細(xì)胞凍存的原理及常見方法
1、 細(xì)胞凍存的原理
細(xì)胞凍存是細(xì)胞保存的主要方法之一,也是保持細(xì)胞活性和增殖能力的重要手段。細(xì)胞可以通過被暫時(shí)休眠(凍存),仿佛童話里的睡美人,留住年輕芳華,等到需要時(shí)再被輕輕喚醒(復(fù)蘇)。
低溫下,活細(xì)胞中的生物和化學(xué)反應(yīng)都會(huì)大大降低,為細(xì)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(xì)胞凍存是利用冷凍保護(hù)劑來降低冰點(diǎn),緩慢凍結(jié)細(xì)胞的過程中,細(xì)胞內(nèi)水分透出細(xì)胞,使細(xì)胞凍結(jié)中冰晶形成減少,從而避免了由于冰晶形成對細(xì)胞中生命活性物質(zhì)的一系列損傷。【1】細(xì)胞凍存時(shí)利用低溫降低細(xì)胞代謝,使細(xì)胞處于停止生長的“休眠”狀態(tài),等需要使用的時(shí)候再進(jìn)行復(fù)蘇操作。
細(xì)胞儲(chǔ)存在-70℃冰箱中,可以保存一年;若儲(chǔ)存在-196℃的液氮環(huán)境中,理論上可以實(shí)現(xiàn)長期永存。
2、 細(xì)胞凍存的常見方法
細(xì)胞凍存和復(fù)蘇的關(guān)鍵要點(diǎn)是慢凍快融。細(xì)胞凍存的效果主要與降溫步驟、凍存保護(hù)液的使用、凍存溫度、復(fù)溫速率及用于凍存的細(xì)胞生長狀態(tài)有關(guān)。降溫速率過快容易引起細(xì)胞內(nèi)冰晶損傷,所以為防止細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰必須采用一個(gè)“慢”的降溫過程,并使用凍存保護(hù)劑,即凍存液。目前細(xì)胞凍存多采用甘油或二甲基亞砜(DMSO)作保護(hù)劑。
根據(jù)降溫速度區(qū)分,細(xì)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(zhuǎn)液氮。這種凍存方法步驟多,而且需要遵守幾個(gè)時(shí)間點(diǎn),容易被遺忘,對于繁忙的實(shí)驗(yàn)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(dāng)溫度達(dá)-25℃以下時(shí),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(fù)雜、費(fèi)時(shí),需要儀器設(shè)備花費(fèi)較高,所以非程序降溫凍存方法便應(yīng)運(yùn)而生,它能大大簡化凍存流程,細(xì)胞可直接置于-80°C冰箱完成凍存過程,更為簡便高效。