細胞凍存是保存細胞的重要手段,通過低溫來延緩細胞的生命活動。這種技術使細胞能夠得以保存,在需要的時候,又可以被復蘇用于各種實驗。

19世紀末,科學家開始研究低溫對生物組織的影響。早期的實驗表明,單純冷凍會導致細胞冰晶形成和滲透壓失衡而死亡。1937年,Luyet和Hodapp提出“冰晶損傷”理論,為后續(xù)冷凍保護研究奠定了基礎。1949年,英國科學家在研究精子冷凍時,偶然發(fā)現甘油能顯著提高冷凍后精子的存活率。甘油是一種滲透性冷凍保護劑(CPA),可進入細胞內部,降低冰點并減少冰晶形成。它通過平衡細胞內外的滲透壓,防止細胞在冷凍過程中因脫水而破裂。1959年,科學家發(fā)現二甲基亞砜(DMSO)同樣具有優(yōu)異的冷凍保護效果,尤其適用于哺乳動物細胞。DMSO比甘油更易穿透細胞膜,且毒性較低,迅速成為細胞凍存的標準保護劑之一。1963年Peter Mazur提出冷凍損傷的“兩因素假說”:快速冷凍時,細胞內冰晶形成,破壞細胞膜和細胞器;慢速冷凍時,細胞外冰晶形成導致細胞脫水,胞內溶質濃度升高,造成化學毒性。該理論為程序化慢凍法提供了科學依據。
實驗過程中,大多數細胞的凍存遵循“慢速凍存”的原則,通過程序降溫盒或程序化冷凍儀,控制降溫速率(通常為1°C/min),使細胞在冷凍過程中逐步脫水,避免細胞內結冰。該方法顯著提高了凍存細胞的存活率。
研究表明5%-10%的DMSO*適合細胞凍存,具體比例要根據細胞種類調整,對DMSO敏感的細胞則需要降低比例。根據小尚的經驗,8% DMSO適用于大部分細胞系。同時,還需根據細胞培養(yǎng)難度調整血清比例,越難養(yǎng)的細胞越要多加血清,過于脆弱的細胞可用血清+DMSO凍存,不加培養(yǎng)基。我們常用的凍存液配方是92%FBS+8%DMSO(新手推薦)或92%完*培養(yǎng)基+8%DMSO(高手推薦)。

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無論用何種凍存液,都建議做凍檢再正式凍存:即凍存24h后復蘇一支,確認細胞狀態(tài)沒問題,即可進行大批量凍存。凍檢成功前要留至少一瓶細胞培養(yǎng),以免復蘇失敗導致細胞絕種。


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