液氮罐細胞冷凍是一種常見的細胞保存方法,其基本原理是將細胞在液氮存儲(chu) 時暴露於(yu) 極低溫度下,使細胞內(nei) 活動減緩並停止,從(cong) 而達到保存細胞的目的。在這個(ge) 過程中,細胞需要經受住液態氮的極端低溫和由此產(chan) 生的各種物理和化學反應對細胞造成的影響,因此需要進行仔細的處理。
細胞冷凍前的預處理
在進行細胞冷凍之前,需要對細胞進行一些必要的預處理,以確保細胞能夠在極低溫度下存活:
1. 細胞與(yu) 浸潤劑的混合
細胞通常需要與(yu) 浸潤劑混合,使其在冷凍過程中逐漸降溫並凝固。浸潤劑通常是一種含有甘油或DMSO等化學物質的液體(ti) ,這些物質可以防止細胞受到冷凍過程中形成的冰晶的損傷(shang) 。
2. 逐漸降溫
細胞需要逐漸降溫,最終降到-80℃以上的溫度。這個(ge) 過程中需要控製溫度的降低速度,以便適應細胞的變化。
3. 冷凍保存
細胞需要在液態氮中保存。液態氮的溫度約為(wei) -196℃,細胞可以在這個(ge) 極端低溫下穩定存儲(chu) 數十年甚至更長的時間。在存儲(chu) 中,細胞與(yu) 浸潤劑和其他物質處於(yu) 一種固態玻璃狀態,這種狀態可以防止細胞內(nei) 分子受到破壞。
細胞冷凍與(yu) 細胞存活率
盡管細胞冷凍是一種廣泛應用的細胞保存方法,但其效果卻因細胞類型、冷凍條件等多個(ge) 因素而異。其中一個(ge) 重要的因素是細胞冷凍所造成的損傷(shang) 量。
1. 細胞膜的損傷(shang)
由於(yu) 細胞膜是細胞中最外層的保護層,因此它經常受到冷凍過程中形成的冰晶的損傷(shang) 。這些冰晶可以破壞細胞膜纖維結構並引起它們(men) 的破裂。這就會(hui) 導致細胞質內(nei) 的分子和物質外流,從(cong) 而降低細胞存活率。自增壓液氮罐
2. 細胞內(nei) 分子的變化
冷凍過程中,細胞內(nei) 的水分子會(hui) 形成冰晶,從(cong) 而使其他的分子,如蛋白質、DNA等,受到擠壓和塑性變形。這些分子的變化可以直接影響細胞的功能和存活率。
3. 冷凍解凍的過程中
另一個(ge) 重要因素是在冷凍解凍過程中的化學和物理反應。細胞在冷凍過程中,其體(ti) 積會(hui) 收縮,而在解凍時,其體(ti) 積將回複到正常尺寸。這種體(ti) 積變化會(hui) 對細胞產(chan) 生一定的應力,並可能導致細胞破裂。自增壓液氮罐
液氮罐細胞冷凍是一種既簡單又經濟的細胞保存方法,但其也存在著一些限製,如不同細胞類型的表現可能差異較大。因此,現在有許多改進的技術來提高細胞的存活率和減少其損傷(shang) 。例如,可以使用更先進的浸潤劑、調整溫度降低的速率以及使用更優(you) 化的解凍過程等。這些技術將會(hui) 有助於(yu) 擴大細胞保存的適用領域和提高細胞存活率的一些限製。