一文了解细胞冻存的概念/意义记原理

　　01、细胞冻存的概念

　　科学研究过程中，冷冻保存是一种常用的极低温度保存细胞和组织的技术，温度降低可有效延缓生命体内微观尺度的新陈代谢、主动运输、酶促反应等生命活动。

　　将细胞置于-196℃液氮中低温保存，可以使细胞暂时脱离生长状态而将其细胞特性保存起来，然后在需要的时候复苏起来用于实验，这样在需要的时候再复苏细胞用于实验。既可以防止因正在培养的细胞被污染或其他意外事件而使细胞丢种，又起到了细胞保种的作用。

　　02、细胞冻存的意义

　　-保护重要细胞系，方便后续的实验操作。

　　-保存人类和动物的细胞，以备移植之用。

　　-保存细胞库，以备临床和研究之用。

　　03、细胞冻存的原理

　　细胞冻存是将细胞放在低温环境，减少细胞代谢，以便长期储存的一种技术，细胞在不加任何保护剂的情况下冷冻，细胞内外的水分会很快形成冰晶从而引发一系列的不良反应：

　　部分蛋白质因局部电解质浓度增高和pH值改变而变性，导致细胞内部空间结构发生改变。

　　细胞内冰晶的形成和细胞膜系统上蛋白质，酶的变性等会限碍细胞的能量代谢。

　　胞膜上的类脂蛋白复合体在冷冻中易发生破坏引起胞膜通透性的改变，使细胞内容物丧失。

　　随着冷冻温度的降低，冰晶体积膨胀造成DNA的空间结构发生损伤从而引起细胞死亡。

　　在溶液中加入低温保护剂（penetrating/permeable，CPA），可以保护细胞免受冷冻损伤。

　　【原理】

　　常用的低温保护剂是DMSO，它是一种渗透性保护剂，可迅速透入细胞，降低细胞的冰点，还可以抑制细胞代谢，减缓细胞老化。

　　提高胞膜对水的通透性，促进细胞内水渗出细胞外，减少细胞内冰晶的形成，从而减少冰晶对细胞的损伤；解冻时，促进细胞外水进入细胞内，缓解渗透性肿胀。

　　稀释细胞内外未结冰溶液中的电解质，减少溶质损伤。

　　04、细胞冻存常见的方法

　　1972年,Mazur博士提出了细胞低温损伤的“两因素假说”，后形成了细胞低温保存的理论体系,且其成为近半个世纪以来指导和优化低温保存的黄金法则。当降温速率不高也不低,细胞适度脱水、细胞内形成少量冰晶或者没有冰晶形成，“溶液损伤”和“胞内冰损伤”的累积效应最小时,细胞的存活率最高,该降温速率被称为最优降温速率。在过去的几十年中，科研工作者将培养基、血清和DMSO按照一定的比例配制成冻存液：

　　配合手工使细胞从4℃、-20℃、-80℃到液氮中逐步转移使其达到“慢冻”的效果。

　　使用程序性降温盒直接将冻存细胞悬液放入-80℃，而后转移到液氮中长期保存。

　　使用程序性降温仪，利用已设定程序的等速降温机以-1～-3℃/分钟之速度由室温降至（-80℃以下）-120℃，再放在液氮罐中长期储存。

　　05、传统细胞冻存液主要成分

　　二甲基亚砜（DMSO）：DMSO是一种有机溶剂，可以通过调节细胞内外的渗透压来降低细胞冻结时的冰晶形成，减少细胞器官和膜的破坏。DMSO还可以抑制细胞代谢，减缓细胞老化。

　　胎牛血清（FBS）：FBS含有丰富的蛋白质和生长因子，可以为细胞提供营养和保护，还可以吸附细胞表面的冰晶，防止细胞被冰晶损伤。

　　肝素：肝素是一种抗凝剂，可以防止细胞在冻存过程中发生凝集，还可以抑制细胞表面的凝血酶，防止细胞发生血栓。

　　葡萄糖：葡萄糖可以为细胞提供能量，并帮助细胞在复苏后恢复活力，还可以抑制细胞凋亡，保护细胞免受损伤。

　　06、无血清冻存液的优势

　　无血清冻存液不含动物血清成分，其不含血清能够减少潜在的污染和变异，并提供更稳定的冻存条件，有助于保持样品的可靠性和稳定性。即用型产品，无需程序降温，操作简单，可直接放入超低温冰箱保存。

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