冷冻技术手册——推荐给对冷冻机理感兴趣的板油们

deron

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不可多得的一本好册子，deron向您推荐
. U+ L' ]( U# ]$ H介绍部分的翻译加入了个人的一些理解，未必做到了信达雅，不当之处请不吝指教
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为保证研究和生物医学工艺中实验结果的可重复性和研究的连续性，现在科学家的主要任务是获得遗传稳定的活细胞。一系列的传代培养需要消耗时间，并且由于种群供选择的部分越来越少可导致污染或者基因突变。不过，细胞可以通过置于低温下暂停生长周期来达到所有实践目的，维系种群稳定性。低温下的稳态细胞称之为低温冻存——此为冷冻生物学的一个应用方向，或者低温下生命活动的研究。低温保存技术的改进可以发展低温下多种细胞类型的冻存方法。（现有的）的冷冻技术可应用于微生物、分离出的组织细胞、小块多细胞组织甚至于胚胎这样的复杂器官的保存。
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冷冻过程饱含的复杂现象，即使历经数十年的研究，仍未完全参透。冷冻生物学研究引发了一个思辨——活体细胞冷冻过程中究竟发生了什么以及不利因素应当如何消除。由于水是所有活细胞的主要组分，作为生命发生的化学反应过程（的溶剂），因而当体系中所有水转化成冰时，细胞新陈代谢会停止。5 g! `' ]! |* ]! s: w
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不同降温过程中冰晶的形成：慢冻中，胞外冰晶先于胞内冰晶形成。冰晶形成后，因冰晶形成抽离水分，胞外渗透压增加，胞内水分通过细胞膜迁出以维持渗透压平衡。细胞外溶质浓度增加，胞内溶质浓度也增加，危害细胞生存。如果细胞内仍保有太多水分，可能会引发冰晶形成损伤以及溶解复苏过程中的再结晶损伤。
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# F. E9 E4 u, v. v0 x在这些现象中，冷冻速率有一个引人注目的效果。快速冷却因冰晶均一稳定形成而减少了溶质浓度（损伤）效果，但是导致了更多的胞内冰晶形成。慢速冷冻正好相反，导致了大量胞内水分流失，因而胞内冰晶形成减少，但是增加了溶质浓度（损伤）效果。细胞渗透性影响了水分的流失率；较渗透性差的细胞而言，渗透性良好的细胞能够忍受快速冷冻法。Mazur等已经推设冰晶形成和溶质损伤在细胞失活方面均起到了负作用，并且有一种最适的冷冻速率可以降低各自的作用。除了极个别的情况外，1摄氏度每分钟的冷冻速率是一个不错的选择。用冷冻保护添加剂或者化学物质在保护冰冻细胞的同时，也可以减少溶质浓度增加和冰晶形成带来的负作用。最常用的冷冻保护剂是二甲基亚砜（DMSO）和甘油。另外，保持冷冻细胞在一个正确的储藏温度并用合适的复苏速率将减少对冰冻细胞的损伤。) z# A$ k0 {1 r+ T+ E

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deron

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! ?9 w* T7 V% \. ?7 @9 zDMSO的使用，怎么说呢，跟乙二醇等其它渗透性冻存剂相比，毒性略大了些，不过对冰晶体形成的阻碍作用要更强，双刃剑。利大于弊。; I  l/ P0 [4 m$ L0 H
DMSO的确对酶等蛋白质类有变性作用