細胞凍存和復蘇是在細胞研究和生物醫(yī)學領域中常見的實驗技術,,用于長期保存和重復使用細胞。此步驟是細胞培養(yǎng)中的關鍵環(huán)節(jié),,直接影響細胞存活率和活力,,關系到后續(xù)細胞實驗能否按照計劃有效地進行。要想做好細胞凍存和復蘇,,首先請牢記下面這四個字:慢凍快融,!慢凍快融!慢凍快融,!重要的事情說三遍,!
那么細胞實驗中為什么要“慢凍快融”呢?
凍存細胞時,,細胞內(nèi)外環(huán)境中的水會形成冰晶,。如果直接將細胞凍存到 -196℃ 的液氮中,由于凍結過程中胞外溶液中的水先結冰,,使胞外溶液不斷濃縮,,引起細胞電解質(zhì)升高、滲透壓改變,、脫水及蛋白質(zhì)變性等,,會導致細胞受到機械性損傷,。
在冷凍保存時,細胞外環(huán)境中的水會結冰,。冷卻速度的不同會導致細胞由于滲透脫水而發(fā)生不同程度的收縮,。細胞外環(huán)境的滲透壓隨著水結成冰晶而不斷升高,冷卻速度越慢,,細胞內(nèi)水分通過滲透作用移出細胞的時間就越長,。因此,非常緩慢的冷卻可能會導致細胞因過度脫水而死亡 (A),。而快速冷卻 (C) 會導致細胞內(nèi)形成冰晶,,這會導致細胞在復溫時死亡。中間冷卻速度 (B) 則可以平衡滲透脫水和細胞內(nèi)結冰形成的風險,,通??梢詫崿F(xiàn)細胞存活率的大幅提升。
如果在凍存液中加入保護劑 (如 sigma 二甲基亞砜,,DMSO),,可使冰點降低,增加細胞滲透壓穩(wěn)定性,。減緩慢速降溫過程中的脫水皺縮現(xiàn)象,,在緩慢凍結時減少冰晶的生成,使細胞免受損傷[1],。
圖 1. 不同冷卻速度對細胞存活率的影響,。
而在復蘇時,需要快速升溫,,在 1-2 min 內(nèi)融化并稀釋,,這時細胞內(nèi)外還來不及形成較大的冰晶,也不會使細胞長時間暴露在高濃度的電解質(zhì)溶液中,,從而避免細胞損傷,,提高細胞存活率。
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