичне застосування, наприклад, у зберіганні та транспортуванні зразків крові та інших тканин. Зразки вимагають охолодження для того, щоб уникнути їх псування, проте кристали льоду можуть порушувати клітинну структуру. Також подібні низькомолекулярні антифризи можуть знайти застосування в харчовій індустрії: деякі білки-антифризи додаються, наприклад, у морозиво для поліпшення його текстури.
Водні розчини солей володіють температурою замерзання меншою, ніж у чистої води - це пов'язано з термодинамічними властивостями розчинів. Чим більше частинок (молекул або іонів, але не грам речовини) розчинено у воді, тим менше буде температура замерзання. Завдяки цьому, наприклад, плавиться лід при нулі градусів Цельсія, якщо посипати його сіллю. Речовини-антифризи додатково знижують точку замерзання і уповільнюють зростання кристалів.