细胞低温保存过程中冰晶成核的研究进展

细胞低温保存过程中,胞内冰损伤是其主要损伤因素之一,这可以通过控制冰晶成核来降低。本文总结了物理、化学及生物控制成核方法在低温保存领域的应用,归纳了各类控制成核方法的机理及对细胞产生的影响,对比得出生物及化学试剂控制成核方法较为优异。并提出最佳成核温度的概念,在该温度下,胞外冰产生且引导细胞适当脱水,减少胞内自由水,降低胞内冰的产生几率,为控制成核在细胞低温保存领域的应用指明了方向。

磁场对冰晶成核过程影响的研究进展

食品及生物材料的保存效果取决于其内部冷冻过程中冰晶的形态、尺寸及分布。研究者为了更好提升食品保存的品质,降低冷冻结晶过程的细胞损伤,提出了磁场辅助冷冻技术。其可以提升生物材料的存储品质,但仍然存在机制不明确、实验复现性差等问题。该文结合目前国内外的研究进展,总结了现阶段存在的问题与发展方向,希望能为相关科研工作者的研究提供帮助,促进磁场辅助冷冻技术的发展与突破。

胞内冰形成机理研究进展

在生物样本的低温保存过程中,胞内冰是造成细胞损伤的主要因素之一。影响胞内冰形成的因素包括降温速率、细胞对水分的渗透能力、细胞膜完整性、胞外冰及低温保护剂等。本文详细讨论并分析了目前有关胞内冰形成机制的主要理论:孔理论、SCN理论、VCN理论以及细胞膜受损理论,总结了胞内冰最新的研究进展。提出利用水通道阻断剂或基因敲除的方法来研究水通道蛋白和胞内冰形成的关系,指明胞内冰形成机制及今后的研究方向。

HeLa细胞胞内冰成核现象实验研究

使用低温显微镜系统实验观测了种冰条件下HeLa细胞在45和60℃/min降温速率下的胞内冰成核现象,同时测定了该降温速率下的胞内冰成核概率,得到胞内冰成核温度。进一步使用数学模型回归得到成核率热力学和动力学参数,并对其进行了敏感性分析。