1、 細胞凍存的原理
細胞凍存是細胞保存的主要方法之一,也是保持細胞活性和增殖能力的重要手段。細胞可以通過被暫時休眠(凍存),仿佛童話里的睡美人,留住年輕芳華,等到需要時再被輕輕喚醒(復蘇)。
低溫下,活細胞中的生物和化學反應都會大大降低,為細胞長期凍存提供了可能。冷凍對大多數(shù)活生物體都是致命的,細胞凍存是利用冷凍保護劑來降低冰點,緩慢凍結細胞的過程中,細胞內水分透出細胞,使細胞凍結中冰晶形成減少,從而避免了由于冰晶形成對細胞中生命活性物質的一系列損傷?!?】細胞凍存時利用低溫降低細胞代謝,使細胞處于停止生長的“休眠”狀態(tài),等需要使用的時候再進行復蘇操作。
細胞儲存在-70℃冰箱中,可以保存一年;若儲存在-196℃的液氮環(huán)境中,理論上可以實現(xiàn)長期永存。
2、 細胞凍存的常見方法
細胞凍存和復蘇的關鍵要點是慢凍快融。細胞凍存的效果主要與降溫步驟、凍存保護液的使用、凍存溫度、復溫速率及用于凍存的細胞生長狀態(tài)有關。降溫速率過快容易引起細胞內冰晶損傷,所以為防止細胞內結冰必須采用一個“慢”的降溫過程,并使用凍存保護劑,即凍存液。目前細胞凍存多采用甘油或二甲基亞砜(DMSO)作保護劑。
根據降溫速度區(qū)分,細胞凍存可以分為程序降溫凍存與非程序降溫凍存。傳統(tǒng)的凍存方法是將冷凍管置于4℃ 30分鐘、-20℃ 30分鐘、-80℃過夜再轉液氮。這種凍存方法步驟多,而且需要遵守幾個時間點,容易被遺忘,對于繁忙的實驗人員而言不那么友好。而程序降溫方法,采用降溫速率-1℃~-2℃/min;當溫度達-25℃以下時,可增至-5℃~-10℃/min,再放至-196℃液氮保存。常規(guī)的程序降溫凍存方法較為復雜、費時,需要儀器設備花費較高,所以非程序降溫凍存方法便應運而生,它能大大簡化凍存流程,細胞可直接置于-80°C冰箱完成凍存過程,更為簡便高效。