低温保存细胞的方法,原理与应用

题目

低温保存细胞的方法,原理与应用

答案

低温保存细胞的原理,冷冻保护剂可以均匀充分地和细胞相接触,保护效果好.对组织而言,保护剂只能作用于其表面,对深层细胞无法起到保护作用.为了提高组织的存活率,应同时控制降温的速率.控制降温速率的慢速降温可以使细胞外溶液中的水结冰,导致细胞外溶液浓度升高,胞内水向膜外渗出,在达到一定温度时,将组织置于滦低温冰箱或液氮中冻存,可以减轻细胞内结晶对细胞的损伤,保持细胞的活性.
慢速冷却低温保存法是目前较为常用的保存方法,其工作程序为：失将细胞放在含有抗冻剂的溶液中进行预处理,接着用程序降温仪将细胞连同溶液以较慢的速度降温.首先是细胞外溶液中的水分结冰使溶液的浓度升高,细胞内的水分透过细胞膜向外渗出,细胞体积收缩,细胞内液的浓度与渗透压增加,冰点下降；随着温度的下降,上述过程继续进行,到一定的温度时迅速降低到一80℃(下冰温度)或一196℃(液氮温度)结冰,并在此温度下长期保存.在零下某一温度结冰时,先是凝结成小冰晶,细小的冰晶对细胞损害较少,但小冰晶表面势能大,往往互相结合成大冰晶.该现象易发生在一30℃一一40℃.大冰晶破坏细胞结构,使细胞坏死.即使小冰晶在冷冻过程中未完全形成大冰晶,在复温过程中也会结成大冰晶,同样导致细胞死亡.不同的细胞要求不同的降温速率,速率过快则在细胞内形成冰晶,在复温过程中细胞内冰晶会产生再结晶,而使细胞损伤.若降温速率过慢,会导致细胞收缩剧烈,并且细胞较长时间处于高渗溶液中也同样会造成细胞的损伤.降温的过程是传热与渗透两个因素相互作用的过程,所谓的最佳降温速率是指这两个因素的最好配合.
应用于低温保存皮肤、气管、血管等生物材料,在临床实践中的应用效果也比较理想.