液氮罐细胞冷冻原理是什么?

时间:2023-11-27 17:12来源:原创 作者:小编 点击:

  液氮罐细胞冷冻是一种常见的细胞保存方法,其基本原理是将细胞在液氮存储时暴露于极低温度下,使细胞内活动减缓并停止,从而达到保存细胞的目的。在这个过程中,细胞需要经受住液态氮的极端低温和由此产生的各种物理和化学反应对细胞造成的影响,因此需要进行仔细的处理。

  细胞冷冻前的预处理

  在进行细胞冷冻之前,需要对细胞进行一些必要的预处理,以确保细胞能够在极低温度下存活:

  1. 细胞与浸润剂的混合

  细胞通常需要与浸润剂混合,使其在冷冻过程中逐渐降温并凝固。浸润剂通常是一种含有甘油或DMSO等化学物质的液体,这些物质可以防止细胞受到冷冻过程中形成的冰晶的损伤。

细胞冻存

  2. 逐渐降温

  细胞需要逐渐降温,最终降到-80℃以上的温度。这个过程中需要控制温度的降低速度,以便适应细胞的变化。

  3. 冷冻保存

  细胞需要在液态氮中保存。液态氮的温度约为-196℃,细胞可以在这个极端低温下稳定存储数十年甚至更长的时间。在存储中,细胞与浸润剂和其他物质处于一种固态玻璃状态,这种状态可以防止细胞内分子受到破坏。

  细胞冷冻与细胞存活率

  尽管细胞冷冻是一种广泛应用的细胞保存方法,但其效果却因细胞类型、冷冻条件等多个因素而异。其中一个重要的因素是细胞冷冻所造成的损伤量。

  1. 细胞膜的损伤

  由于细胞膜是细胞中最外层的保护层,因此它经常受到冷冻过程中形成的冰晶的损伤。这些冰晶可以破坏细胞膜纤维结构并引起它们的破裂。这就会导致细胞质内的分子和物质外流,从而降低细胞存活率。自增压液氮罐

  2. 细胞内分子的变化

  冷冻过程中,细胞内的水分子会形成冰晶,从而使其他的分子,如蛋白质、DNA等,受到挤压和塑性变形。这些分子的变化可以直接影响细胞的功能和存活率。

  3. 冷冻解冻的过程中

  另一个重要因素是在冷冻解冻过程中的化学和物理反应。细胞在冷冻过程中,其体积会收缩,而在解冻时,其体积将回复到正常尺寸。这种体积变化会对细胞产生一定的应力,并可能导致细胞破裂。自增压液氮罐

  液氮罐细胞冷冻是一种既简单又经济的细胞保存方法,但其也存在着一些限制,如不同细胞类型的表现可能差异较大。因此,现在有许多改进的技术来提高细胞的存活率和减少其损伤。例如,可以使用更先进的浸润剂、调整温度降低的速率以及使用更优化的解冻过程等。这些技术将会有助于扩大细胞保存的适用领域和提高细胞存活率的一些限制。