细胞冻存液是基于怎样的原理来保护细胞在低温下不受损伤的？
发布日期：2024-10-28 20:07:32
浏览次数：0次
细胞冻存液保护细胞在低温下不受损伤主要基于以下原理：
一、降低冰点与控制冰晶形成
细胞冻存液中含有如甘油、二甲基亚砜（DMSO）等冷冻保护剂。这些物质能够降低溶液的冰点，使细胞在较低温度下仍能保持液态环境。例如，DMSO 的加入可以使溶液在低于纯水冰点的温度下才开始冻结。
更重要的是，它们能够抑 制冰晶的形成。在冷冻过程中，如果细胞内形成大量冰晶，冰晶的膨胀会导致细胞膜和细胞器膜的破裂，造成细胞不可逆的损伤。冷冻保护剂可以使冰晶形成的速度变慢，并且让冰晶以较小的尺寸生长。它们通过干扰水分子之间的氢键，阻止水分子有序地聚集形成大冰晶，从而减少对细胞结构的机械性损伤。
二、维持渗透压平衡
当细胞处于低温环境时，细胞内外的渗透压会发生变化。细胞冻存液的成分可以调节渗透压，使其与细胞内的渗透压相匹配。如果细胞外的渗透压过高，细胞内的水分会大量渗出，导致细胞萎缩；相反，如果细胞外渗透压过低，细胞会吸水膨胀破裂。
冻存液中的成分能够在冷冻和复苏过程中，通过调节细胞内外的离子浓度和水分子的分布，维持细胞正常的形态和生理功能。例如，一些盐离子和糖类物质在这个过程中发挥着重要作用，它们可以在细胞内外形成适当的浓度梯度，保证细胞的稳定性。
三、保护细胞结构和功能
细胞膜是细胞的第 一道防线，在冷冻过程中容易受到损伤。细胞冻存液中的成分可以和细胞膜相互作用，稳定细胞膜的脂质双分子层结构。如某些保护剂可以嵌入细胞膜的磷脂分子之间，防止膜结构因温度变化和冰晶挤压而破裂。
对于细胞内的细胞器，冻存液也有保护作用。通过减少冰晶对线粒体、内质网等细胞器的破坏，保持它们的完整性，从而维持细胞内正常的代谢和生理活动。在复苏后，细胞能够较快地恢复正常的功能，如能量代谢、蛋白质合成等。
