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细胞冻存液——生命的“时间胶囊”

2025-07-22     来源:本站     点击次数:40

细胞冻存是保存细胞的重要手段,通过低温来延缓细胞的生命活动。这种技术使细胞能够得以保存,在需要的时候,又可以被复苏用于各种实验。

19世纪末,科学家开始研究低温对生物组织的影响。早期的实验表明,单纯冷冻会导致细胞冰晶形成和渗透压失衡而死亡。1937年,Luyet和Hodapp提出“冰晶损伤”理论,为后续冷冻保护研究奠定了基础。1949年,英国科学家在研究精子冷冻时,偶然发现甘油能显著提高冷冻后精子的存活率。甘油是一种渗透性冷冻保护剂(CPA),可进入细胞内部,降低冰点并减少冰晶形成。它通过平衡细胞内外的渗透压,防止细胞在冷冻过程中因脱水而破裂。1959年,科学家发现二甲基亚砜(DMSO)同样具有优异的冷冻保护效果,尤其适用于哺乳动物细胞。DMSO比甘油更易穿透细胞膜,且毒性较低,迅速成为细胞冻存的标准保护剂之一。1963年Peter Mazur提出冷冻损伤的“两因素假说”:快速冷冻时,细胞内冰晶形成,破坏细胞膜和细胞器;慢速冷冻时,细胞外冰晶形成导致细胞脱水,胞内溶质浓度升高,造成化学毒性。该理论为程序化慢冻法提供了科学依据。

实验过程中,大多数细胞的冻存遵循“慢速冻存”的原则,通过程序降温盒或程序化冷冻仪,控制降温速率(通常为1°C/min),使细胞在冷冻过程中逐步脱水,避免细胞内结冰。该方法显著提高了冻存细胞的存活率。

研究表明5%-10%的DMSO最适合细胞冻存,具体比例要根据细胞种类调整,对DMSO敏感的细胞则需要降低比例。根据小尚的经验,8% DMSO适用于大部分细胞系。同时,还需根据细胞培养难度调整血清比例,越难养的细胞越要多加血清,过于脆弱的细胞可用血清+DMSO冻存,不加培养基。我们常用的冻存液配方是92%FBS+8%DMSO(新手推荐)或92%完全培养基+8%DMSO(高手推荐)。

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